Насыщение севооборотов гибридами подсолнечника в условиях Юго-Востока ЦЧЗ

Размещено на http://www.allbest.ru/

Научно-исследовательский институт сельского хозяйства

Центрально-Черноземной полосы им. В.В. Докучаева,

Каменная Степь, Воронежская область, Россия

Насыщение севооборотов гибридами подсолнечника в условиях Юго-Востока ЦЧЗ

Турусов В.И.

директор, доктор с.-х. наук, академик РАН,

Богатых О.А.

ведущий научный сотрудник, кандидат с.-х. наук,

Дронова Н.В.

старший научный сотрудник, кандидат с.-х. наук,

Балюнова Е.А.

научный сотрудник

Аннотация

агрохимический почва фитосанитарный севооборот

В статье представлены результаты проведенной работы по изучению закономерностей изменения биологических, агрохимических свойств почвы и ее фитосанитарного состояния. Дана сравнительная агробиологическая оценка севооборотов с различным насыщением гибридами подсолнечника в условиях юго-востока ЦЧР.

Ключевые слова: севооборот, степень насыщения подсолнечником, агрофизические свойства, агрохимические свойства, биологические свойства.

Abstract

Article presents results of study in soil biological, agrochemical properties changes and phytosanitary conditions. A comparative agro-biological assessment of crop rotations with different saturation of sunflower hybrids is given in the south-east of Central Black Earth Region.

Keywords: crop rotation, sunflower saturation, agrophysical properties, agrochemical properties, biological properties.

Актуальность проблемы. В решении задач сохранения черноземов, повышения их плодородия, стабилизации и дальнейшего повышения эффективности земледелия, (усиления его почвозащитной, природоохранной и ресурсосберегающей направленности) важная роль принадлежит научно обоснованным севооборотам, которые и в адаптивно-ландшафтном земледелии продолжают оставаться доступным и эффективным средством повышения уровня влагообеспечения и питания растений, биологическим фактором восстановления и повышения плодородия почвы.

Специализация севооборотов, степень насыщения их отдельными культурами, продолжительность ротации играет важнейшую роль в эффективности агротехнологий. В севооборотах с родственным набором культур, близким по биохимическому составу, усиливается одностороннее воздействие на плодородие почвы, биохимический потенциал, и нарушается сбалансированность почвообразовательного процесса в агроландшафте. В значительной мере это относится к подсолнечнику, увеличение посевных площадей которого может привести к нарушению сроков возврата его на прежнее место возделывания и к неблагоприятным фитосанитарным, биологическим и агрохимическим последействиям чрезмерного насыщения севооборота однотипными культурами. Так же, это ведет к снижению плодородия за счет уменьшения поступления растительных остатков в почву, дисбалансу количественного и качественного показателей зольного обмена в системе «почва-растение», в процессах трансформации растительных остатков и направленности микробиологических процессов [1;4;6].

В последние годы большие проблемы вызывает нарастающий темп развития заразихи в агроценозах и формирование новых агрессивных рас. Заразиха - злостный паразит на подсолнечнике, всхожесть семян которой сохраняется более 6 лет. По литературным данным [2], каждый дополнительный стебель заразихи на растении подсолнечника снижает урожай семян в корзинке в среднем на 3 г, что составляет 0,12 т/га. Недобор урожая подсолнечника колеблется в пределах 30-70% и более, в зависимости от степени поражения растений заразихой.

В этих условиях важное значение имеет разработка севооборотов с научно обоснованным сроком возврата подсолнечника на прежнее место возделывания, позволяющая с самого начала предупредить потери от болезней. Исследованиями НИУ зоны установлено, что сортовой подсолнечник, при классическом наборе и чередовании культур в севообороте, надо возвращать на прежнее место возделывания не раньше, чем через 6-8 лет и отводить в структуре посевных площадей не более 14% площади [5]. В противном случае, происходят негативные изменения в фитосанитарном состоянии агроценозов.

Главной причиной, препятствующей более раннему возвращению подсолнечника на прежнее место, являются его болезни грибкового происхождения [3,7].

Количественный и качественный состав болезней подсолнечника постоянно претерпевает изменения не только в связи с условиями среды, но и под воздействием технологий возделывания и генотипа растений, изменяющегося в процессе селекции. Генетическим мерам защиты до последнего времени не придавалось первостепенного значения, тем более что постоянно усугубляется разрыв между селекцией культуры на продуктивность и устойчивость к болезням. Вот почему из-за отставания селекции на иммунитет, подсолнечник оказался практически не защищенным от ряда высоковредоносных заболеваний (белая, серая гнили и др.). В настоящее время достигнуты определенные успехи в создании сортов и гибридов, устойчивых к облигатным паразитам, однако эта устойчивость сохраняется при строгом соблюдении элементов технологии его возделывания.

Используя современные высокоурожайные с высокой устойчивостью к распространенным заболеваниям гибридов подсолнечника с учетом ландшафтно-экологической зональности региона и имеющихся научных разработок в лаборатории севооборотов НИИСХ ЦЧП им. В.В. Докучаева, создаются предпосылки для изучения максимально возможной степени насыщения подсолнечником структуры севооборотов, как на основе использования генетических достижений, так и элементов биологизации и как средства для оздоровления фитосанитарной обстановки в чередованиях.

Материалы и методы исследования. В исследованиях по выявлению максимально возможной степени насыщения севооборотов гибридами подсолнечника значительное внимание уделено приемам биологизации. Для усиления эффекта плодосмена в схему опыта были включены промежуточные посевы пожнивного рапса, что должно обеспечить большее разнообразие поступающих растительных остатков и способствовать улучшению фитосанитарного состояния почвы. Исследования проводились в семипольных зернопаропропашных и зернопропашных севооборотах с различной степенью насыщения гибридами подсолнечника «Пионер» и «Сирена»: севооборот 1: занятый пар (горох) - озимая пшеница - подсолнечник 14% - ячмень + пожнивная горчица - горох - озимая пшеница - кукуруза на зерно; севооборот 2: черный пар - озимая пшеница - подсолнечник - ячмень + пожнивная горчица - горох - озимая пшеница - подсолнечник 28%; севооборот 3: бессменные посевы подсолнечника.

Опыт заложен в стационарном опыте лаборатории эколого-ландшафтных севооборотов на черноземе обыкновенном среднегумусном среднемощном с тяжелосуглинистым гранулометрическим составом, со следующей агрохимической характеристикой слоя 0-40 см перед закладкой опыта: содержание гумуса 6,61%, общего азота - 0,331%, фосфора - 0,210%, калия - 1,80%, сумма поглощенных оснований - 57, 0 мг-экв/100 г почвы, рН - 6,58.

Повторность опыта трехкратная, размещение делянок систематическое. Размер посевных делянок - 168 м². Площадь учетных делянок - 100 м². Возделывание сельскохозяйственных культур в опыте осуществлялось по общепринятым технологиям.

Результаты исследования. Проведенные исследования показали, что в среднем за годы исследований наибольшие запасы доступной влаги в посевах подсолнечника в слое почвы 0-150 см были в бессменных посевах (128,32 мм), что может объясняться угнетением развития растений на данном варианте из-за массового поражения заразихой и неблагоприятной фитосанитарной обстановки (табл. 1). Меньшие запасы влаги отмечались при насыщении севооборота гибридами подсолнечника до 14% (107,77 мм) и 28% (118,61 мм), что может свидетельствовать о более благоприятных условиях для роста и развития растений подсолнечника на этих вариантах и соответственно большим водопотреблением.

Таблица 1. Показатели агрофизических и агрохимических свойств почвы и урожайности в различных звеньях севооборота (2014-2018 гг.)

Это подтверждается и полученной урожайностью маслосемян, которая закономерно уменьшалась с увеличением степени насыщения севооборотов гибридами подсолнечника. В силу отрицательных условий для микробиологической деятельности, ухудшения пищевого режима почвы и обострения фитопатогенной обстановки, минимальная урожайность подсолнечника получена в бессменном посеве.

Плотность сложения почвы в течение вегетационного периода по всем изучаемым вариантам находилась в оптимальном диапазоне значений от 1,02 до 1,07 г/см³ и мало изменялась в зависимости от насыщения севооборотов подсолнечником. Изменения твердости почвы в зависимости от степени насыщения севооборотов подсолнечником были более заметны, однако полученные значения находились в пределах ошибки опыта. Наименьшая твердость в 0-25 см слое почвы отмечена при насыщении севооборотов до 14% и составила 8,91 кг/см². Установлена тенденция к увеличению твердости в верхнем пахотном горизонте с увеличением доли подсолнечника в севообороте. Так при 28% она составила 9,89 кг/см², а в бессменном посеве - 10,43 кг/см².

Главенствующую роль в создании оптимальных условий для роста и развития подсолнечника в процессе вегетации играют наличие и правильное соотношение питательных веществ в почве. При этом велика роль севооборота в мобилизации подвижных элементов питания весной и их положительной динамики в течение вегетации. Результаты исследований свидетельствуют о снижение обеспеченности почвы нитратным азотом и подвижным фосфором в бессменных посевах подсолнечника до 12,7 мг/кг и 12,8 мг/100 г почвы соответственно, что связано с поступлением биомассы однородной в биохимическом отношении. Однако содержание обменного калия в отличие от азота и фосфора возрастало в бессменном посеве подсолнечника, что связано с высоким его возращением в почву. Около 90% калия накапливается в вегетативных органах и при основной обработке почвы опять возвращается в пахотный слой.

Оптимизация пищевого режима почвы в севообороте происходит благодаря неоднородности поступающей послеуборочной биомассы, способствующей формированию широкого спектра микробных метаболитов, обеспечивающих усиление процессов гумификации, повышение биогенности почвы и активизации почвенной микрофлоры.

Численность бактерий, ассимилирующих минеральный азот (КАА), на всех вариантах превышала численность бактерий, усваивающих органические соединения азота (МПА), что свидетельствует об увеличении темпов минерализации и улучшении показателей плодородия почвы (табл. 2).

Таблица 2. Изменение биологических свойств почвы и состава микробного ценоза в зависимости от насыщения севооборотов гибридами подсолнечника 2014-2018 годы

Следует отметить, что их количественное соотношение изменялось от степени насыщения севооборотов подсолнечником в сторону уменьшения до 1,9 при 28% и до 1,8 при 100% насыщении. Это связано с усилением активности минерализационных процессов, о чем свидетельствует увеличение количества минерализаторов гумуса до 16,08 млн. клеток в 1г. АСП. Так же отмечается рост численности грибной микрофлоры до 32,44 тыс. клеток в 1г. АСП с увеличением степени насыщения подсолнечником севооборотов. Некоторые группы грибов способны к токсинообразованию. Увеличение численности данной группы микроорганизмов и концентрация веществ, выделяемых подсолнечником в почве при увеличении его доли в севообороте, может являться одной из причин, усиливающих токсичность почвы.

По полученным данным, наблюдается тенденция к уменьшению нитрификационной активности почвы в посевах подсолнечника до 0,37 тыс. клеток в 1г. АСП с увеличением степени насыщения им севооборотов.

Однако степень насыщения севооборотов гибридами подсолнечника не влияла на обмен углекислого газа в системе «почва-растение», что в определенной мере свидетельствовало о довольно высокой микробиологической активности почвы.

Результаты исследований показали, что засоренность подсолнечника не зависела от насыщения севооборотов гибридами. Наименьшая засоренность посевов подсолнечника здесь составила 15 шт/м² однолетних сорняков при отсутствии многолетних (табл. 3).

Таблица 3. Фитосанитарная обстановка в посевах подсолнечника в зависимости от степени насыщения им севооборота, 2018 г

Бессменное размещение подсолнечника спровоцировало развитие сорной растительности и распространение заразихи до 132 экземпляра на 1 м², которая резко увеличилась на третий год исследований. Следует отметить, что распространение заразихи зависело от уровня насыщения севооборота подсолнечником. Также нами выявлена прямая тесная связь между насыщением севооборота подсолнечником и количеством заразихи на 1 м² : y = 47,7x-63,5 RІ = 0,75 (коэффициент корреляции r= 0,99).

Высокий температурный режим и отсутствие осадков способствовали депрессии многих болезней, в том числе развитию белой и серой гнили в первой половине вегетации подсолнечника. Распространение склеротинии мало зависело от уровня насыщения севооборота подсолнечником и составило от 0,8% при 14% насыщении до 5% в бессменном посеве.

По данным исследований выявлена только тенденция к распространению серой гнили при увеличении доли подсолнечника в севообороте, так как полученные результаты были недостоверны и находились в пределах ошибки опыта. В сложившихся погодных условиях поражение растений ложной мучнистой росой (ЛМР) отсутствовало. Результаты мониторинга показали, что развитие фомоза и альтернариоза зависело от степени насыщения севооборота гибридами подсолнечника и при 28% насыщении составило 21,7 и 22,5%, соответственно. Бессменное возделывание подсолнечника значительно повысило вредоносность этих болезней.

Выводы

Таким образом, результаты проведенных исследований с гибридами подсолнечника подтверждают ранее полученные выводы и практические рекомендации, касающиеся сортовых посевов, о недопустимости насыщения им более 14%. По нашим данным, включение в севооборот элементов биологизации (сидеральных паров, пожнивных посевов рапса после уборки ячменя, а также присутствие зернобобовых культур в чередовании) не способствовало улучшению фитосанитарного состояния гибридных посевов при увеличении степени его насыщения, которая не влияла и на продуктивность севооборотов (при 14% насыщении -3,2 к.е., при 28% -3,1 к.е.). Однако место подсолнечника в севообороте определяется не только фитопатологическими критериями, но и воздействием культуры на агрофизические свойства почвы, особенностями влагонакопления, а также биологическими факторами, обусловленными скоростью и направленностью процессов микробиологической трансформации органического вещества. Насыщение севооборотов гибридами более14% ведет к нарастанию пораженности растений, ухудшению фитосанитарной обстановки, падению урожайности культуры, что не дает возможности рекомендовать в большей степени насыщать севообороты гибридами подсолнечника.

Список литературы

1. Андрюхов, В.Г. Подсолнечник / М.: Россельхозиздат, 1975. - 68 с.

2. Кукин, В.Ф. Болезни подсолнечника и меры борьбы с ними / М.:Колос, 1982.- 80 с.

3. Ларионова, М.С. Ресурсосберегающая технология возделывания подсолнечника в зоне чернозёмных почв Волгоградской области / дисс. канд. с.-х. наук. Пенза, 2014 - 141 с.

4. Рымарь, В.Т., Свиридов, А.К., Черенков, В.В. Теоретические и практические основы полевых севооборотов на черноземных почвах / Каменная Степь, 2000. - 214 с.

5. Рымарь, В.Т., Турусов, В.И. Агробиологические основы возделывания подсолнечника в Центральном Черноземье/ Воронеж: «Истоки», 2007.-152 с.

6. Турусов, В.И., Качанин, А.Л., Нужная, Н.А., Винокурова, Е.В. Структура почвенных микромицетов - показатель состояния чернозема обыкновенного при интенсивном антропогенном использовании // Вестник РАСХН, 2010. №6. - С. 25-28

7. Турусов, В.И. Совершенствование технологии возделывания подсолнечника в Центрально-Черноземной зоне / автореферат доктора с.-х. наук. Курск, 2006. - 44 с.

Сведения об авторах

Турусов Виктор Иванович - директор Научно-исследовательского института сельского хозяйства Центрально-Черноземной полосы им. В.В.Докучаева, доктор с.-х. наук, академик РАН.

Богатых Ольга Алексеевна - ведущий научный сотрудник лаборатории эколого-ландшафтных севооборотов НИИСХ ЦЧП им. В.В. Докучаева, канд. с.-х. наук.

Дронова Наталья Васильевна - старший научный сотрудник лаборатории эколого-ландшафтных севооборотов НИИСХ ЦЧП им. В.В.Докучаева, канд. с.-х. наук.

Балюнова Елена Алексеевна - научный сотрудник лаборатории эколого-ландшафтных севооборотов НИИСХ ЦЧП им. В.В.Докучаева

E-mail: niish@mail.ru

Размещено на Allbest.ru