Влияние питания на урожайность зерновых

Приводится сравнительная оценка различных предшественников и приемов биологизации при производстве продукции растениеводства в условиях Нижнего Поволжья. Установлена эффективность в полевых севооборотах сидератов, соломы и листостебельной массы полевых культур, их влияние на содержание в пахотном слое почвы основных элементов питания, повышение урожайности зерновых культур.

В результате антропогенного воздействия почвы Нижнего Поволжья потеряли плодородие. В связи с этим повышение эффективности земледелия, увеличение содержания элементов питания в почве, повышение урожайности зерновых культур осуществляется на основе применения приемов биологизации.

Исследования проводили на опытном поле Нижне-Волжского НИИСХ в 2014-2017 гг. Почва опытного участка – светло-каштановая тяжелосуглинистая с содержанием гумуса в пахотном слое 1,74%, pH почвенного раствора – 8,1. Содержание легкогидролизуемого азота 2-7 мг, подвижного фосфора – 3-11 мг и обменного калия – 30-40 мг/100 г почвы. Повторность четырехкратная. Размещение вариантов опыта рендомизированное. Площадь опытной делянки 200 м2. Сумма осадков за 2013-2014; 2014-2015, 2015-2016 и 2016-2017 сельскохозяйственные годы соответственно составила 435,5; 266,8; 554,8 и 374,9 мм против среднемноголетнего значения 339,2 мм. Высевали озимую пшеницу Камышанка 5, овес Голозерный, сорго Камышинское 31, горох Аксайский усатый 10, нут Приво 1, сафлор Александрит, рыжик яровой и озимую рожь на сидерат соответственно Юбиляр и Саратовская 7.

Эффективность предшественников и приемов биологизации изучали в полевых севооборотах:

1) зернопаропропашной четырехпольный: пар черный – озимая пшеница – сорго на зерно – овес (контроль);

2) зернопаропропашной четырехпольный: пар сидеральный (озимая рожь на сидерат) – озимая пшеница – сорго на зерно – овес;

3) зернопаропропашной шестипольный: пар сидеральный (рыжик яровой на сидерат) – озимая пшеница – сорго на зерно – нут – сафлор – овес;

4) зернопропашной восьмипольный: горох – озимая пшеница – нут – сафлор – горох – сорго на зерно – нут – овес.

В изучаемых севооборотах применяется общепринятая агротехника полевых культур. В контрольном севообороте солома и листостебельная масса возделываемых культур убирались с поля. Во втором, третьем и четвертом севооборотах вся нетоварная часть полевых культур оставалась на поле и заделывалась в верхний слой почвы тяжелой дисковой бороной. Основная обработка почвы во всех вариантах – чизелевание на 0,30-0,32 м с оборотом поверхностного пласта на глубину 0,20-0,22 м орудием ОЧО-5-40 с многофункциональными рабочими органами модульного типа «РАНЧО» (отвал и широкое долото). Перед дискованием соломы озимой пшеницы и овса, листостебельной массы сорго и сафлора вносили аммиачную селитру в расчете 10 кг д.в. на 1 т. В 2013 г. сроки посева озимой пшеницы были перенесены на более позднее время из-за отсутствия осадков. Осенью 2014 г. по этой же причине после посева озимой пшеницы всходы не были получены, а весной 2015 г. они появились изреженные, ослабленные и желтые. В 2015 г. из-за полного отсутствия запасов продуктивной влаги в почве озимую пшеницу не сеяли, а вместо нее как в 2015 г., так и в 2016 г. была посеяна яровая пшеница Камышинская 3. Сидеральные культуры – озимая рожь и яровой рыжик из-за неблагоприятных осенних условий высевались весной. Остальные культуры севооборотов сеяли вовремя в установленные оптимальные сроки.

Наиболее эффективным путем увеличения плодородия почвы, пополнения запасов элементов питания является внесение органических удобрений в виде сидератов и нетоварной части урожая возделываемых зерновых культур. Результаты исследований по содержанию основных элементов питания в зависимости от предшественников и приемов биологизации представлены в таблицах 1, 2 и 3.

Из таблицы 1 видно, что самое высокое содержание нитратного азота в пахотном слое почвы к посеву озимой пшеницы обеспечивается в четырехпольном севообороте по сидеральному пару с озимой рожью – 6,61 мг/кг абсолютно-сухой почвы, что выше контрольного варианта на 35,2 %. По сидеральному пару с рыжиком и гороху, солома которого запахивается в почву содержание этого элемента питания в почве выше контроля соответственно на 18,6 и 9,8 %.

Наибольшее содержание нитратного азота в почве при посеве зернового сорго наблюдается по предшественнику озимая пшеница, солома которой поступает в почву в четырехпольном севообороте – 6,48 мг/кг почвы, что выше контрольного варианта на 36,4 %. Варианты, где сорго размещается в шести- и восьмипольном севооборотах по озимой пшенице и гороху, солома которых запахивается в почву также превышают контроль соответственно на 27,1 и 28,4 %.

Из всех изучаемых культур самое низкое количество нитратного азота в почве обеспечивается под овсом: в контрольном варианте оно составляет 4,56 мг/кг почвы, при размещении в четырех-, шести- и восьмипольном севооборотах соответственно 5,96; 5,18 и 5,23 мг/кг абсолютно-сухой почвы.

К уборке зерновых культур содержание нитратного азота в пахотном слое почвы по всем предшественникам из-за потребления снижается и колеблется у озимой пшеницы от 2,52 мг/кг почвы в контрольном варианте до 3,49 мг/кг абсолютно-сухой почвы при размещении этой культуры в четырехпольном севообороте по сидеральному пару с озимой рожью. У сорго и овса соответственно от 2,08 и 2,52 до 3,01 и 3,55 мг/кг абсолютно-сухой почвы.

Из данных таблицы 2 видно, что самое высокое содержание подвижного фосфора в пахотном слое почвы обеспечивается при посеве озимой пшеницы в четырехпольном севообороте по сидеральному пару с озимой рожью – 39,8 мг/кг почвы, что выше контроля на 20,2 %. При посеве этой культуры в шестипольном севообороте по сидеральному пару с яровым рыжиком содержание фосфора находится на уровне с контрольным вариантом – 33,1 мг/кг почвы. Возделывание озимой пшеницы в восьмипольном севообороте по гороху, солома которого запахивается в почву приводит к снижению содержания этого элемента питания по сравнению с контролем на 11,1 %. К уборке озимой пшеницы содержание подвижного фосфора в пахотном слое почвы по сравнению с посевом снижается и колеблется от 24,1 до 27,8 мг/кг абсолютно-сухой почвы.

К посеву сорго в четырехпольном севообороте по озимой пшенице, солома которой запахивается в почву отмечается наибольшее содержание этого элемента – 33,5 мг/кг почвы, что выше контрольного варианта на 19,2 %. При возделывании этой культуры в шести- и восьмипольном севооборотах по озимой пшенице и гороху, солома которых остается на поле содержание фосфора также превышает контроль соответственно на 7,8 и 12,8 %. К уборке зернового сорго содержание подвижного фосфора в пахотном слое почвы по сравнению с посевом снижается из-за выноса с урожаем этой культуры. Самое низкое содержание этого элемента отмечается в контроле – 23,3 мг/кг почвы, самое высокое – при посеве в четырехпольном севообороте по озимой пшенице – 26,7 мг/кг абсолютно-сухой почвы.

При возделывании овса самое высокое содержание подвижного фосфора в пахотном слое почвы обеспечивается в четырехпольном севообороте по сорго, листостебельная масса которого запахивается в почву – 35,4 мг/кг почвы, что выше контрольного варианта на 14,9 %. Остальные варианты, где овес размещается в шести- и восьмипольном севооборотах по сафлору и нуту также превышают контроль соответственно на 3,2 и 8,1 %. К уборке овса содержание подвижного фосфора в почве снижается по сравнению с посевом из-за потребления на формирование урожайности этой культуры и составляет 26,1-30,4 мг/кг почвы.

Анализируя данные таблицы 3, можно сделать вывод, что самое высокое содержание обменного калия из всех изучаемых культур обеспечивается при посеве овса в четырехпольном севообороте по сорго, где листостебельная масса заделывается в почву – 404,6 мг/кг почвы, что выше контрольного варианта на 4,6 %. Возделывание овса в шести- и восьмипольном севооборотах по сафлору и нуту, листостебельная масса и солома которых запахивается в почву позволяет превысить контроль по этому показателю соответственно на 2,7 и 1,8 %. К уборке овса содержание обменного калия по сравнению с посевом снижается и составляет 335,7-368,2 мг/кг абсолютно-сухой почвы.

При посеве зернового сорго содержание обменного калия в пахотном слое почвы превышает контроль только в четырех- и шестипольном севооборотах по предшественнику озимая пшеница, солома которой заделывается в почву соответственно на 5,4 и 2,7 %. Вариант, где сорго возделывается в восьмипольном севообороте по гороху, солома которого запахивается в почву уступает контролю по этому показателю на 3,3 %. К уборке сорго на зерно содержание обменного калия снижается по сравнению с посевом до 343,6-364,5 мг/кг почвы.

Из всех изучаемых культур только в посевах озимой пшеницы наблюдается повышение содержания обменного калия в почве к уборке этой культуры по сравнению с посевом. Так, при посеве озимой пшеницы в четырехпольном севообороте по сидеральному пару с озимой рожью содержание калия обеспечивается на уровне 390,6 мг/кг, что выше контроля на 8,1 %, а при уборке этот показатель возрастает до значения 405,7 мг/кг абсолютно-сухой почвы. Такая же тенденция сохраняется в других вариантах.

Сидеральные культуры обеспечивают прибавку урожая первой культуры на 0,5-0,9 т/га. Внесение в почву соломы и листостебельной массы полевых культур без азота снижает урожайность последующих культур в севообороте. Внесение их в почву с азотными удобрениями повышает урожайность полевых культур на 0,31 т/га или 11%. Данные урожайности зерновых культур в зависимости от поступления и содержания элементов питания в почве представлены в таблице 4.

Из таблицы 4 видно, что самая высокая урожайность озимой пшеницы обеспечивается в 2017 г., зернового сорго и овса в 2016 г. В среднем урожайность озимой пшеницы была самой высокой при возделывании в четырехпольных севооборотах по черному и сидеральному с озимой рожью парам соответственно 2,69 и 2,68 т/га. Самая высокая достоверная прибавка в урожайности зерна сорго обеспечивается при возделывании в четырехпольном севообороте по озимой пшенице по сравнению с контролем 0,28 т/га. Самая высокая урожайность овса в среднем наблюдается при возделывании в четырехпольном севообороте по сорго, листостебельная масса которого запахивается в почву – 2,1 т/га, что выше, чем в контрольном варианте на 0,18 т/га.

Таким образом, в сухостепной зоне каштановых подзоне светло-каштановых почв Нижнего Поволжья различные предшественники и приемы биологизации оказывают эффективное влияние на содержание в пахотном слое почвы основных элементов питания и урожайность зерновых культур в севооборотах.

Зеленев А.В., доктор с.-х. наук, профессор, ФГБОУ ВО ВолГАУ,

Семинченко Е.В., мл. научный сотрудник

Нижне-Волжский НИИСХ – филиал ФНЦ агроэкологии РАН