В засушливых условиях Оренбуржья в борьбе с засухой из ранних яровых зерновых культур ячмень занимает ведущее место, так как по урожайности он уступает только озимым, но с учётом отсутствия её на паровом поле и по этому показателю превосходит их. Кроме того, следует отметить, что ячмень в севооборотах занимает последнее поле, где самое низкое плодородие почвы.
Важным достоинством этой культуры является и очень высокая отзывчивость на применение минеральных удобрений как в их действии, так и в последействии.
Ценность ячменя заключается ещё в том, что он является самой засухоустойчивой культурой из ранних зерновых, экономно расходует влагу и отличается коротким вегетационным периодом, рано освобождает занятые площади. Как предшественник для яровой пшеницы он лучше, чем её повторный посев.
По кормовым достоинствам ячмень превосходит многие зерновые и кормовые культуры, а по выходу зерна с 1 га пашни занимает первое место [1].
Материал и методы исследования. Исследования ведутся в длительном стационарном опыте, где ячмень возделывается в 6-польных севооборотах с чёрным, почвозащитным и сидеральным парами и является замыкающей культурой и в бессменном посеве.
Место проведения – бывший ОПХ им. Куйбышева Оренбургского НИИСХ; годы исследований 1990 – 2019.
Почва – чернозём южный карбонатный малогумусный тяжелосуглинистый, содержание гумуса в слое почвы 0 – 30 см составляет 3,2 – 4,0 %, подвижного фосфора – 1,5 – 2,5 мг, обменного калия – 30 – 38 мг на 100 г почвы.
Методика исследования – рекомендации по изучению севооборотов [2] .
Среднемноголетнее количество выпавших осадков в зоне исследования за с.-х. год составляет 367 мм, за вегетационный период – 155 мм.
Доза внесения минеральных удобрений под основную обработку почвы равна N40Р40 кг д.в. на 1 га.
Предшественниками ячменя являются яровая мягкая пшеница после кукурузы и сорго на силос, проса и гороха.
За сельскохозяйственный год в период исследований (1990 – 2019 гг.) в среднем выпало 377 мм осадков, за вегетацию (май – август) – 139 мм; температура воздуха увеличилась на 2,1 °С, зимний период – на 3,3 °С, вегетационный – на 0,6 °С; отмечались резкие среднесуточные перепады, достигавшие 20 – 25 °С.
Особенностью изменений погоды также являются усиление ветровой деятельности с быстрым изменением его направления в течение суток, выпадение осадков ливневого характера и участившиеся засухи [3].
Результаты исследования. За 30 лет проведения опытов урожайность ячменя более 20 ц с 1 га отмечалась 13 лет, от 10 до 20 ц – 7 лет и ниже 10 ц – 10 лет.
Количество лет со слабой засушливостью (1,0 – 1,3) составило 5, с умеренной (0,7 – 1,0) – 13, очень сильной (0,4 – 0,7) – 5, условия пустыни (< 0,4) – 7 лет.
Самая высокая урожайность ячменя зафиксирована в 1992 г., составив 44,5 ц с 1 га, меньше 5 ц она отмечена в 2010, 2015 и 2018 резко засушливых годах.
Ячмень из ранних яровых зерновых культур наиболее отзывчив на применение минеральных удобрений, максимальная от них прибавка зерна получена в 1997 г. – 8,8 ц с 1 га при урожайности 38,6 ц. За годы исследований существенная прибавка зерна на удобренном фоне наблюдалась в 19 годах, в основном в благоприятные по увлажнению годы, в засушливые – её не было или она была незначительной, а в 2005, 2012, 2014 и 2018 гг. наблюдалось даже снижение урожайности. Основной причиной этого является дефицит влаги в почве и осадков в результате повышенной концентрации почвенного раствора, а в годы с благоприятными условиями для нитрификации – избыток нитратного азота, который увеличивает в урожае солому.
Ячмень хорошо использует последействие зелёных удобрений. Так, в 1998 г. его урожайность в 6-польном севообороте с чёрным с навозом паром составила 9,8 ц с 1 га, с сидеральным донниковым – 12,3 ц с 1 га [4].
В 4-польном зернопаровом севообороте (пар чёрный – яровая твёрдая пшеница – яровая мягкая пшеница – ячмень) урожайность по чёрному пару составила 19,0 ц, в сидеральном – 23,1 ц с 1 га.
Кроме того, нами было установлено положительное влияние сидерального пара в его последействии на содержание в зерне ячменя заменимых и незаменимых аминокислот. Так, заменимых кислот (серин, глутамин, глицин и аланин) в зерне на 16:, 14,5, 28,7 и 24,5 %, незаменимых – на 13 – 110 % было больше, чем в севообороте с чёрным паром [5].
Вопреки мнению, что почвоутомление проявляется лишь в регионах с большим количество выпадения осадков и на почвах с низким плодородием, впервые нами установлено это явление и в засушливых условиях на чернозёмах. Оценка почвоутомления на ячмене показала, что бессменный его посев с 1990 г. имеет сильную её степень, при возделывании в 6-польном севообороте – среднюю.
В сравнении с ранними яровыми зерновыми культурами в борьбе с засухой ячмень играет важную роль, а по урожайности в среднем за пять ротаций севооборотов он почти в два раза их превосходит (табл. 1, рис. 1). Такая закономерность наблюдается как во влажные, так и в засушливые годы. Примером может быть резко засушливый 2010 г., когда посевы яровой мягкой и твёрдой пшеницы по чёрному пару полностью погибли, в 2019 г. их урожайность составила соответственно до 8 и 6 ц с 1 га, ячменя – 16 ц с 1 га.
1. Урожайность ячменя в зависимости от предшественника и фона питания
по ротации севооборота, ц с 1 га
Предшественник
Фон
питания
Ротации севооборота за 1990 – 2019 гг.
Средняя за пять
ротаций (1990 – 2019 гг.)
Прибавка + или – ц с 1 га
Средняя по двум фонам
1-я (1990 – 1995)
2-я (1996 – 2001)
3-я (2002 – 2007)
4-я (2008 – 2013)
5-я (2014 – 2019)
Яровая мягкая пшеница по кукурузе
удобрен.
21,8
24,9
14,1
12,7
12,1
17,1
+2,3
16,0
неудобрен.
20,2
19,5
12,4
11,2
10,8
14,8
Яровая мягкая пшеница по просу
удобрен.
23,3
26,0
17,4
12,6
11,7
18,2
+2,1
17,1
неудобрен.
20,7
22,1
15,2
11,8
11,2
16,1
Яровая мягкая пшеница по сорго
удобрен.
22,0
26,2
18,4
11,9
–
19,3
+2,1
18,2
неудобрен.
20,6
22,6
15,0
10,9
–
17,2
Яровая мягкая пшеница по гороху
удобрен.
23,1
26,1
19,6
12,3
11,8
18,6
+2,1
17,6
неудобрен.
20,3
22,8
17,0
11,5
11,0
16,5
Ячмень (бессменный)
удобрен.
22,9
19,0
13,7
9,6
10,5
15,1
+1,5
14,3
неудобрен.
22,0
18,6
10,9
7,7
8,9
13,6
Средняя по предшественникам
удобрен.
22,6
24,4
16,6
11,8
11,5
17,4
2,0
16,6
неудобрен.
20,8
21,1
14,1
10,6
10,4
15,4
Прибавка + или –
1,8
+3,3
+2,5
+1,2
+1,1
+2,0
Примечание: данные по исследованию сорго приводятся за четыре ротации.
Рис. 1 – Урожайность ячменя в среднем по предшественникам севооборота и бессменного посева на удобренном и неудобренном фонах питания за 1990 – 2019 гг.
Наиболее благоприятные погодные условия для урожайности ячменя сложились в 1-й и 2-й ротациях севооборота. В этих ротациях за 12 лет только резко засушливыми были 1995 и 1998 гг., в 3-й ротации – 2 года, в 4-й и 5-й ротациях – по 3 года.
Посевы ячменя были подвержены в основном весенне-летней засухе, кроме пяти её видов в 2018 и 2019 гг. добавился новый вид – холодная засуха.
В связи с тем что предшественником для ячменя была яровая мягкая пшеница после сорго на силос, проса и гороха, их влияние на его урожайность было равнозначным. Исключением стал вариант, когда предшественник ячменя – яровая мягкая пшеница высевалась после кукурузы. Урожайность ячменя в этом варианте в 1-й, 2-й и 3-й ротациях отмечалась меньше по причине высокой урожайности кукурузы и большого выноса питательных веществ и влаги из почвы.
В 4-й и 5-й засушливых ротациях урожайность ячменя по всем предшественникам в их последействии была одинаковой.
Бессменный посев ячменя, кроме 1-й ротации, заметно снижает урожайность в связи с почвоутомлением.
Самая высокая урожайность ячменя отмечена во 2-й ротации, в ней и была получена наибольшая прибавка зерна от удобрений, кроме бессменного посева. Она составила от 3,3 ц в последействии гороха до 5,4 ц с 1 га после кукурузы. Влияние проса и гороха в последействии на урожайность ячменя оказалось одинаковым – соответственно 17,1 и 17,6 ц с 1 га, после кукурузы – 16,4 ц и самая низкая – в бессменном посеве – 14,3 ц с 1 га.
Выводы. На основании многолетних стационарных исследований было установлено:
– в условиях локального и глобального изменения климата в центральной зоне области (оно сводится за последние 30 лет к потеплению за с.-х. год на 2,1 °С, в зимний период – на 3,3 °С) с резкими среднесуточными перепадами температуры в вегетационный период, сильной ветровой деятельностью и, как следствие, участившейся засухой ячменю отводится ведущее место в ослаблении её последствий;
– несмотря на занимаемое последнее поле в севообороте, где самое низкое плодородие, ячмень по урожайности превосходит все ранние яровые зерновые культуры в 1,5 – 2,0 раза, а с учётом отсутствия урожая в паровом поле и озимые;
– ячмень наиболее отзывчив на применение минеральных удобрений; в благоприятные годы прибавка зерна достигает 8 – 9 ц с 1 га, в засушливые годы – до 3 – 4 ц с 1 га. Кроме того, он хорошо используется в 6-польном севообороте, последействие сидерального пара даёт прибавку зерна на 2,5 ц с 1 га больше, чем по чёрному удобренному, а содержание в зерне ячменя заменимых и незаменимых кислот увеличивается соответственно от 16 до 28,7 % и от 13 – до 110 %;
– предшественники ячменя – сорго на силос, просо и горох в последействии оказались равноценными, кукуруза на силос уступала в результате её высокой урожайности в отдельные годы и большим выносом питательных веществ и влаги из почвы;
– впервые установлено, что основной причиной снижения урожайности ячменя при бессменном посеве является почвоутомление.
№ 5 (85)
