Effect of Fertilizers, Seeding Rates of the Legume Component and Weather Conditions on Yield and Accumulation of Plant Residues of LupineCereal Mixtures on Grain in the Center of the NonChernozem Region
- Authors: Kononchuk V.V.1, Timoshenko S.M.1, Nazarova T.O.1, Shtyrkhunov V.D.1, Tulinova E.A.1, Smolina T.V.1, Morozova G.B.1, Komissarova E.A.2
-
Affiliations:
- Federal Research Center “Nemchinovka”
- Russian State Agrarian Correspondence University
- Issue: No 4 (2024)
- Pages: 69-77
- Section: Agroecology
- URL: https://journal-vniispk.ru/0002-1881/article/view/259570
- DOI: https://doi.org/10.31857/S0002188124040084
- EDN: https://elibrary.ru/dljdke
- ID: 259570
Cite item
Full Text
Abstract
On mediumcultivated mediumloamy sod-podzolic soils of the Central NonChernozem region, well provided with mobile phosphorus and potassium (IV–V class), the cultivation of lupine–cereal mixtures for grain with the participation of narrowleaved lupine varieties Ladny, spring wheat, barley and oats varieties of Nemchin breeding after grain precursors in a changing climate ensured grain production in an average of 5 up to 3.0–3.7 t/ha with a share of the legume component of 29–57% and the remaining dry mass of plant residues in the soil up to 6–8 t/ha with the accumulation of total nitrogen in it up to 40–60 kg/ha and biological – 12–17 kg/ha. In arid conditions (GTK = 0.80–0.92), a mixture of lupine and barley was distinguished for the better in terms of yield and weight of plant residues, and in case of waterlogging (GTK = 2.47) – mixtures with oats and spring wheat. The inclusion of liquid micronutrients of organic nature in the technological process with a stimulating effect for non-root top dressing eliminated the need for pre-sowing application of nitrogen fertilizer and, in conditions of moderate aridity, increased grain yield, depending on the composition of the mixture, to 3.9–4.9 t/ha (by 53–59%), the yield of plant residues – up to 7–11 t/ha (by 54–139%) and in them there is an accumulation of symbiotically bound nitrogen – up to 15–25 kg/ha or 5–8 times more than without their use.
Keywords
Full Text
ВВЕДЕНИЕ
Российское земледелие на современном этапе функционирует в условиях дефицита органических удобрений и в первую очередь – навоза КРС в связи с медленным восстановлением поголовья. Использование для удобрительных целей птичьего помета и свиного навоза сопряжено с высокими затратами на их доработку применительно к требованиям ГОСТ.
Согласно статистике [1], в Нечерноземье на 1 га посева в 2022 г. было внесено органических удобрений всего 2.2 т/га, главным образом в виде торфа и продуктов его переработки. Поэтому в сохранении и воспроизводстве плодородия зональных почв существенно возрастает роль и значение растительных остатков полевых культур. Их запашка позволяет от ротации к ротации севооборотов постепенно обновлять и наращивать содержание органического вещества в пахотном слое, усиливать биологическую активность почвы, улучшать показатели агрохимических свой ств [2–5].
Скорость и степень минерализации растительных остатков определяется как климатическими условиями, так и качеством их органического вещества (соотношения С: N), которое в свою очередь тесно связано с его составом.
По данным исследований, проведенных в последние годы [6–8], в растительных остатках одновидовых посевов зернобобовых культур на зерно отношение С: N в среднем варьировало в диапазоне (18–20): 1, в смешанных – расширялось до (25–31): 1, яровых зерновых – до (39– 59): 1, озимых и кукурузы – до (53–61): 1. При этом за год после запашки соломы и пожнивнокорневых остатков минерализовалось 82, 77, 65 и 58%, гумификации подвергалось 18, 23, 35 и 42% соответственно.
Согласно этим и другим исследованиям [9– 11], поступление в почву сухой массы растительных остатков однолетних бобовозлаковых смесей при выращивании на зерно в зависимости от состава, применения удобрений и почвенноклиматических условий изменялось в пределах 2.5–7.0 т/га и в сравнении с неудобренным контролем возрастало в среднем на 19–41%. С растительными остатками в почву возвращалось: общего азота – от 13–16 до 30–48 кг/га, фосфора – от 8–10 до 14–19 кг/га, калия – от 26–32 до 56–60 кг/га.
Приведенные материалы свидетельствуют о существенном возврате элементов питания в почву с растительными остатками однолетних бобовозлаковых смесей и о возможности его регулирования с помощью элементов агротехнологии. Применительно к люпинозлаковым смесям на зерно в условиях изменяющегося климата Нечерноземья технологические аспекты повышения продуктивности и накопления растительных остатков требует дальнейшего изучения. Цель работы – выявление особенностей влияния макрои микроудобрений и норм высева люпина в смесях на урожайность зерна, массу растительных остатков и накопление элементов питания в ней при различных погодных условиях в Центре Нечерноземной зоны РФ.
МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ
Объект исследования – люпинозлаковые смеси на зерно с участием однолетнего люпина детерминантного типа сорта Ладный, пшеницы яровой сортов Лиза (2018 г.), Агата (2019 г.), Злата (2020– 2022 гг.), ячменя сортов Надежный (2018–2019 гг.), Златояр (2021 г.), Московский 86 (2020, 2022 гг.), пленчатого овса сорта Яков (2019–2020 г.), голозерного – сорта Азиль (2021–2022 гг.).
Исследование проводили в 2018–2022 гг. на опытном поле ФИЦ “Немчиновка”, расположенном в Новомосковском административном округе г. Москвы неподалеку от аэропорта “Внуково”, у населенного пункта Кривошеино в серии краткосрочных полевых опытов. Предшественник – яровые зерновые.
Почва – дерновоподзолистая среднесуглинистая на моренном суглинке. После уборки предшественника в пахотном слое 0–20 см в разные годы содержалось: гумуса – 1.4–2.1%, P2O5 и K2O (по Кирсанову) – соответственно от 160– 250 до 300–350 и от 130–160 до 180–220 мг/кг, pHKCl – от 4.6–5.2 до 5.8–6.7 ед. с постепенным понижением от начала к концу исследования, Hг – от 0.94–1.90 до 2.30–3.50 мг-экв/100 г.
Схема двухфакторного опыта включала 2 варианта удобрения (фактор А) – PK, NPK и нормы высева люпина в смесях (фактор Б) – 1.4–2.0 млн/га с шагом 0.2 млн/га. В настоящую работу включены результаты, полученные в вариантах с нормами высева 1.6 и 1.8 млн/га, проходящими через весь 5-летний цикл исследования.
Дозы P2O5 в разные годы варьировали в пределах 30–100 кг/га, K2O – от 30 до 150 кг/га и в среднем за 5 лет составляли Р60K80. Их внесение с осени под зябь поддерживало обеспеченность пахотного слоя подвижным фосфором и калием на указанном выше уровне. Доза азота при предпосевном внесении во все годы составляла 50 кг/га.
Система защитных мероприятий в смешанных посевах состояла из протравливания семян с использованием Фундазола, СП (2018–2019 гг.), ТМТД, ВСК + Табу, ВСК (2020–2021 гг.), Витарос, ВСК + Табу, ВСК (2022 г.) и двукратной обработки посевов в течение вегетации (фазы 2–3 пары листьев, бутонизация) баковой смесью из фунгицида Колосаль Про (2018–2021 гг.), Спирит, СК (2022 г.) и инсектицида Данадим, КЭ (2018 г.), Децис Профи, КЭ (2019 г.), Борей Нео, СК (2020–2022 гг.). Гербициды не применяли. Во все сроки использования пестицидов, включая протравливание семян, в баковую смесь добавляли жидкие микроудобрения органической природы c ростстимулирующим и антистрессовым эффектом: в 2018–2020 гг. – Гумистим Zn, B белорусского производства, в 2022 г. препараты, произведенные в ФРГ: при протравливании – Аминозол + Лебозол–Заатгут Микс, в период вегетации – ЛебозолМолибден (фаза 2–3 пары листьев) и ЛебозолБор (фаза бутонизации), в 2021 г. ростостимуляторы не использовали. Во все годы в день посева семена люпина обрабатывали ризоторфином с активным штаммом N2-фиксирующих бактерий производства ВНИИСХМ (г. Пушкин Ленинградской обл.).
Посев проводили в лучшие агротехнические сроки сеялкой Amazone Д9. Пестициды и стимулирующие препараты в период вегетации вносили штанговым опрыскивателем Amazone с шириной захвата 12 м. Для вычленения действия последних в 2022 г. использовали результаты 2021 г., полученные без применения стимуляторов в сходных метеоусловиях.
Учет урожая зерна в фазе полной спелости (1–2 декада августа) – сплошной поделяночный селекционным комбайном Wintersteiger. Площадь делянки первого порядка – 192, второго – 64, учетная – 32 м2, повторность четырехкратная.
При закладке полевых экспериментов, проведении учетов и наблюдений руководствовались рекомендациями [12–15].
Агрохимический анализ сухой массы соломы и пожнивнокорневых остатков (ПКО) выполняли в аккредитованной лаборатории массовых анализов института по методикам и ГОСТам, принятым в Агрохимической службе.
Метеорологические условия вегетационного периода от всходов до полной спелости зерна (1-я декада мая – 2-я декада августа) 2018–2022 гг. существенно отличались от средних многолетних показателей. При средней многолетней норме гидротермического коэффициента за указанный период, равной 1.48, в течение 4-х лет (2018–2019, 2021–2022 гг.) наблюдали проявление засушливости (ГТК составляла от 0.80 до 0.92), один год (2020 г.) характеризовался избыточным увлажнением (ГТК = 2.47), что оказывало влияние как на урожайность зерна, так и на накопление массы органического вещества растительных остатков.
РЕЗУЛЬТАТЫ ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
Установлено, что при средней за 5 лет урожайности зерна смешанных посевов различного состава, равной 3.05–3.71 т/га, с долей бобового компонента 29–57% сухая масса растительных остатков составляла 6.3–7.7 т/га с содержанием люпина 32–46% и включала солому, стерню на высоте среза 12–15 см и корни в слое 0–20 см с поправкой на полноту учета, равную 1.4 [15].
В среднем в вариантах удобрения и норм высева люпина в смесях в ней накапливалось: общего азота – от 37 до 59 кг/га и симбиотически связанного – 9–17 кг/га. Возврат в почву фосфора составил 29–49, калия – 109–185 кг/га.
Наиболее высокими величинами возврата азота выделялись смешанные посевы люпина с яровой пшеницей и с пленчатым овсом, фосфора и калия – люпиноовсяные смеси (табл. 1).
Таблица 1. Влияние состава люпинозлаковых смесей на урожайность зерна, массу растительных остатков и накопление в ней элементов питания (среднегодовые величины)
Показатель | Состав смесей | ||||
люпин + пшеница яровая (2018–2020 гг.) | люпин + ячмень (2019–2022 гг.) | люпин + овес | |||
пленчатый (2019–2020 гг.) | голозерный** (2021–2022 гг.) | ||||
Урожайность зерна* | 3.05 31 | 3.71 35 | 3.43 29 | 3.34 57 | |
Масса растительных остатков* | 7.0 40 | 6.3 34 | 7.3 32 | 7.7 46 | |
Накопление в растительных остатках, кг/га | N** | 59 17 | 42 9 | 54 12 | 37 14 |
P2O5 | 36 | 29 | 49 | 32 | |
K2О | 127 | 109 | 167 | 185 |
* Над чертой – т/га, под чертой – доля бобового компонента, %.
** Над чертой – N биологический, кг/га, под чертой – его доля, % от общего азота. То же в табл. 2–5.
С увеличением влагообеспеченности посевов (ГТК = от 0.92 до 2.47) смеси люпина с пшеницей и овсом увеличивали не только урожайность зерна в среднем на 28 и 61%, но и размеры накопления сухой массы растительных остатков на 66 и 111% за счет роста доли злакового компонента в основной и побочной продукции соответственно в среднем с 50–70 до 66–72% и с 55–66 до 71– 75%, а в ней – накопления элементов питания: фосфора – в 3.1–3.4 раза (с 21–27 до 66–92 кг/га), калия – в 2.3–2.6 раза (с 88–109 до 204–282 кг/га). В значительно меньшей степени возрастало накопление азота – на 10% в соломе и ПКО люпинопшеничной смеси и на 68% – смеси люпина с овсом. Размеры накопления фиксированного азота, в отличие от Nобщ, под влиянием избыточного увлажнения уменьшались на 57–79% и не превышали 5–6 кг/га вследствие отрицательного влияния последнего на процесс N2-фиксации [16].
Смесь люпина с ячменем иначе реагировала на повышение уровня увлажнения в течение вегетации. Из-за негативной реакции обоих компонентов на чрезмерное выпадение осадков отмечено снижение урожайности зерна в среднем с 3.60 до 2.67 т/га (на 26%). В то же время масса растительных остатков увеличивалась на 12%, а в ней – накопление P2O5 и K2O на 96 и 50% соответственно. Размеры накопления общего азота также возрастали на 34% или в среднем с 38 до 51 кг/га, но доля биологического азота сокращалась с 29 до 0%, что также было проявлением негативного влияния переувлажнения на азотфиксацию (табл. 2).
Таблица 2. Влияние влагообеспеченности люпинозлаковых смесей на сбор сухой массы растительных остатков и накопление элементов питания (среднее вариантов с удобрениями и норм высева люпина)
Состав смесей | Год, ГТК за май – первую половину вегетации | Показатели | ||||
урожайность зерна, т/га | сухая масса растительных остатков, т/га | накоплено в растительных остатках, кг/га | ||||
N | P2O5 | K2O | ||||
Люпин + пшеница яровая | 2018–2019, 0.86–0.92 | 3.05 50 | 5.8 45 | 57 23 | 21 | 88 |
2020, 2.47 | 3.89 34 | 9.6 29 | 63 5 | 66 | 204 | |
Люпин + овес пленчатый | 2019, 2021, 0.92 | 2.85 30 | 5.3 35 | 44 14 | 27 | 109 |
2020, 2.47 | 4.58 28 | 11.2 25 | 74 6 | 92 | 282 | |
Люпин + ячмень | 2019, 2021, 0.92 | 3.60 34 | 5.6 31 | 38 11 | 24 | 78 |
2021, 0.92 | 3.79 34 | 5.7 30 | 25 0 | 22 | 76 | |
2022, 0.80 | 4.99 36 | 7.4 37 | 40 14 | 22 | 164 | |
2020, 2.47 | 2.67 37 | 6.3 35 | 51 0 | 47 | 117 |
Следовательно, условия переувлажнения лучше переносили смеси люпина с яровой пшеницей и овсом, обеспечивая рост урожайности зерна, накопление массы растительных остатков и размеров возврата элементов питания в почву, кроме симбиотического азота, поступление которого при этом уменьшалось. Поэтому в отсутствие достоверного долгосрочного прогноза погоды на весеннелетний период для повышения стабильности зерновой продуктивности и поступления в почву растительных остатков необходимо расширение видового разнообразия смешанных посевов, в том числе и с привлечением наиболее устойчивых видов яровых зерновых культур.
Необходимо отметить, что некорневые подкормки жидкими комплексными удобрениями органической природы с ростстимулирующим и антистрессовым эффектом в засушливом 2022 г. (ГТК = 0.80) приводили к росту не только урожайности зерносмеси с участием ячменя в сравнении с предыдущим годом (ГТК = 0.92), когда их не применяли (прибавка 32%), но и повышали массу растительных остатков в среднем на 33%. Накопление в ней элементов питания также возрастало: N – с 25 до 41 кг/га (на 60%), в том числе биологического – от 0 до 14 кг/га, K2О – с 76 до 152 кг/га (на 100%).
Влияние предпосевного внесения азота на урожайность зерна, накопление растительных остатков, а в них – элементов питания в годы исследования соответствовало погодным условиям года, определявшим интенсивность азотфиксации в смешанном агроценозе и нитрификации в почве.
Когда в период формирования и развития бобоворизобиального симбиоза погода не благоприятствовала нитрификации (2018, 2019 гг.) вследствие недостаточного увлажнения и повышенного или пониженного (2019 г.) температурного режима, азот удобрений обеспечивал увеличение накопления растительных остатков, общего и фиксированного из атмосферы азота в сухой массе. Наиболее выражено это было в смешанном посеве люпина с пленчатой формой овса (прибавка 54 и 42%, или от 35 до 54 и от 12 до 17 кг/га соответственно). Возврат в почву P2O5 также возрастал на 46, K2O – на 32%, или от 22 и 94 до 32 и 124 кг/га соответственно.
Если же погодные условия способствовали нитрификации, и уровень запасов N-NО3 в корнеобитаемом слое 0–60 см почвы на естественном азотном фоне в начале бутонизации люпина достигал 60–80 кг/га, а при внесении NРК увеличивался до 180–240 кг/га (2021 г.), то азотфиксация прекращалась, и при положительном влиянии азота удобрений на урожайность и массу растительных остатков (прибавка 8–35 и 20–38% соответственно) в зависимости от состава, в последних накапливалось общего азота 16–28 кг/га и симбиотически связанного – 1–3 кг/га (табл. 3).
Таблица 3. Влияние азота удобрений на урожайность зерна люпинозлаковых смесей, накопление растительных остатков и элементов питания в них в засушливых условиях (среднее вариантов норм высева люпина в смесях)
ГТК | Вариант удобрения NPK, кг/га (фактор А) | Состав смесей, год | Урожайность зерна | НСР05 | Растительные остатки | Накоплено в растительных остатках, кг/га | ||
N | P2O5 | K2O | ||||||
т/га | ||||||||
0.86–0.92 | P60K80 | Люпин + пшеница яровая, 2018, 2019 | 3.12 56 | 5.8 50 | 51 22 | 20 | 91 | |
Люпин + овес пленчатый. 2019, 2021 | 2.71 34 | 4.6 36 | 35 12 | 22 | 94 | |||
Люпин + ячмень, 2019 | 3.48 43 | 5.5 38 | 44 20 | 26 | 76 | |||
N50P60K80 | Люпин + пшеница яровая, 2018, 2019 | 2.92 44 | 0.22 | 5.8 40 | 63 24 | 22 | 84 | |
Люпин + овес пленчатый, 2019, 2021 | 2.99 26 | 0.23 | 6.0 34 | 54 17 | 32 | 124 | ||
Люпин + ячмень, 2019 | 3.31 26 | 0.35 | 5.6 26 | 58 24 | 24 | 82 | ||
0.92 | P60K80 | Люпин + овес голозерный, 2021 | 2.45 62 | 4.6 42 | 16 3 | 26 | 92 | |
Люпин + ячмень, 2021 | 3.22 42 | 4.8 32 | 18 3 | 19 | 72 | |||
N50P60K80 | Люпин + овес голозерный, 2021 | 2.64 45 | 0.22 | 5.5 52 | 22 3 | 25 | 110 | |
Люпин + ячмень, 2021 | 4.36 28 | 0.24 | 6.6 29 | 28 1 | 24 | 79 | ||
0.80 | P60K80 | Люпин + овес голозерный, 2022 | 3.89 64 | 10.6 54 | 56 25 | 42 | 272 | |
Люпин + ячмень, 2022 | 4.92 46 | 7.0 50 | 45 15 | 22 | 157 | |||
N50P60K80 | Люпин + овес голозерный, 2022 | 3.86 65 | 0.32 | 9.2 38 | 54 22 | 28 | 224 | |
Люпин + ячмень, 2022 | 5.06 26 | 0.39 | 8.7 23 | 38 14 | 20 | 150 |
В несколько более жестких условиях увлажнения вегетационного периода 2022 г. (ГТК = 0.80), при повышении зерновой продуктивности и накопления растительных остатков на фоне трехкратного применения жидких биологически активных микроудобрений (с протравителем и 2 раза в период вегетации), направленность и степень воздействия азота удобрений на комплекс рассмотренных показателей определялись видовым составом смешанных посевов. У смеси с участием ячменя под влиянием предпосевного внесения N50 урожайность зерна и масса растительных остатков увеличивались на 3 и 24% соответственно за счет увеличения доли злакового компонента в продукции на 20 и 27%. Это способствовало снижению накопления азота в ПКО с 45 до 38 кг/га (на 16%) при близких показателях для биологического азота. Аккумуляция Р2О5 и K2О в биомассе изменялась слабо. В смешанном посеве с голозерной формой овса азот удобрений не оказывал влияния на урожайность, но снижал массу растительных остатков на 13%, накопление в ней элементов питания – на 12–33% в зависимости от показателя.
Таким образом, использование жидких комплексных биологически активных микроудобрений совместно со средствами защиты растений в условиях умеренной засушливости оказывало положительное влияние на величины рассмотренных показателей в сравнении с необработанным посевом (2021 г.), снимало необходимость применения азотного удобрения, тем самым придавая больше устойчивости экологии агрофитоценоза и прилегающих территорий.
В то же время при избыточном увлажнении (ГТК = 2.47, 2020 г.) внесение N50 перед посевом оказывало выраженное положительное влияние на размеры урожайности зерна (прибавка 20–34%), массу растительных остатков (прибавка 24–35%), накопление Р2О5 и K2О в них (на 19–27 и 17–157% соответственно) в зависимости от состава (табл. 4).
Таблица 4. Влияние азота удобрений и норм высева люпина в смесях на урожайность зерна, накопление растительных остатков и элементов питания в них при избыточном увлажнении (среднее факторов, кроме изученного, 2020 г.)
Состав смесей | Удобрение (фактор А), кг/га | Нормы высева люпина (фактор Б), млн/га | ||||||||||||
варианты | урожайность, т/га | НСР05, т/га | масса растительных остатков, т/га | накопление в растительных остатках, кг/га | варианты | урожайность, т/га | НСР05, т/га | масса растительных остатков, т/га | накопление в растительных остатках, кг/га | |||||
N | Р2О5 | K2О | N | Р2О5 | K2О | |||||||||
Люпин + + пшеница яровая | P60K80 | 3.32 54 | 0.36 | 7.96 37 | 64 5 | 37 | 118 | 1.6 | 3.86 38 | 0.44 | 9.28 32 | 60 5 | 37 | 141 |
N50P60K80 | 4.46 14 | 10.7 21 | 63 4 | 47 | 169 | 1.8 | 3.92 30 | 9.41 26 | 66 4 | 46 | 145 | |||
Люпин + + овес пленчатый | P60K80 | 4.16 32 | 0.43 | 9.96 20 | 63 3 | 81 | 123 | 1.6 | 4.38 28 | 0.52 | 10.3 26 | 59 6 | 83 | 254 |
N50P60K80 | 5.00 23 | 12.3 28 | 72 6 | 101 | 316 | 1.8 | 4.78 28 | 12.0 23 | 76 3 | 98 | 307 | |||
Люпин + + ячмень | P60K80 | 2.31 46 | 0.30 | 5.42 40 | 46 0 | 43 | 108 | 1.6 | 2.66 48 | 0.36 | 6.06 42 | 51 0 | 39 | 116 |
N50P60K80 | 2.98 32 | 7.20 29 | 56 0 | 51 | 126 | 1.8 | 2.63 28 | 6.58 28 | 51 0 | 54 | 118 |
В этих условиях наибольшей урожайностью и размерами накопления растительных остатков выделялись смешанные посевы люпина с яровой пшеницей (4.46 и 10.7 т/га) и с пленчатым овсом (5.00 и 12.3 т/ га), при доле бобового компонента в них 11 и 23, 21 и 28% соответственно.
Наименьшими показателями характеризовалась смесь люпина с ячменем, где оба компонента проявляли отрицательную реакцию на переувлажнение. На фоне N50Р60К80 она обеспечивала получение зерна 2.98 т/га (прибавка 29%) и выход растительных остатков порядка 7 т/га (прибавка 33%) при доле бобового компонента в них 32 и 29%, или уменьшение на 14 и 11% соответственно в сравнении с фоном РK.
Направленность изменения уровней накопления общего азота в растительных остатках изученных люпинозлаковых смесей под влиянием азота удобрений при этом не подчинялась отмеченным выше закономерностям и находилась в соответствии с их составом. Если смесь люпина с яровой пшеницей не реагировала на предпосевное внесение азота (64 и 63 кг/га), то у смесей с участием пленчатого овса и ячменя отмечена положительная реакция прибавка 9 и 10 кг/га, или на 14 и 22%) при максимальном накоплении 72 и 56 кг N/га. При очень низкой азотфиксации или ее отсутствии в условиях избытка влаги, очевидно в связи с недостатком кислорода в ризосфере, накопление фиксированного из атмосферы азота в растительных остатках находилось в пределах от 0–3 до 4–6 кг/га. В связи с этим, необходимо продолжать исследования по поиску технологических решений, направленных на улучшение условий для азотфиксации в смешанных однолетних бобовозлаковых агрофитоценозах в стрессовых ситуациях, связанных с переувлажнением. Одним их них может стать использование листовой обработки растений ростстимуляторами и антистрессантами до 2-х раз за вегетацию. Но этот вопрос требует дальнейшего изучения.
Влияние норм высева люпина в смесях на урожайность, накопление растительных остатков и возврат элементов питания в почву находилось в соответствии с их видовым составом и погодными условиями периода вегетации.
При избыточном увлажнении только люпиноовсяная смесь проявляла хорошо выраженную положительную реакцию на увеличение нормы высева люпина (от 1.6 до 1,8 млн семян/га), повышая урожайность на 9, сбор сухой массы пожнивнокорневых остатков и соломы – на 16%, а в ней – общего азота на 29, Р2О5 и K2О – на 18 и 21% соответственно. Но доля биологического азота в биомассе ПКО оставалась низкой (3–6 кг/га или 4–11% от общего накопления).
У смесей люпина с яровой пшеницей и с ячменем проявлялась лишь тенденция к увеличению рассмотренных показателей в отсутствие накопления Nбиол в растительных остатках.
В условиях умеренной засушливости (ГТК = = 0.86–0.92) только в смешанном посеве с участием ячменя с ростом нормы высева люпина наблюдали увеличение урожайности и сбора растительных остатков на 3 и 11%, накопления N, Р2О5 и K2О в ней на 29, 33 и 31% соответственно. В люпинопшеничном и люпиноовсяном (пленчатая форма) агрофитоценозах прослежено в основном слабо выраженное отрицательное влияние, возможно связанное с усилением конкуренции компонентов за влагу: изменение урожайности на 3–5%, массы растительных остатков – на 2–11%, накопления в них Р2О5 и K2О – на 7–17 и –3–7% соответственно, что свидетельствовало в пользу меньшей нормы высева. Отмеченная тенденция сохранялась и в посевах, дважды обработанных в период вегетации стимулирующими препаратами. При более высокой продуктивности и накоплении растительных остатков в сравнении с необработанными посевами в вариантах с нормой высева люпина 1.6 млн семян/га в пожнивнокорневых остатках накапливалось больше элементов питания: от 8–16 до 48–62% в зависимости от показателя, особенно это было заметно в смешанном посеве люпина с голозерным овсом (табл. 5).
Таблица 5. Влияние норм высева люпина на урожайность зерна смешанных посевов, накопление растительных остатков и элементов питания в них при недостаточном увлажнении. Среднее по факторам, кроме изучаемого
ГТК | Норма высева люпина, млн семян/га | Состав смесей, год | Урожайность зерна, т/га | НСР05, т/га | Растительные остатки, т/га | Накоплено в растительных остатках, кг/га | ||
N | Р2О5 | K2О | ||||||
0.92 | 1.6 | Люпин + пшеница яровая, 2018, 2019 | 2.95 49 | 6.11 44 | 53 24 | 23 | 92 | |
Люпин + овес пленчатый, 2019,2021 | 2.89 31 | 5.35 31 | 42 14 | 28 | 113 | |||
Люпин + ячмень, 2019, 2021 | 3.54 33 | 5.12 33 | 45 20 | 21 | 68 | |||
1.8 | Люпин + пшеница яровая, 2018, 2019 | 3.10 51 | 0.26 | 5.45 56 | 49 25 | 19 | 89 | |
Люпин + овес пленчатый, 2019, 2021 | 2.81 29 | 0.23 | 5.21 32 | 47 16 | 26 | 105 | ||
Люпин + ячмень, 2019, 2021 | 3.64 36 | 0.29 | 6.06 22 | 58 24 | 28 | 89 | ||
0.80 | 1.6 | Люпин + овес голозерный, 2022 | 4.02 66 | 11.50 44 | 65 29 | 37 | 306 | |
Люпин + ячмень | 4.94 27 | 7.50 36 | 44 14 | 22 | 160 | |||
1.8 | Люпин + овес голозерный, 2022 | 3.72 62 | 0.54 | 8.40 48 | 44 18 | 32 | 189 | |
Люпин + ячмень | 5.03 45 | 0.35 | 7.20 38 | 38 14 | 20 | 148 |
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Таким образом, в условиях глобального потепления, проявляющегося в Нечерноземье через учащение чередования сухих и влажных периодов в течение одной вегетации, повышение и стабилизация урожайности зерна, поступления в почву растительных остатков может быть достигнута только путем расширения биологического разнообразия смешанных люпинозлаковых агрофитоценозов с включением в них видов и сортов яровых зерновых культур, близких бобовому компоненту по темпам развития и наступления фенологических фаз.
На среднеокультуренных дерновоподзолистых почвах с достаточной обеспеченностью подвижным фосфором (III–V класс по принятым градациям) и широким диапазоном рН зерновая продуктивность от 2.5–3.0 до 3.5–5.0 т/га и оставление в почве сухой массы послеуборочных остатков до 6–8 т/га, включая корни в слое 0–20 см, в засушливых условиях обеспечивалась посевом с нормой высева люпина 1.6 млн семян/га, зерновых – 50–60% от полной нормы высева на фоне применения Р60K80 в среднем в год без внесения минеральных азотных удобрений и при проведении 2-х листовых подкормках жидкими микроудобрениями органической природы стимулирующего характера совместно с инсекто–фунгицидной защитой растений. Это обеспечивало приход в почву азота: общего – 40–60 и биологического – 15– 30 кг/га. При переувлажнении отмеченный уровень урожайности с выходом сухой массы растительных остатков 7–12 т/га создавался применением полного минерального удобрения со среднегодовыми дозами N50Р60К80, что обеспечивало поступление в почву общего азота до 60–70 и биологического – только до 3–6 кг/га. В дальнейшем поиск технологических решений по улучшению условий азотфиксации и формирования продуктивности смешанных люпинозлаковых посевов в условиях водного стресса необходимо продолжать с использованием новейших отечественных и зарубежных разработок в области применения антистрессовых и ростстимулирующих препаратов.
About the authors
V. V. Kononchuk
Federal Research Center “Nemchinovka”
Author for correspondence.
Email: vadimkononchuk@yandex.ru
Russian Federation, ul. Agrochemikov 6, Moscow region, Odintsovo, r. p. Novoivanovskoye 143026
S. M. Timoshenko
Federal Research Center “Nemchinovka”
Email: vadimkononchuk@yandex.ru
Russian Federation, ul. Agrochemikov 6, Moscow region, Odintsovo, r. p. Novoivanovskoye 143026
T. O. Nazarova
Federal Research Center “Nemchinovka”
Email: vadimkononchuk@yandex.ru
Russian Federation, ul. Agrochemikov 6, Moscow region, Odintsovo, r. p. Novoivanovskoye 143026
V. D. Shtyrkhunov
Federal Research Center “Nemchinovka”
Email: vadimkononchuk@yandex.ru
Russian Federation, ul. Agrochemikov 6, Moscow region, Odintsovo, r. p. Novoivanovskoye 143026
E. A. Tulinova
Federal Research Center “Nemchinovka”
Email: vadimkononchuk@yandex.ru
Russian Federation, ul. Agrochemikov 6, Moscow region, Odintsovo, r. p. Novoivanovskoye 143026
T. V. Smolina
Federal Research Center “Nemchinovka”
Email: vadimkononchuk@yandex.ru
Russian Federation, ul. Agrochemikov 6, Moscow region, Odintsovo, r. p. Novoivanovskoye 143026
G. B. Morozova
Federal Research Center “Nemchinovka”
Email: vadimkononchuk@yandex.ru
Russian Federation, ul. Agrochemikov 6, Moscow region, Odintsovo, r. p. Novoivanovskoye 143026
E. A. Komissarova
Russian State Agrarian Correspondence University
Email: vadimkononchuk@yandex.ru
Russian Federation, Shosse Entuziastov 50, Moscow region, Balashikha 143907
References
- Внесение удобрений под урожай 2022 года и проведение работ по химической мелиорации земель [Электр. ресурс] // Федеральная служба Государственной статистики (РОССТАТ), Главный Межрегиональный Центр. М., 2023. 17 с. (rosstat.gov.ru›storage…Vnesen_udobren_2022.xlsx).
- Цыганов А.Р., Персикова Т.Ф. Вклад органического вещества культур севооборота в плодородие почвы // Современные проблемы использования почв и повышения эффективности удобрений: Мат-лы Международ. научн.-практ. конф. (Горки, 24–26 октября 2001 г.) Горки: БГСХА, 2001. Ч. 2. С. 190–194.
- Шрамко Н.В., Вихорева Г.В. Роль бобовых трав в изменении гумусированности дерновоподзолистых почв Верхневолжья // Зернобоб. и круп. Культуры. 2016. № 3(19). С. 125–132.
- Замятин С.А., Изместьев В.М. Влияние культур севооборота на среднегодовое поступление растительных остатков за ротацию севооборотов // Вестн. Марий. Гос. ун-та. Сер. Сел.-хоз. науки. Эконом. науки. 2016. № 1(5). С. 18–21.
- Трусов В.И., Гармашов В.М., Тесмина В.Е., Дьячнова Т.И., Абанина О.А., Михина Т.И., Дронова Н.В. Севооборот как средство воспроизводства возобновляемых биоресурсов органического вещества почвы // Высокоэффективные системы использования органических удобрений и возобновляемых биологических ресурсов. Сб. докл. коорд. совещ. М.: РАСХН–ВНИИОУ, 2012. С. 174–177.
- Замятин С.А., Ефимова А.Ю., Максуткин С.А. Влияние полевых севооборотов на накопление пожнивнокорневых остатков в пахотном слое дерновоподзолистой почвы [Электр. ресурс] // Аграрн. наука ЕвроСевероВостока. 2019. № 20(6). С. 594–601. https://doi.org/10.30766/2072-9081.2019.20.6.594-601
- Бурлака В.А. Обоснование агроинженерномелиоративных приемов повышения плодородия черноземов и продуктивности полевых культур: Автореф. дис. … д-а с.-х. наук. Пенза, 2006. 48 с.
- Новиков А.А., Кисаров О.П. Обоснование роли корневых и пожнивных остатков в агроценозах [Электр. ресурс] // Научн. журн. Куб ГАУ. 2012. № 78(04). С. 1–10. http://ej.kubagro.ru/2012/04/pdf/36.pdf
- Мельникова О.В., Ториков В.Е., Москалева В.А. О значении возделывания однолетних зернобобовых культур в условиях биологизации земледелия // Вестн. Брянск. ГСХА. 2011. № 3. С. 15–19.
- Безгодова И.Л., Коновалова Н.Ю., Прядильщикова Е.Н., Благовещенская Г.Г., Завалин А.А. Урожайность и качество зерна одновидового и смешанных посевов гороха при внесении минеральных удобрений // Достиж. науки и техн. АПК. 2016. Т. 30. № 7. С. 75–79.
- Чадаев И.М., Гурин А.Г. Аккумуляция элементов питания зернобобовыми культурами, используемыми в качестве предшественника // Зернобоб. и круп. Культуры. 2020. № 1(33). С. 59–63. https://doi.org/10.24411/2309-348X-2020-11157
- Доспехов Б.А. Методика полевого опыта (с основами статистической обработки результатов исследований). М.: Колос, 1973. 335 с.
- Федин М.А. Методика государственного сортоиспытания сельскохозяйственных культур. М.: Агропромиздат, 1985. 263 с.
- Станков Н.З. Корневая система полевых культур. М.: Колос, 1964. 279 с.
- Трепачев Е.П. Агрохимические аспекты биологического азота в современном земледелии. М.: Агроконсалт, 1999. 532 с.
- Конончук В.В., Никиточкин Д.Н., Тимошенко С.М., Штырхунов В.Д., Назарова Т.О. Влияние элементов агротехнологии возделывания люпинозлаковых смесей на азотфиксирующую способность и продуктивность в зависимости от метеорологических условий в Центральном Нечерноземье // Зернобоб. и круп. культуры. 2021. № 3(39). С. 107–118.
Supplementary files
