Озимая пшеница как продовольственная культура пользуется устойчивым спросом на зерновом рынке и является доминирующей культурой в структуре использования пашни и посевных площадей в хозяйствах региона. В этой связи вопросы разработки оптимальных систем комплексного применения рационально обоснованных приемов основной обработки почвы, а также способов посева озимой пшеницы в сочетании с созданием различных уровней азотных подкормок, которые обеспечивают получение высоких урожаев качественного зерна продовольственного значения в рассматриваемом почвенно-климатическом регионе, приобретает важное научно-практическое значение.
Цель наших исследований состояла в разработке и научном обосновании энергосберегающих приемов возделывания сортов озимой пшеницы, основывающихся на оптимизации таких приемов обработки почвы, как зяблевая обработка, способы высева и вносимые с целью получения стабильных урожаев и качественного зерна озимой пшеницы нормы азотных удобрений в виде подкормок. Научные исследования по данному вопросу проводились нами в 2012–2015 гг. на базе учебно-производственного комплекса ФГБОУ ВО «Кабардино-Балкарский ГАУ», в паровом звене восьмипольного зернопаротравяного севооборота с чередованием культур: 1 – чистый пар, 2 – озимая пшеница, 3 – яровая пшеница, 4 – однолетние травы + клевер, 5 – 6 – клевер, 7 – озимая пшеница, 8 – яровая пшеница.
Почва обозначенного опытного участка представляла собой чернозем выщелоченный, тяжелосуглинистый по гранулометрическому составу, содержащий гумуса – 6,5%, с показателем рН 4,8–4,9. По обеспеченности азотом почва среднеобеспеченная, фосфором и калием – высокообеспеченная. Погодные условия, складывавшиеся в 2012 г. можно охарактеризовать как благоприятные для роста и развития озимой пшеницы, 2013 г. был умеренно влажным, 2014 г. отметился как засушливый, а 2015 г. был также умеренно влажным. В качестве предшественника озимой пшеницы исследуемого сорта Красота выступал чистый пар.
Схема опыта была заложена следующая. Фактор «А» – зяблевая обработка почвы; варианты опыта: 1 – двухфазная отвальная обработка на глубину 25–27 см (контроль), 2 – двухфазная безотвальная обработка на глубину 25–27 см, 3 – минимальная (мелкая) обработка на глубину 10–12 см. Повторность в опыте заложена четырехкратная. Опыт закладывался методом расщепленных делянок, размещение вариантов было рендомизированным. Размерность заложенных делянок первого порядка: длина – 50 м, ширина – 6 м. Общая площадь делянок составила 300 м2, учетная площадь составила 200 м2, ширина защитных полос заложенных между делянками – 2 м. Размерность делянок второго порядка: длина 25 м, ширина 6 м. Общая площадь составила 150 м2, учетная площадь - 100 м2. Размерность делянок третьего порядка: длина составила 5 м, ширина - 6 м. Общая площадь делянок - 30 м2, учетная площадь - 20 м2. Зяблевую обработку почвы в опыте осуществляли соответственно с установленной нами в опыте схемой, с выполнением предварительного лущения на всех вариантах на глубину 6–8 см. Посев озимой пшеницы производили с помощью рядовой сеялки СЗ–3,6 и разбросной сеялкой Обь-4ЗТ.
Современные технологии возделывания сельскохозяйственных культур отводят на обработку почвы до 40% энергических и до 25% трудовых затрат [4]. В связи с этим сельскохозпроизводству в принципе нужна эффективно обоснованная, созданная наукой система обработки почвы, являющаяся при этом как более производительной, так и более ресурсосберегающей [1, 2, 3]. Предгорная зоне Кабардино-Балкарской республики характеризуется среди всего прочего тем, что влага здесь определяет в определенной степени плодородие почв и величину урожайности сельскохозяйственных культур. Во время обработки почв нужно добиваться создания оптимального сложения пахотного горизонта. Это представляет собой важный фактор, который оказывает большое влияние на складывающиеся водно-физические свойства и уровень плодородия почвы [1, 4]. Черноземные почвы с высоким содержанием гумуса имеют равновесную плотность в пределах 1,0–1,3 г/см3. Это значение совпадает с принятыми для зерновых культур оптимальными значениями, что дает возможность уменьшать как интенсивность так и глубину основных обработок данных почв. Самое низкое значение плотности сложения почв перед высевом, при достижении физической спелости почвы, а также перед уборкой урожая озимой пшеницы во все годы проведения нами исследований в пахотном горизонте фиксировалось на вариантах с применением отвальной обработки почвы – 1,03–1,14 г/см3, одновременно с этим на вариантах с применением безотвального рыхления она составляла – 1,09 –1,14 г/см3, а с применением минимализированной зяби – 1,11–1,20 г/см3. Это значение данного показателя не выходит за рамки оптимальных значений показателя для культуры озимой пшеницы и говорит о принципиальной возможности перехода от отвальной зяблевой обработки почвы в сторону менее энергозатратной минимальной обработки.
В годы проведения нами опытов различные применяемые системы зяблевой обработки почвы участка под черным паром не оказывали какого-либо существенного влияния на объемы запасов так называемой продуктивной влаги, содержащейся в горизонте метрового слоя почв. Перед высевом семян объем запасов продуктивной влаги на варианте с применением вспашки составил 198,6мм, с применением приема безотвальной обработки – до 195,9 мм и с применением минимальной обработки – 200,6 мм. Замеры, проводимые в период фазы колошения растений озимой пшеницы показал значения объемов запасов продуктивной влаги соответственно 105,8 мм, 111,2 мм и 113,3 мм. Определение объемов запасов в почве продуктивной влаги перед началом уборки выявило ту же закономерность.
Складывающиеся погодные условия в годы проведения исследований благоприятствовали большому колебанию значений урожайности культуры озимой пшеницы. Урожайность колебалась в пределах 1,95–5,43 т/га. Применяемые нами в опыте системы зяблевой обработки почвы опытного участка в период проведения исследований какого-либо существенного влияния на формирование урожайность не оказывали.
Таблица 1. Колебание урожайности и качества зерна озимой пшеницы в зависимости от применяемой зяблевой обработки почвы
Фактор |
Урожайность, т/га |
Содержание белка, % |
Клейковина |
|||
А |
В |
С |
% |
ИДК |
||
Двухфазная отвальная |
Рядовой |
N0 |
2,86 |
12,7 |
25,8 |
82 |
N30 |
3,13 |
13,9 |
27,8 |
81 |
||
N60 |
3,27 |
14,8 |
29,1 |
71 |
||
N60+30 |
3,35 |
15,1 |
30,1 |
70 |
||
N60+30+30 |
3,38 |
14,7 |
30,0 |
71 |
||
Разбросной |
N0 |
3,08 |
13,0 |
26,4 |
82 |
|
N30 |
3,40 |
14,1 |
28,3 |
81 |
||
N60 |
3,59 |
15,1 |
29,8 |
70 |
||
N60+30 |
3,73 |
15,2 |
30,0 |
71 |
||
N60+30+30 |
3,76 |
15,2 |
30,0 |
71 |
||
Двухфазная безотвальная |
Рядовой |
N0 |
2,83 |
12,7 |
25,6 |
82 |
N30 |
3,08 |
14,0 |
28,2 |
81 |
||
N60 |
3,22 |
14,8 |
29,5 |
72 |
||
N60+30 |
3,34 |
14,9 |
29,9 |
72 |
||
N60+30+30 |
3,38 |
14,7 |
29,9 |
72 |
||
Разбросной |
N0 |
3,04 |
12,9 |
26,4 |
81 |
|
N30 |
3,37 |
14,2 |
28,3 |
80 |
||
N60 |
3,55 |
15,2 |
29,7 |
71 |
||
N60+30 |
3,69 |
15,1 |
29,7 |
70 |
||
N60+30+30 |
3,72 |
15,0 |
29,8 |
70 |
||
Минимальная |
Рядовой |
N0 |
2,83 |
12,7 |
25,8 |
82 |
N30 |
3,08 |
14,1 |
27,7 |
81 |
||
N60 |
3,22 |
15,2 |
29,8 |
70 |
||
N60+30 |
3,34 |
15,3 |
29,9 |
70 |
||
N60+30+30 |
3,38 |
15,3 |
29,9 |
71 |
||
Разбросной |
N0 |
3,02 |
12,9 |
26,6 |
82 |
|
N30 |
3,35 |
14,3 |
28,6 |
81 |
||
N60 |
3,49 |
15,4 |
30,6 |
70 |
||
N60+30 |
3,57 |
15,5 |
30,4 |
71 |
||
N60+30+30 |
3,63 |
15,5 |
30,4 |
71 |
||
НСР05 для А –0,20 т/га, В – 0,18 т/га, С – 0,20 т/га, АВ – 0,14 т/га, АС – 0,21 т/га, ВС – 0,22 т/га, АВС – 0,23 т/га | ||||||
Полученные нами в ходе исследований результаты могут позволить нам сделать следующий вывод. Применение минимальной основной обработки черного пара фактически не снижало урожайности озимой пшеницы в сравнении с применением двухфазной отвальной зяби. Большее влияние на величину урожайности изучаемой культуры оказывали применяемые способы высева, а также нормы азотных подкормок. Применение разбросного способа высева культуры по сравнению с применяемым рядовым способом повышало получаемую урожайность культуры озимой пшеницы в среднем в опыте на 0,29 т/га. Максимальная полученная урожайность (3,49–3,76 т/га) по всем фонам зяблевой обработки почв отмечалась по вариантам при разбросном способе высева в сочетании с применением азотных подкормок от 60 до 90–120 кг д.в. на 1 га. Повышение фона азотных подкормок с 60 до 90–120 кг/га д.в. в нашем опыте не привело к существенным увеличениям уровня урожайности культуры озимой пшеницы. Получение высококачественного зерна озимой пшеницы основывается лишь на использовании тех сортов, которые обладают целым комплексом ценнейших технологических свойств, и, в первую очередь, на использовании сильных пшениц [2, 3]. Кроме заложенного в них генотипа большое значение в повышении уровня качества получаемого зерна озимой пшеницы играет используемая технология возделывания, которая позволяет нам более полно реализовать те потенциальные возможности, которые заложены в генотипе [3].
Результаты проведенных нами исследований показали, что складывающиеся погодные условия в конкретно взятом году способствовали в большой степени изменению характера накопления в зерновке пшеницы белка. В годы проводимых исследований по всем вариантам нашего опыта содержание белка в зерна на контрольном варианте составляла 12,7–13,0%, по вариантам с применением в начале весенней вегетации азотных подкормок озимой пшеницы в дозе 30 кг/га д.в. – 13,9–14,3%, при применении разовых подкормок 60 кг/га д.в. и дробных подкормок в дозе 90–120 кг/га д.в. – 14,8–15,5%. Повышение доз азотных подкормок с 60 до 120 кг/га д.в. по всем вариантам обработки почв и способов высева не привело к каким-либо существенным сдвигам в содержании белка в зерне озимой пшеницы [1, 3].
Во всех изучаемых нами вариантах опыта количество формируемой клейковины колебалось в пределах от 25,6 до 30,6%. Максимальное значение этого показателя отмечалось в образцах зерна озимой пшеницы, полученного при использовании азотных подкормок в дозе 60–120 кг/га д.в. Качество получаемой клейковины по всем вариантам нашего опыта колебалось в пределах от 70 до 82 ед. ИДК, т.е. исследуемая клейковина относилась ко I и II группам качества. Наилучшее зерно озимой пшеницы по показателю количества и качества сырой клейковины формировалось по всем вариантам опыта при применении разовой дозы вносимых азотных подкормок 60 кг/га д.в. и дробном внесении в дозе 90–120 кг/га д.в. Повышение дозы вносимых азотных подкормок с 60 до 120 кг/га д.в. не привело в итоге к существенному повышению процента формируемой клейковины в зерне озимой пшеницы. Использование энергетической оценки в расчетах позволяет нам определять степень эффективности применения отдельных приёмов обработки почвы, а также приоритетное направление в производстве той или иной сельскохозяйственной культуры. Максимальный коэффициент энергетической эффективности значением 3,38 был получен нами в варианте с применением минимальной обработки почвы при использовании разбросного способа высева и с внесением в качестве подкормки N60 кг/га д.в. аммиачной селитры в пределах начала весенней вегетации растений.