Влияние различных технологий возделывания на водный, пищевой режимы почвы и продуктивность подсолнечника

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Азово-Черноморский инженерный институт Донского государственного аграрного университета в г. Зернограде, Российская Федерация

Влияние различных технологий возделывания на водный, пищевой режимы почвы и продуктивность подсолнечника

Л.П. Бельтюков, В.Г. Донцов, Е.К. Кувшинова

Аннотация

Целью исследований являлось изучение на фоне недостаточного увлажнения в условиях Ростовской области динамики количества продуктивной влаги и основных питательных элементов в посевах подсолнечника в зависимости от технологий возделывания и их влияния на продуктивность этой культуры. Изучаемыми факторами были следующие: технология возделывания (экстенсивная (без удобрения), нормальная (внесение аммофоса нормой 150 кг/га), интенсивная (внесение аммофоса нормой 300 кг/га), биологизированная (внесение органоминерального удобрения «Агровит-Кор» нормой 300 кг/га); основная обработка почвы (вспашка на 27-30 см, комбинированная на 16-18 см, поверхностная на 8-10 см); сорт [Джаззи F1, Р 453 (Родник)]. Установлено, что лучший водный режим почвы к моменту посева подсолнечника складывался при проведении вспашки в качестве основной обработки почвы. В этом варианте опыта запасы продуктивной влаги в пахотном слое почвы составили 44,0 мм против 39,6 мм при комбинированной обработке и 37,4 мм при поверхностной. Использование минеральных удобрений в нормальной и интенсивной технологиях, а также применение органоминерального удобрения «Агровит-Кор» в биологизированной технологии увеличивало содержание основных элементов питания на 15-20 % по сравнению с экстенсивной технологией, что улучшало условия роста и развития растений подсолнечника. Максимальная урожайность семян подсолнечника сорта Джаззи F1 (2,41 т/га) и сорта Р 453 (Родник) (2,0 т/га) была получена при выращивании их по интенсивной технологии с применением вспашки в качестве основной обработки почвы. В этом же варианте опыта был отмечен наибольший сбор масла с 1 га, который составил соответственно 1048 и 857 кг.

Ключевые слова: влажность почвы, продуктивная влага, нитратный азот, подвижный фосфор, обменный калий, урожайность, качество семян.

Annotation

The aim of the research was to study the dynamics of available water and main nutrients for sunflower depending on growing technologies and their influence on the crop productivity at the background of insufficient moisturizing in the Rostov region. Factors studied were: growing technology (extensive (without fertilization), normal (applying of ammophos by the norm of 150 kg/ha), intensive (applying of ammophos by the norm of 300 kg/ha), biologizing (applying of organic-mineral fertilizer “Agrovit-Kor” by the norm of 300 kg/h); primary soil cultivation (tillage to the depth of 27-30 cm, combined to the depth of 16-18 cm, surface to the depth of 8-10 cm); cultivar [Jazzy F1, R 453 (Rodnik)]. It is established that the best soil water regime to the harvest of sunflower was at the tillage. In this variant the stock of available water in topsoil was 44.0 mm against 39.6 mm at combined cultivation and 37.4 mm at surface one. The use of mineral fertilizers in normal and intensive technologies, as well as applying of organic-mineral fertilizer “Agrovit-Kor” in biologizing technology, increased the content of main nutrients by 15-20 % comparing to the extensive technology, what improved the conditions for growth and development of sunflower plants. Maximal seed yield of sunflower cultivar Jazzy F1 (2.41 t/ha) and cultivar Rodnik (2.0 t/ha) was obtained by growing at intensive technology using tillage as primary soil cultivation. In this variant the greatest yield of oil per one hectare was marked, the yield was 1048 and 857 kg respectively.

Keywords: soil moisture, available water, nitrate nitrogen, labile phosphorus, exchangeable potassium, yield, seed quality.

В засушливых регионах нашей страны, куда входит и Ростовская область, влага является основным фактором, лимитирующим урожайность всех полевых культур [1-3]. Поэтому при возделывании подсолнечника - основной масличной культуры на Дону - необходимо осуществлять все меры для накопления и сохранения почвенной влаги и рационального использования ее растениями [4-6]. Именно количество влаги, содержащееся в почве, определяет многие технологические процессы, происходящие в ней, и особенно превращение питательных веществ и поступление их с водой в растение в течение вегетационного периода [7, 8].

Подсолнечник - относительно засухоустойчивая культура, однако его урожайность находится в прямой зависимости от уровня влагообеспеченности посевов. Водопотребление подсолнечника на разных этапах развития неодинаково. Значение для получения полноценных всходов имеют весенние запасы влаги, т. к. при прорастании семена подсолнечника поглощают воду в количестве 70-100 % от их первоначальной массы. Около 25 % общего объема водопотребления расходуется в период от появления всходов до образования корзинки. В это время, благодаря хорошо развитой корневой системе, подсолнечник потребляет влагу из слоя почвы до 80 см. Максимальное водопотребление наблюдается в период от образования корзинки до цветения и составляет около 30 % от общего расхода воды. Значительно меньше влаги растения потребляют после цветения. Однако при остром дефиците ее именно в этот период может существенно снизиться масличность семян [9].

В условиях Ростовской области вынос элементов питания из почвы на 1 т семян подсолнечника и соответствующее количество побочной продукции составляет: азота - 43,0 кг; фосфора - 19,3 кг и калия - 72,0 кг [10]. Растения подсолнечника потребляют эти элементы питания на протяжении всей вегетации, но особенно в период от образования 12 листьев до полного цветения (азота - 60 %, фосфора - 80 % и калия - 90 % от их общего выноса) [11].

Обобщение опытных данных по применению минеральных удобрений под подсолнечник свидетельствует о том, что наиболее эффективным на всех подтипах черноземов является азотно-фосфорное удобрение. Низкая отзывчивость этой культуры на калийные удобрения объясняется высокими запасами доступных форм калия в почве.

В связи с этим целью наших исследований являлось изучение динамики количества продуктивной влаги и основных питательных элементов в посевах подсолнечника в зависимости от технологии возделывания и влияния ее на продуктивность этой культуры.

Материалы и методы. Полевые опыты проводились в 2010-2012 гг. в полевом стационарном севообороте Азово-Черноморского инженерного института ФГБОУ ВПО ДГАУ в г. Зернограде. Участок расположен в южной зоне Ростовской области. Полевые опыты осуществлялись по методике государственного сортоиспытания сельскохозяйственных культур. Площадь учетной делянки - 112 м², повторность четырехкратная.

При проведении исследований были использованы следующие технологии (по классификации академика В. И. Кирюшина [12]):

- экстенсивная, которая ориентирована на использование естественного плодородия почв без применения удобрений и средств защиты растений или с очень ограниченным их использованием;

- нормальная, обеспеченная удобрениями и пестицидами в том объеме, который позволяет получать среднюю урожайность сельскохозяйственных культур для данной зоны;

- интенсивная, ориентированная на получение максимальной урожайности возделываемой культуры на основе применения повышенных доз минеральных удобрений и средств защиты растений от вредителей, болезней и сорняков;

- биологизированная, которая характеризуется получением экологически чистой продукции без минеральных удобрений и пестицидов на основе применения органических удобрений и биопрепаратов.

Все вышеуказанные технологии изучали при трех приемах основной обработки почвы: вспашка на глубину 27-30 см, комбинированная обработка на 16-18 см и поверхностная обработка на 8-10 см.

Минеральные удобрения в виде аммофоса (N₁₂P₅₄) вносили вручную с отвешиванием на каждую делянку. Норма внесения аммофоса в нормальной технологии составила 150 кг/га, в интенсивной технологии - 300 кг/га.

В биологизированной технологии использовали новое органоминеральное удобрение «Агровит-Кор», прошедшее государственную регистрацию в Россельхознадзоре РФ, из расчета 300 кг/га. В экстенсивной технологии удобрения не применяли, и ее использовали в качестве контроля.

Посев подсолнечника на делянках проводили по предшественнику озимая пшеница сеялкой СУПН-8 с междурядьями 70 см и густотой стояния растений 70 тыс. шт./га.

Объектами исследований были среднеранний сорт Джаззи F1 и ультраскороспелый сорт HР 453 (Родник).

Все анализы почвы, предусмотренные программой исследований, выполняли в агротехнологической лаборатории Азово-Черноморского инженерного института с использованием современных методик и принятых ГОСТ. увлажнение продуктивный посев подсолнечник

Результаты исследований. На образование единицы сухого вещества подсолнечника расходуется воды в 1,5-2,0 раза больше, чем у зерновых культур. Поэтому для накопления достаточного количества влаги в почве требуется правильный выбор приема основной обработки почвы.

В годы проведения исследований количество осадков за период вегетации подсолнечника было примерно одинаковым: 2010 г. - 275,3 мм; 2011 г. - 247,6 мм; 2012 г. - 244,0 мм. Среднемноголетний показатель - 261,8 мм.

Исследования показали, что различия в содержании продуктивной влаги под подсолнечником в зависимости от обработки почвы отмечались только в ее верхних слоях 0-10 и 0-30 см. В более глубоком слое 40-100 см эти различия были незначительны, однако за счет большего накопления влаги в верхних слоях почвы более благоприятные условия естественной влагообеспеченности под подсолнечником в метровом слое формировались при проведении вспашки (рисунок 1).

Рисунок 1. Динамика количества продуктивной влаги под подсолнечником в зависимости от основной обработки почвы, мм (2010-2012 гг.)

Так, в среднем за три года запасы продуктивной влаги в фазе всходов в слое 0-100 см по вспашке составили 130,6 мм, по комбинированной обработке - 117,5 мм и по поверхностной - 111,0 мм. Поэтому лучшая обеспеченность почвы влагой в варианте со вспашкой в начале вегетации подсолнечника способствовала лучшему росту и развитию растений в более поздний период. К концу вегетации подсолнечника содержание продуктивной влаги в слое 0-100 см в вариантах опыта выравнивалось, достигая своих минимальных значений (11,3-13,0 мм).

В разрезе изучаемых технологий возделывания запасы продуктивной влаги в метровом слое почвы под подсолнечником в фазе всходов были примерно на одном уровне и составили 130,6-141,0 мм (рисунок 2).

Рисунок 2. Динамика количества продуктивной влаги в слое почвы 0-100 см под подсолнечником в зависимости от технологии возделывания, мм (2010-2012 гг.)

По мере роста и развития растений потребление влаги из почвы увеличивалось и ее запасы снижались по всем изучаемым технологиям. В фазе бутонизации стала заметной разница в потреблении влаги между экстенсивной и технологиями, предусматривающими внесение удобрений, особенно в глубоких слоях почвы. Меньшие запасы продуктивной влаги в нормальной, биологизированной и особенно в интенсивной технологиях (в сравнении с экстенсивной) в эту фазу и до конца вегетации растений объясняются повышенным расходом воды хорошо развитыми растениями подсолнечника для формирования более высокой урожайности.

Получение высокой урожайности подсолнечника с хорошим качеством маслосемян требует достаточной обеспеченности почвы элементами питания в течение всего вегетационного периода. Достигается это в первую очередь за счет внесения органических и минеральных удобрений и тем самым улучшения пищевого режима почвы.

В среднем за годы исследований самое низкое содержание N-NO₃ и P₂O₅ в фазу всходов отмечено при экстенсивной технологии возделывания, средним оно было в вариантах с нормальной и биологизированной технологиями и наиболее высоким - при интенсивной технологии. Эта закономерность отмечалась как в верхнем (0-20 см), так и в нижнем (20-40 см) слое почвы. Так, в среднем за годы проведения опытов в слое почвы 0-40 см в эту фазу развития содержание N-NO₃ при экстенсивной технологии составило 11,6 мг/кг, при нормальной - 14,1 мг/кг, при биологизированной - 13,2 мг/кг, при интенсивной - 15,8 мг/кг. Аналогичные результаты были получены и по содержанию P₂O₅: 18,3; 21,7; 21,3 и 24,6 мг/кг соответственно (рисунки 3, 4).

Рисунок 3. Динамика содержания N-NO₃ в слое почвы 0-40 см под подсолнечником в зависимости от технологии возделывания (2010-2012 гг.)

Рисунок 4. Динамика содержания P₂O₅ в слое почвы 0-40 см под подсолнечником в зависимости от технологии возделывания (2010-2012 гг.)

Содержание К₂О в эту фазу развития было примерно одинаковым для всех изучаемых технологий и составило при экстенсивной 368 мг/кг, нормальной - 374 мг/кг, интенсивной - 378 мг/кг и биологизированной - 369 мг/кг почвы. Это связано с тем, что используемый в опытах аммофос не содержит в своем составе калия.

При дальнейшем потреблении питательных веществ растениями их содержание в почве продолжало снижаться во всех вариантах опыта, в фазу полной спелости оно было минимальным. При этом количество доступных форм элементов минерального питания в почве в фазу полной спелости было примерно одинаковым во всех изучаемых вариантах. Так, содержание N-NO₃ в слое почвы 0-40 см варьировало в пределах 3,3-3,5 мг/кг; Р₂О₅ - 14,4-17,1 мг/кг и К₂О - 276-290 мг/кг почвы.

Таким образом, преимущество технологий с использованием удобрений (нормальной, биологизированной и особенно интенсивной) перед контролем (экстенсивной технологией) в содержании доступных форм N-NO₃ и Р₂О₅ отмечено в течение практически всего периода вегетации, что значительно улучшало азотное и фосфорное питание растений подсолнечника. Благодаря этому повышались полевая всхожесть семян на 3-8 % и сохранность растений к уборке на 3-7 %, ускорялось созревание подсолнечника на 2-3 дня.

В наших исследованиях урожайность подсолнечника зависела от сложившихся погодных условий, приемов основной обработки почвы, изучаемых технологий и биологических особенностей сорта и гибрида.

Наибольшая урожайность подсолнечника была получена в более благоприятном по погодным условиям 2010 г., она варьировала по вариантам опыта у сорта Джаззи F1 в пределах 2,01-2,65 т/га и у сорта Р 453 (Родник) в пределах 1,80-2,50 т/га. Средняя урожайность была получена в условиях 2011 г., она составила у сорта Джаззи F1 1,60-2,30 т/га, у сорта Р 453 (Родник) - 1,40-2,10 т/га. Самая низкая урожайность была получена в острозасушливом 2012 г.: 1,57-2,27 и 0,96-1,64 т/га соответственно.

Достоверность полученных прибавок урожайности семян подсолнечника устанавливали отдельно по технологиям возделывания, приемам основной обработки почвы, сортам и взаимодействиям этих факторов.

В среднем за три года исследований среди изучаемых технологий наибольшие показатели урожайности были получены при интенсивной технологии возделывания (2,13 т/га) (таблица 1).

Таблица 1. Урожайность подсолнечника в зависимости от технологии возделывания и приемов основной обработки почвы, В т/га

Изучаемые агроприемы оказали положительное влияние на технологические свойства семян подсолнечника. Более высокие показатели содержания масла в семенах, его сбора с 1 га, а также натуры были получены в варианте применения интенсивной технологии с использованием вспашки как по сорту Джаззи F1, так и по сорту Р 453 (Родник). Более высокие показатели качества семян во всех вариантах опыта отмечены у сорта Джаззи F1 (таблица 2).

Таблица 2. Качество семян подсолнечника в зависимости от технологии возделывания и приемов основной обработки почвы (2010-2012 гг.)

* Т1 - экстенсивная; Т2 - нормальная; Т3 - интенсивная; Т4 - биологизированная.

Выводы

1 В условиях Ростовской области на фоне недостаточного увлажнения наиболее благоприятные условия естественной влагообеспеченности пахотного слоя почвы в начальный период вегетации подсолнечника складываются при проведении вспашки в качестве основной обработки почвы. Запасы продуктивной влаги в пахотном слое почвы здесь составляли 44,0 мм против 39,6 мм при комбинированной и 37,4 мм при поверхностной обработках.

2 Применение минеральных удобрений в виде аммофоса при нормальной (150 кг/га) и интенсивной (300 кг/га) технологиях, а также использование нового органоминерального удобрения «Агровит-Кор» (300 кг/га) при биологизированной технологии увеличивает содержание основных элементов питания на 15-20 % в сравнении с экстенсивной (без удобрения) технологией и улучшает условия питания растений в течение всего периода вегетации.

3 Наибольшая урожайность семян подсолнечника среднераннего сорта Джаззи F1 (2,41 т/га) и ультраскороспелого сорта Р 453 (Родник) (2,07 т/га) в южной зоне Ростовской области была получена при возделывании их на фоне интенсивной технологии с применением в качестве основной обработки вспашки на глубину 27-30 см.

Список литературы

1 Бражник, В. П. Научное обеспечение возделывания масличных культур в рыночных условиях / В. П. Бражник // Рынок масличных культур в России сегодня и завтра: материалы семинара, г. Краснодар, 14-15 марта 2000 г. - М.: ЭкоНива, 2000. - С. 124-130.

2 Перспективная ресурсосберегающая технология производства подсолнечника: метод. реком. / В. М. Лукомец, Н. И. Бочкарев [и др.]. - М.: «Росинформагротех», 2008. - 56 с.

3 Судницын, И. И. Влажность почвы и влагообеспеченность растений в условиях Южного Крыма / И. И. Судницын // Почвоведение. - 2008. - № 1. - С. 75-82.

4 Полоус, В. С. Адаптивная система основной обработки почвы в зернопропашном севообороте на черноземе обыкновенном / В. С. Полоус, В. Г. Шурупов. - Ростов н/Д.: Изд-во СКНЦ ВШ ЮФУ АПСК, 2011. - 163 с.

5 Рымарь, В. Т. Технология возделывания подсолнечника в Центральном Черноземье / В. Т. Рымарь, В. И. Турусов // Зерновое хозяйство. - 2000. - № 7. - С. 23-24.

6 Boisgontier, D. Ze paraplow, guelavenir / D. Boisgontier, P. Bartelemy // Yultivar. - 1985. - P. 81-83.

7 Турусов, В. И. Основная обработка почвы и продуктивность подсолнечника / В. И. Турусов // Земледелие. - 2004. - № 2. - С. 24-25.

8 Rahmann, G. Landbauforschung: Sonderheft / G. Rahmann // Bundesmin. fur Ernahrung, Landwirtschaft und Verbraucherschutz, Johann Heinrich von Thunen-Inst., Bundesfofschungsinst, fur landliche Raume, Wald und Fischerei (vTI). Ressortforschung fun den Okologischen Landbau. - Braunschweig, 2011. - H. 346. - S. 126.

9 Шурупов, В. Г. Подсолнечник в Ростовской области / В. Г. Шурупов, Д. Н. Беленцев, Ф. И. Горбаченко. - Ростов н/Д., 1997. - 105 с.

10 Бельтюков, Л. П. Сорт, технология, урожай / Л. П. Бельтюков. - Ростов н/Д.: «Терра Принт», 2007. - 159 с.

11 Агафонов, Е. В. Влияние удобрений на урожайность подсолнечника / Е. В. Агафонов // Научные труды Донского СХИ. - Ростов н/Д., 1980. - Вып. 15, № 1. - С. 50-52.

12 Кирюшин, В. И. Агроэкологическая оценка земель, проектирование адаптивно-ландшафтных систем земледелия и агротехнологий: методич. рук. / В. И. Кирюшин, А. Л. Иванов. - М.: Росинформагротех, 2005. - 783 с.

Размещено на Allbest.ru