Водопотребление кукурузы при разных способах основной обработки почвы после пропашных предшественников при энергонакопительной системе содержания почвы
- Авторы: Абдулнатипов М.Г.1, Гасанов Г.Н.1,2, Усманов Р.З.2, Мусаев М.Р.1
-
Учреждения:
- Дагестанский государственный аграрный университет имени М.М. Джамбулатова
- Дагестанский государственный федеральный исследовательский центр РАН (ДФИЦ РАН)
- Выпуск: № 2 (2024)
- Страницы: 42-47
- Раздел: Растениеводство и селекция
- URL: https://snv63.ru/2500-2082/article/view/659355
- DOI: https://doi.org/10.31857/S2500208224020093
- ID: 659355
Цитировать
Полный текст
Аннотация
Объект исследования – светло-каштановая почва «Агрофирмы Чох» Гунибского района в Кизильюртовской зоне отгонного животноводства Республики Дагестан. Содержание гумуса в пахотном слое – 2,77%, Р2О5 – 2,21, К2О – 32,8 мг/100 г, плотность пахотного слоя почвы – 1,24 г/см3, наименьшая влагоемкость (НВ) в слое 0-0,6 м – 29,2%. Исследовали эффективность двух пропашных предшественников (подсолнечник на семена, кукуруза на зерно) и применение предплужников при основной обработке почвы под кукурузу. Определяли влажность почвы, поливные и оросительные нормы, приходные и расходные статьи водного баланса, коэффициент водопотребления кукурузы. Во II декаде мая растительные остатки предшественников измельчали с помощью двукратного дискования тяжелыми дисковыми боронами БДТ-3, вспахивали на глубину 0,28–0,30 м плугом ПЛН-4-35 с использованием предплужников и без них, поле выравнивали малой-выравнивателем МВ-6 и поливали из расчета увлажнения слоя почвы 0–0,6 м по полосам с боковым пуском воды вручную, вегетационные поливы осуществляли по бороздам. Высевали семена подсолнечника сорта ВНИИМК-8883, кукурузы – гибрида РОСС-299, норма высева – по 72 тыс. семян/га. Удобрения под подсолнечник вносили из расчета N90Р40К90, в том числе N40Р24К74 под вспашку, N16Р16К16 – при посеве с семенами, N34 – в подкормку в фазе пяти–шести листьев при нарезке борозд, под кукурузу – N90Р40, из которых N40Р24 под вспашку, N16Р16К16 при посеве с семенами, N30 в подкормку в фазе трех-пяти листьев. Установлено, что в районах орошаемого земледелия Западного Прикаспия при подборе пропашных предшественников для кукурузы на зерно предпочтение надо давать раннеспелым сортам подсолнечника на семена, которые убирают в III декаде июля, а после уборки ее в почве остается более 15 т/га растительной массы. При этом достигается максимальная урожайность кукурузы – 9,16 т/га зерна, превышающая контроль на 33,1%, благодаря чему при одинаковом с контрольным вариантом суммарном водопотреблении коэффициент водопотребления снижается на 23,7%.
Ключевые слова
Полный текст
В районах с достаточным увлажнением и орошаемым земледелием основная обработка почвы под кукурузу и другие яровые культуры заключается в проведении предпахотного лущения и осенней вспашки. [1, 2] Исследователи указывают на преимущества такой системы обработки почвы, по сравнению с мелкой и поверхностной, по своему влиянию на засоренность посевов, агрофизические свойства почвы, урожайность и экономическую эффективность производства. [3–8]
В восьми – десяти полевых севооборотах орошаемых районов Западного Прикаспия кукуруза занимает одно-два поля, а в хозяйствах, специализирующихся на откорме скота, еще больше – до 40…50% в структуре посевных площадей. При этом используют сдвоенный плодосмен: два поля озимой пшеницы с пожнивным естественным фитоценозом (ПЕФ), формируемым после уборки озимой пшеницы в пожнивной период на зеленое удобрение, и два – кукурузы на зерно. Сдвоенный плодосмен применяют потому, что кукуруза на зерно считается неудовлетворительным предшественником для озимой пшеницы из-за поздних сроков уборки и некачественной подготовки уплотнившегося после многократных проходов уборочных машин пахотного слоя почвы к посеву зерновой культуры. В севооборотах с высокой долей кукурузы она два года размещается сама по себе, сокращая этим во столько же раз площади посевов озимой пшеницы по кукурузе на зерно. Подсолнечник на семена не лучший предшественник для озимых, поэтому его используют как вторую пропашную культуру в сдвоенном плодосмене.
Согласно рекомендациям [4] основную обработку почвы под кукурузу на зерно и предпосевной влагозарядковый полив необходимо проводить весной с наступлением физической спелости почвы в пахотном слое. При этом срок посева кукурузы задерживается на 20…25 дн., но благодаря резкому снижению засоренности посевов урожайность повышается почти на 48%. В последующих наших исследованиях подсолнечник также повышал урожайность семян на 28% при переносе срока основной обработки почвы, влагозарядкового полива и посева на весенний срок. Причина – существенное снижение засоренности посевов.
Перенос срока проведения основной обработки почвы и влагозарядкового полива на весну полностью не решает проблемы с засоренностью полей кукурузы и других пропашных культур. В последние 40…50 лет вспашку в сельскохозяйственных предприятиях проводят без предплужников, поскольку при их наличии корпуса плугов забиваются растительными остатками, трактористу приходится останавливать работу, удалять накопившуюся солому вручную, теряя при этом производительность. Ему легче убрать предплужник, перевыполнить дневное задание, хотя при этом пласт почвы с семенами сорняков и растительными остатками не оборачивается полностью, не происходит полная заделка их в почву. Поэтому не в полной мере достигается положительный эффект от весенних сроков проведения основной обработки почвы и влагозарядкового полива под эту культуру. Энергонакопительная система содержания почвы предусматривает накопление в ней после уборки предшественника большего количества растительных остатков и для достижения такого результата – перенос срока основной обработки почвы на максимально близкое время к посеву следующей культуры севооборота.
Цель работы – изучить водопотребление кукурузы разными способами основной обработки почвы после пропашных предшественников при энергонакопительной системе содержания почвы.
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ
Исследования провели на светло-каштановой почве «Агрофирмы Чох» Гунибского района в Кизильюртовской зоне отгонного животноводства Республики Дагестан. Содержание гумуса в пахотном слое – 2,77%, Р2О5 – 2,21, К2О – 32,8 мг/100 г почвы, плотность пахотного слоя – 1,24 г/см3, наименьшая влагоемкость (НВ) в слое почвы 0…0,6 м – 29,2%. Исследовали два способа основной обработки почвы под кукурузу при вспашке на глубину 28…30 см: без предплужника и с ними по двум предшественникам (кукуруза на зерно, подсолнечник на семена). За осенний период после уборки предшественников почву не обрабатывали, а весной с наступлением ее физической спелости в слое 0…15 см дважды применяли дискование тяжелыми дисковыми боронами БДТ-3 для измельчения растительных остатков предшествующей культуры и вспашку на 28…30 см плугом ПЛН-4-35 при наступлении физической спелости почвы в пахотном слое. После вспашки почву выравнивали малой-выравнивателем МВ-6 и осуществляли поливы слоя почвы 0…60 см по полосам с боковым пуском воды вручную, вегетационные – по бороздам. Предпосевную обработку провели тяжелыми зубовыми боронами при наступлении физической спелости почвы в слое 0…10, 0…12 см, посев кукурузы – семенами гибрида РОСС-299, подсолнечника – сорта ВНИИМК-8883. Норма высева – 72 тыс. семян/га. Удобрения под подсолнечник вносили из расчета N90Р40К90, в том числе N40Р24К74 – под вспашку, N16Р16К16 – при посеве с семенами, N34 – в подкормку в фазе пяти-шести листьев при нарезке борозд, под кукурузу – N90Р40К16, из которых N40Р24 – под вспашку, N16Р16К16 – при посеве с семенами, N30 – в подкормку в фазе трех-пяти листьев. Высевали кукурузу и подсолнечник в начале III декады мая.
Определяли содержание влаги в почве послойно до 0,6 м в соответствии с методиками (B.П. Васильев и др. Практикум по земледелию, 2000), проводили фенологические наблюдения, учет и анализ структуры урожая кукурузы и подсолнечника (Федин М.А. Методика государственного сортоиспытания сельскохозяйственных культур, 1985), статистическую обработку биометрических данных – методом дисперсионного анализа (Б.А. Доспехов, 1985). Площадь учетной делянки – 100 м2, повторность четырехкратная.
РЕЗУЛЬТАТЫ
Ресурсосберегающая система содержания почвы основана на том, чтобы максимально использовать период после уборки предшественника до посева последующей культуры для накопления растительной массы и ее запашки на зеленое удобрение. После уборки озимой пшеницы для получения максимального количества органической массы до ее повторного посева (90…110 дн.) в условиях Западного Прикаспия рекомендован полив. За этот период проводят два укоса пожнивной растительной массы, чтобы не допустить поступления в почву новой партии жизнеспособных семян сорных растений. [4] Продолжительность периода между уборкой предшественника и посевом следующей яровой культуры сокращается. Например, после уборки пожнивной кукурузы осенью основную обработку почвы весной следующего года осуществляли с 30 апреля до 6 мая. [9]
В наших исследованиях кукурузу на зерно и подсолнечник на семена убирали в более ранние сроки: соответственно в первых декадах сентября и августа. После уборки их осенью почву не обрабатывали и не поливали. Вегетация естественного фитоценоза продолжалась до конца ноября, возобновлялась в безморозные дни зимнего периода. Сумма положительных температур воздуха до конца вегетации ПЕФ после уборки кукурузы в 2018 году за три месяца – 50,6°С, 2019 – 48,6°, 2020 – 47,6°, весной от возобновления вегетации до начала основной обработки почвы – 39,2°, 43,0° и 40,9°С соответственно. Суммарное количество положительных температур за осенний и весенний периоды вегетации ПЕФ по годам – 89,8°, 88,5° и 91,6°С. После подсолнечника, который убирали на месяц раньше кукурузы, сумма положительных температур, используемых ПЕФ за осень и весну, увеличилась на 29,7, 31,3 и 22,4%.
Для достижения высоких урожаев ПЕФ в регионе важно количество осадков, выпавших за вегетацию. После уборки кукурузы на зерно в 2017 году за вегетацию ПЕФ выпало 82,3 мм, 2018 – 123,2, 2019 – 127,4 мм, весной 2018–2020 годов – 114,7, 78,5 и 109,5 мм. Всего за осень и весну ПЕФ использовал в среднем за три года после кукурузы – 214,9 мм, после подсолнечника – 232,8 мм осадков. Соответственно меняется и количество органической массы, накопленной ПЕФ (табл. 1).
Таблица 1. Фитомасса ПЕФ пожнивных и поукосных остатков пропашных культур, поступившая в почву перед основной обработкой почвы под кукурузу по годам, т/га
Продукция | 2017–2018 | 2018–2019 | 2019–2020 | Средняя |
После кукурузы | ||||
Пожнивные остатки | 0,72 | 0,97 | 0,94 | 0,88 |
Корневые остатки | 1,81 | 2,10 | 2,17 | 2,03 |
ПЕФ | 7,12 | 7,92 | 7,69 | 7,58 |
Всего | 9,73 | 11,16 | 10,84 | 10,58 |
После подсолнечника | ||||
Пожнивные остатки | 4,39 | 4,71 | 4,65 | 4,58 |
Корневые остатки | 1,89 | 2,27 | 2,21 | 2,18 |
ПЕФ | 8,96 | 9,52 | 9,44 | 9,24 |
Всего | 15,16 | 16,33 | 16,26 | 15,85 |
НСР05 | ||||
Пожнивные остатки | 0,29 | 0,38 | 0,56 | |
Корневые остатки | 0,16 | 0,12 | 0,22 | |
ПЕФ | 0,88 | 0,98 | 0,96 | |
При уборке кукурузы на зерно вся листостебельная масса вывозится с поля на силос, поэтому пожнивных остатков после нее в 5,2 раза меньше, чем после подсолнечника, вся растительная масса после уборки семян находится в поле. Корневых остатков у подсолнечника также больше на 7,8%, растительной массы ПЕФ после его уборки накапливается в 1,5 раза больше, чем после кукурузы. Настолько же больше суммарное количество растительной массы после подсолнечника. Судя по этим показателям, можно ожидать, что подсолнечник окажется более предпочтительным предшественником для следующей за ним культуры, чем кукуруза, в частности по своему влиянию на водный режим почвы и водопотребление растений.
В фазе выметывания кукурузы влажность почвы в слое 0…0,6 м не зависела от приема основной обработки почвы (74,5…74,2%), но имела более высокие показатели (76,1%) при размещении после подсолнечника, по сравнению с посевом после самой кукурузы (72,8%) (табл. 2).
Таблица 2. Влажность почвы в слое 0…60 см за вегетационный период кукурузы при различных приемах основной обработки почвы после пропашных предшественников в 2018–2020 годах, % НВ
Прием основной обработки почвы | Год исследования | До влагозарядкового полива | Выметывание кукурузы/цветение подсолнечника | Уборка урожая |
Вспашка на 28...30 см после кукурузы на зерно без предплужника | 2018 | 68,5 | 70,6 | 71,5 |
2019 | 60,4 | 73,5 | 73,3 | |
2020 | 65,5 | 72,8 | 72,4 | |
средняя | 64,8 | 72,3 | 72,3 | |
Вспашка на 28...30 см после подсолнечника на семена без предплужника | 2018 | 69,5 | 75,8 | 74,6 |
2019 | 61,0 | 76,7 | 75,8 | |
2020 | 65,3 | 77,5 | 74,8 | |
средняя | 65,3 | 76,7 | 75,1 | |
Вспашка на 28...30 см после кукурузы на зерно с предплужником | 2018 | 68,7 | 71,1 | 72,5 |
2019 | 61,5 | 73,3 | 76,1 | |
2020 | 65,7 | 74,0 | 73,0 | |
средняя | 65,3 | 72,8 | 73,9 | |
Вспашка на 28...30 см после подсолнечника на семена с предплужником | 2018 | 67,5 | 75,2 | 74,2 |
2019 | 61,2 | 76,6 | 75,8 | |
2020 | 66,0 | 74,5 | 74,8 | |
средняя | 64,9 | 75,6 | 74,7 |
Из-за одинаковой влажности почвы в слое 0…0,6 м норма влагозарядкового полива по всем вариантам опыта была одинаковой – по 760 м3/га. Но при вегетационных поливах она на кукурузе по подсолнечнику увеличилась на 15,4%, по сравнению с повторным посевом кукурузы на том же поле, что привело к увеличению оросительной нормы на 5,4% (табл. 3).
Таблица 3. Поливные и оросительные нормы кукурузы при различных приемах основной обработки почвы после пропашных предшественников по годам, м3/га
Прием основной обработки почвы | Полив | 2018 | 2019 | 2020 | Средняя |
Вспашка на 28...30 см после кукурузы на зерно без предплужника | Влагозарядковый | 690 | 860 | 750 | 770 |
Вегетационный | 640 | 580 | 600 | 600 | |
Оросительная норма | 1330 | 1420 | 1350 | 1370 | |
Вспашка на 28...30 см после подсолнечника без предплужника | Влагозарядковый | 670 | 860 | 760 | 760 |
Вегетационный | 530 | 510 | 490 | 510 | |
Оросительная норма | 1400 | 1370 | 1250 | 1270 | |
Вспашка на 28...30 см после кукурузы на зерно с предплужником | Влагозарядковый | 680 | 850 | 750 | 760 |
Вегетационный | 630 | 580 | 570 | 600 | |
Оросительная норма | 1310 | 1430 | 1320 | 1360 | |
Вспашка на 28...30 см после подсолнечника с предплужником | Влагозарядковый | 710 | 850 | 740 | 770 |
Вегетационный | 540 | 510 | 560 | 540 | |
Оросительная норма | 1250 | 1360 | 1300 | 1310 |
Мы считаем, что она выросла из-за увеличения расхода воды на формирование дополнительного урожая зерна и листостебельной массы кукурузы по этому предшественнику, в почву при его уборке поступило на 5,42 т/га больше растительной массы, чем после самой кукурузы. Суммарное водопотребление кукурузы остается на одинаковом уровне по обоим исследуемым показателям: в среднем по предшественникам – 2040 (после кукурузы)…2080 (после подсолнечника) м3/га, при основной обработке плугом без предплужника – 2070, с предплужником – 2060 м3/га (табл. 4).
Таблица 4. Суммарное водопотребление кукурузы в зависимости от приема основной обработки почвы и предшественника по годам, м3/га
Прием основной обработки почвы | Запас воды в почве при посеве | Оросительная норма | Осадки | Остаток воды в почве при уборке урожая | Суммарное водопотребление |
2017–2018 | |||||
Вспашка на 28...30 см после кукурузы на зерно без предплужника | 1500 | 1330 | 850 | 1560 | 2120 |
Вспашка на 28...30 см после подсолнечника без предплужника | 1520 | 1400 | 1020 | 1630 | 2310 |
Вспашка на 28...30 см после кукурузы на зерно с предплужником | 1500 | 1310 | 850 | 1580 | 2080 |
Вспашка на 28...30 см после подсолнечника с предплужником | 1480 | 1250 | 1020 | 1580 | 2170 |
2018–2019 | |||||
Вспашка на 28...30 см после кукурузы на зерно без предплужника | 1320 | 1420 | 850 | 1610 | 1980 |
Вспашка на 28...30 см после подсолнечника без предплужника | 1330 | 1370 | 1020 | 1660 | 2060 |
Вспашка на 28...30 см после кукурузы на зерно с предплужником | 1350 | 1430 | 850 | 1640 | 1990 |
Вспашка на 28...30 см после подсолнечника с предплужником | 1340 | 1360 | 1020 | 1640 | 2080 |
2019–2020 | |||||
Вспашка на 28...30 см после кукурузы на зерно без предплужника | 1440 | 1350 | 850 | 1500 | 2140 |
Вспашка на 28...30 см после подсолнечника без предплужника | 1430 | 1250 | 1020 | 1670 | 2030 |
Вспашка на 28...30 см после кукурузы на зерно с предплужником | 1440 | 1320 | 850 | 1600 | 2010 |
Вспашка на 28...30 см после подсолнечника с предплужником | 1440 | 1300 | 1020 | 1610 | 2150 |
Среднее за 2017–2020 | |||||
Вспашка на 28...30 см после кукурузы на зерно без предплужника | 1420 | 1370 | 850 | 1560 | 2080 |
Вспашка на 28...30 см после подсолнечника без предплужника | 1430 | 1270 | 1020 | 1660 | 2060 |
Вспашка на 28...30 см после кукурузы на зерно с предплужником | 1430 | 1360 | 850 | 1640 | 2000 |
Вспашка на 28...30 см после подсолнечника с предплужником | 1420 | 1310 | 1020 | 1640 | 2110 |
Рассматриваемые приемы обработки почвы и предшественники значительно повлияли на урожайность кукурузы и коэффициент ее водопотребления (табл. 5). Максимальная урожайность достигнута при посеве ее по подсолнечнику и с использованием при вспашке плуга с предплужником – 9,16 т/га зерна.
Таблица 5. Коэффициент водопотребления кукурузы в зависимости от приема основной обработки почвы и предшественника, в среднем за 2018–2020 годы
Прием основной обработки почвы | Суммарное водопотребление, м3/га | Урожайность, т/га зерна | Коэффициент водопотребления | % к контролю |
Вспашка на 28...30 см после кукурузы на зерно без предплужника | 2080 | 6,88 | 302,3 | 100,0 |
Вспашка на 28...30 см после подсолнечника без предплужника | 2060 | 7,91 | 260,4 | 86,1 |
Вспашка на 28...30 см после кукурузы на зерно с предплужником | 2000 | 8,55 | 233,9 | 77,4 |
Вспашка на 28...30 см после подсолнечника с предплужником | 2110 | 9,16 | 230,3 | 76,2 |
Поскольку суммарное водопотребление этой культуры была практически одинаковой по исследуемым предшественникам и приемам обработки почвы, то максимальное значение коэффициента водопотребления отмечено в варианте с кукурузой после подсолнечника и проведении вспашки плугом с предплужником – 230,3 ед., или на 23,7% меньше, чем в контроле.
Выводы. В районах орошаемого земледелия Западного Прикаспия при подборе пропашных предшественников для кукурузы на зерно предпочтительнее использовать раннеспелые сорта подсолнечника на семена, которые убирают в III декаде июля, после чего в почве остается более 15 т/га растительной массы (в сумме пожнивные остатки подсолнечника и зеленая масса ПЕФ). Достигается максимальная урожайность кукурузы – 9,16 т/га зерна, превышающая контроль на 33,1%, благодаря чему при одинаковом суммарном водопотреблении с контрольным вариантом коэффициент водопотребления снижается на 23,7%.
Об авторах
Муслим Гайирбегович Абдулнатипов
Дагестанский государственный аграрный университет имени М.М. Джамбулатова
Автор, ответственный за переписку.
Email: abdulnatipovm@mail.ru
кандидат технических наук
Россия, Махачкала, Республика ДагестанГасан Никуевич Гасанов
Дагестанский государственный аграрный университет имени М.М. Джамбулатова; Дагестанский государственный федеральный исследовательский центр РАН (ДФИЦ РАН)
Email: abdulnatipovm@mail.ru
доктор сельскохозяйственных наук, профессор
Россия, Махачкала, Республика Дагестан; Махачкала, Республика ДагестанРаджаб Замилэфендиевич Усманов
Дагестанский государственный федеральный исследовательский центр РАН (ДФИЦ РАН)
Email: abdulnatipovm@mail.ru
доктор биологических наук, главный научный сотрудник
Россия, Махачкала, Республика ДагестанМагомед Расулович Мусаев
Дагестанский государственный аграрный университет имени М.М. Джамбулатова
Email: abdulnatipovm@mail.ru
доктор сельскохозяйственных наук, профессор
Россия, Махачкала, Республика ДагестанСписок литературы
- Боронтов О.К., Косякин П.А., Манаенкова Е.Н. Влияние основной обработки и удобрений на питательный режим и физические свойства почвы при возделывании сахарной свеклы // Земледелие. 2019. № 2. С. 33–35.
- Власова О.И., Есаулко А.Н., Шабалдас О.Г., Дрепа Е.Б. Развитие системы обработки почвы на Ставрополье // Земледелие. 2022. № 8. С. 26–30.
- Жеруков Б.Х., Кегадуев, В.Ш., Хачетлов Р.М., Унежев Х.М. Интенсивная технология возделывания сельскохозяйственных культур на орошаемых землях. Нальчик: КБСХА, 2006. 246 с.
- Магомедов Д.У., Гасанов Г.Н., Айтемиров А.А. Обработка почвы под кукурузу на орошаемых землях Дагестана // Земледелие. 2008. № 4. С. 33–34.
- Мнатсаканян А.А., Чуварлеева Г.В., Быков О.Б. Показатели плодородия чернозема, выщелоченного в зависимости от систем основной обработки почвы // Земледелие. 2022. № 5. С. 15–19.
- Несмеянова М.А., Дедов А.В., Коротких Е.В. Влияние приемов основной обработки почвы на ее плодородие, засоренность посевов и урожайность ячменя // Земледелие. 2022. № 4. С. 8–11.
- Поляков А.И., Никитенко О.В., Литошко С.В. Влияние агроприемов выращивания на фотосинтетическую деятельность и урожайность подсолнечника // Вестник белорусской государственной сельскохозяйственной академии. 2020. № 4. С. 93–98.
- Пургин Д.В., Усенко В.И., Кравченко В.И. и др. Формирование засоренности посевов в зернопаровом севообороте в зависимости от способа обработки почвы и применения средств химизации // Земледелие. 2019. № 8. С. 6–14.
- Тимошенко Г.З. Способы основной обработки почвы в севообороте и урожайность подсолнечника // Масличные культуры. Научно-технический бюллетень Всероссийского научно-исследовательского института масличных культур. Вып. 3 (163). 2015. С. 50–54.
Дополнительные файлы
