Влияние приемов технологии возделывания на продуктивность гречихи на южных черноземах
Реферат. Средняя урожайность гречихи в степном Поволжье до настоящего времени очень низка – 0,6 т/га. Основная причина – недостаточная разработанность приемов современной технологии возделывания культуры и слабая их адаптация к различным почвенно-климатическим зонам региона. С целью решения данной проблемы в 2013–2015 гг. на опытном участке КФХ «Шишкин А. А.» Татищевского района Саратовской области в соответствии с общепринятыми методиками проводились полевые исследования по установлению закономерностей роста и развития растений, продуктивности фотосинтеза посевов и формирования элементов продуктивности гречихи в зависимости от приемов возделывания. Исследования показали, что в посевах гречихи за счет лучшего использования ресурсов влаги и пищи, активного роста и интенсивного фотосинтеза наивысшая урожайность зерна на южных черноземах степного Поволжья получена на фоне мелиоративной обработки с нормой высева 2,5 млн всхожих семян на 1 га – 1,60 т/га. При использовании отвальной вспашки наивысшая урожайность зерна получена на варианте с нормой высева 3,0 млн всхожих семян на 1 га – 1,53 т/га. Экономическая оценка также подтвердила эффективность нормы высева 2,5 млн всхожих семян на 1 га при выращивании по мелиоративной обработке и нормы высева 3,0 млн всхожих семян на 1 га при выращивании по отвальной вспашке. На основании результатов проведенных исследований в целях получения наивысшей продуктивности гречихи и наибольшей экономической эффективности на южных черноземах засушливой степной зоны Поволжья рекомендуется шире применять мелиоративную обработку почвы, используя при этом норму высева 2,5 млн всхожих семян на 1 га; при выращивании гречихи по фону отвальной вспашки проводить посев нормой высева 3,0 млн всхожих семян на 1 га.
Ключевые слова: гречиха, засушливая степная зона, южный чернозем, отвальная вспашка, мелиоративная обработка почвы, норма высева, полевая всхожесть, сохранность растений, чистая продуктивность фотосинтеза, урожайность.
Гречиха – важнейшая крупяная культура. Гречневая крупа отличается большой питательностью и высокими вкусовыми достоинствами. В ней содержится 9% белка, 71% крахмала, 1,5% жира, много полезных минеральных солей (фосфора, кальция, железа и др.), органических кислот, витаминов группы Е, В и Р (рутина). Белки гречихи, состоящие главным образом из глобулина и глютелина, более полноценны, чем белки хлебных злаков, а по содержанию незаменимых аминокислот, питательности и усвояемости не уступают белкам зерновых бобовых культур. Благодаря витамину Е гречневая крупа долго хранится, не теряя пищевых достоинств. Гречневую муку используют в кондитерской промышленности для приготовления высококачественного печенья, из нее также пекут блины и лепешки, используют для приготовления детского питания и диетических продуктов. Гречиха – отличный медонос, дающий до 100 кг душистого меда с 1 га [1, 4, 5, 8].
В настоящее время посевы гречихи в мире занимают около 4 млн га, из них почти половина площадей высевается в России – 1,7 млн га. В нашей стране эту культуру широко выращивают в Нечерноземной зоне, Центрально-Черноземной полосе, в Поволжье, на Урале, в Сибири, на Дальнем Востоке. Значительные площади гречихи сосредоточены и в Саратовской области. К сожалению, средняя урожайность культуры в нашем регионе до настоящего времени невысока – 0,6 т/га, при том что потенциал современных сортов достигает 2,5–3,0 т/га [10, 11].
Учитывая важность гречихи как ценной крупяной культуры, необходимо признать, что изучение вопросов ее возделывания является актуальной проблемой современного растениеводства.
Программа и методика исследований
Цель исследований заключалась в совершенствовании приемов адаптивной технологии возделывания гречихи на южных черноземах засушливой зоны степного Поволжья.
В соответствии с поставленной целью исследований планировалось решение следующих задач:
- установить закономерности роста и развития растений в зависимости от приемов возделывания;
- определить показатели продуктивности фотосинтеза посевов гречихи в зависимости от приемов возделывания;
- изучить влияние различных приемов технологии возделывания на урожайность гречихи на южных черноземах степного Поволжья.
Полевой эксперимент проводился в 2013–2015 гг. на опытном участке КФХ «Шишкин А. А.» Татищевского района Саратовской области.
Климат района проведения исследований – умеренно континентальный. Почва – чернозем южный, среднесуглинистый, среднемощный.
Схема двухфакторного опыта включала следующие варианты:
По фактору А. Влияние способа основной обработки почвы на продуктивность гречихи.
Вариант 1. Посев по традиционной обработке почвы (вспашке).
Вариант 2. Посев по мелиоративной обработке почвы.
По фактору В. Определение оптимальной нормы высева гречихи при возделывании на южных черноземах.
Вариант 1. Норма высева 1,5 млн всхожих семян на 1 га.
Вариант 2. Норма высева 2,0 млн всхожих семян на 1 га.
Вариант 3. Норма высева 2,5 млн всхожих семян на 1 га.
Вариант 4. Норма высева 3,0 млн всхожих семян на 1 га.
Вариант 5. Норма высева 3,5 млн всхожих семян на 1 га.
Вариант 6. Норма высева 4,0 млн всхожих семян на 1 га.
Площадь учетной делянки – 100 м2, повторность четырехкратная, размещение делянок рендомизированное. Все наблюдения и учет проводили в соответствии с рекомендуемыми методиками [2, 3].
При проведении полевых опытов выполнялись все агротехнические приемы, рекомендуемые зональной технологией возделывания гречихи. Предшественником являлась озимая пшеница. Ее солома при уборке измельчалась комбайном и разбрасывалась по полю. Затем на первом варианте выполнялась традиционная обработка почвы, включающая лущение стерни и отвальную вспашку плугом ПЛН-5-35 на глубину 23–25 см. На втором варианте выполнялась мелиоративная обработка почвы, включающая лущение стерни и комбинированную обработку плугом ПБС-4-40, применение которого за счет наличия двух видов орудий позволяет послойно выполнять отвальную вспашку на глубину 13–15 см и глубокое рыхление до 23–25 см. Предпосевная обработка на обоих вариантах состояла из покровного боронования и одной-двух культиваций в зависимости от нарастания весенних температур. Посев изучаемыми нормами проводился сеялкой СЗ-5,4.
Результаты исследований
Данные научных исследований и производственного опыта показывают, что в засушливом регионе степного Поволжья добиться накопления и рационального использования ограниченных запасов влаги можно путем применения грамотной технологии основной обработки почвы. Особенно это касается среднемощных и маломощных южных черноземов, на которых нельзя проводить глубокую отвальную вспашку из-за небольшой мощности пахотного горизонта. Такие почвы занимают более 500 тыс. га в Татищевском, Лысогорском, Красноармейском и других районах Саратовской области. Большинство из них эродированы и требуют особого подхода при выборе способа основной обработки почвы [6, 11]. В качестве рабочей гипотезы было выдвинуто предположение, что на таких почвах рациональнее применять мелиоративную обработку плугами ПБС. Полученные результаты исследований показали значительное влияние данной обработки почвы на формирование элементов продуктивности гречихи.
Основополагающим приемом формирования структуры посева сельскохозяйственных культур является густота стояния растений на единице площади [9]. В связи со слабой изученностью вопрос оптимизации нормы высева на различных типах черноземов до настоящего времени не решен. По литературным данным, для получения высоких урожаев гречихи в степной черноземной зоне Поволжья разные авторы рекомендуют нормы высева в довольно широком интервале – от 1,0 до 6,0 млн всхожих семян на 1 га [6, 7, 10]. Такой широкий интервал весьма нерационален, поскольку в условиях производства чаще всего для «подстраховки» применяется верхний показатель нормы высева, что в засушливой степной зоне Поволжья в большинстве случаев приносит посевам гречихи не пользу, а вред. В связи с этим определение оптимальной густоты стояния гречихи представляет в настоящее время не только научный интерес, но и большое хозяйственное значение. Устранение перерасхода семян при сохранении высокого уровня урожайности позволяет значительно снижать затраты материальных средств на производство единицы сельскохозяйственной продукции и тем самым заметно улучшать экономические показатели растениеводства.
Сочетание способов основной обработки почвы с нормами высева позволило нам установить лучшие параметры этих агротехнических приемов для достижения наивысшей продуктивности гречихи при ее возделывании на южных черноземах засушливой степной зоны Поволжья.
В исследованиях установлено, что при использовании мелиоративной обработки по сравнению с традиционной отвальной вспашкой улучшались водно-физические свойства пахотного горизонта почвы: снижалась плотность, повышалась водопроницаемость, увеличивалось количество водопрочных агрегатов. Все это приводило к большему накоплению влаги в осенне-зимне-весенний период. Кроме того, при мелиоративной обработке создавался мульчирующий слой в верхнем горизонте почвы, который до посева и во время вегетации гречихи снижал физическое испарение и непродуктивную потерю влаги. Результаты исследований показали, что эти особенности почвенных процессов оказали существенное влияние на рост и развитие растений гречихи, а посредством этого и на продуктивность гречихи.
Полевая всхожесть семян гречихи заметно изменялась по разным фонам основной обработки почвы. При мелиоративной обработке обеспечивалось лучшее сохранение влаги в посевном слое и полевая всхожесть была выше, чем при отвальной вспашке: соответственно 84,3–85,2% против 79,8–81,0%. В то же время изменение нормы высева практически не сказывалось на полевой всхожести семян: колебания не превышали 0,9% при мелиоративной обработке и 1,2% – при отвальной вспашке (табл. 1).
Таблица 1 – Влияние способа основной обработки почвы и нормы высева на формирование густоты стеблестоя гречихи
(среднее за 2013–2015 гг.)Способ
основной
обработки
почвыНорма
высева
семян,
млн шт./гаЧисло
растений
в фазу
полных
всходов,
шт./м2Полевая всхожесть,
%Число
растений в период уборки,
шт./м2Сохранность растений, %
Традиционная обработка (вспашка)
1,5
120
80,0
92
76,7
2,0
162
81,0
124
76,5
2,5
201
80,4
149
74,1
3,0
241
80,3
174
72,2
3,5
282
80,6
197
69,9
4,0
319
79,8
211
66,1
Мелиоративная обработка
1,5
127
84,7
105
82,7
2,0
169
84,5
139
82,3
2,5
213
85,2
171
80,3
3,0
253
84,3
195
77,1
3,5
298
85,1
222
74,5
4,0
338
84,5
239
70,7
Сохранность растений гречихи зависела от сочетания трех факторов – погоды, способа основной обработки почвы и нормы высева. Наименьшая сохранность растений была отмечена в более засушливых 2014 и 2015 гг., наибольшая – во влажном 2013 г. На фоне применения мелиоративной обработки сохранность растений по среднемноголетним данным была на 4,6–6,2% выше, чем при выращивании по отвальной вспашке. Вследствие более густого расположения растений в рядках и тем самым усиления конкуренции заметно снижалась сохранность при повышении нормы высева. Так на фоне применения мелиоративной обработки сохранность снижалась с 82,7% при норме высева 1,5 млн до 70,7% при норме высева 4,0 млн всхожих семян на 1 га в среднем за три года исследований. Аналогичное снижение сохранности растений наблюдалось и на фоне выращивания гречихи по отвальной вспашке – соответственно с 76,7 до 66,1%.
В опыте установлено влияние приемов возделывания на показатели продуктивности фотосинтеза посевов гречихи. Заметное повышение площади листьев отмечалось на обоих фонах основной обработки почвы при увеличении нормы высева с 1,5 до 4,0 млн всхожих семян на 1 га – при выращивании гречихи на фоне отвальной вспашки она возрастала с 17,1 до 27,6 тыс. м²/га, а на фоне мелиоративной обработки с 18,0 до 29,0 тыс. м²/га по средним данным за 2013–2015 гг. (табл. 2).
Таблица 2 – Влияние способа основной обработки почвы и норм
высева на показатели продуктивности фотосинтеза гречихи (среднее за 2013–2015 гг.)Способ основной обработки почвы
Норма
высева
семян,
млн
шт./гаПлощадь
листьев
в момент
максимума,
тыс. м2/гаСухая
надземная
биомасса
в полную
спелость,
т/гаФотосинтетический потенциал,
тыс. м2 ×
× сут/гаЧистая продуктивность фотосинтеза,
г/м2 · сутТрадиционная обработка (вспашка)
1,5
17,1
3,91
829
4,7
2,0
20,9
5,02
1016
4,9
2,5
22,9
5,89
1114
5,3
3,0
24,2
6,37
1181
5,4
3,5
26,2
6,03
1277
4,7
4,0
27,6
5,18
1346
3,8
Мелиоративная обработка
1,5
18,0
4,59
875
5,2
2,0
21,2
5,74
1030
5,5
2,5
23,1
6,95
1125
6,1
3,0
26,0
7,11
1263
5,6
3,5
28,2
6,68
1373
4,8
4,0
29,0
6,11
1411
4,3
Наиболее интенсивный прирост сухой массы посевов гречихи наблюдался начиная с фазы бутонизации и в основном приходился на период плодообразования – созревания. Так же как и площадь листьев, величина сухой массы в наибольшей степени зависела от нормы высева. При увеличении нормы высева с 1,5 до 3,0 млн всхожих семян на 1 га величина сухой массы повысилась при выращивании гречихи на фоне отвальной вспашки с 3,91 до 6,37 т/га, а на фоне мелиоративной обработки – с 4,59 до 7,11 т/га
по среднемноголетним данным. Однако, в отличие от площади листьев, при дальнейшем повышении нормы высева до 4,0 млн всхожих семян на 1 га наблюдалось не увеличение, а снижение показателя сухой массы.В течение вегетации гречихи наблюдались подъемы и снижения чистой продуктивности фотосинтеза. В период от всходов до цветения она была самой высокой, затем резко снижалась в период цветения и вновь возрастала в период плодообразования – созревания. В среднем за вегетационный период гречихи наивысшие показатели чистой продуктивности фотосинтеза на фоне отвальной вспашки были отмечены при норме высева 3,0 млн всхожих семян на 1 га – 5,4 г/м² · сут; на фоне мелиоративной обработки – при норме высева 2,5 млн всхожих семян на 1 га – 6,1 г/м² · сут.
Вследствие лучшего роста и развития растений наиболее важные показатели структуры урожая при выращивании гречихи на фоне мелиоративной обработки были на 15–25% выше, чем при отвальной вспашке: количество ветвей первого порядка на одном растении, количество плодоносящих соцветий, количество выполненных семян, масса семян с одного растения.
Наивысшая урожайность зерна в опыте получена при выращивании гречихи на фоне мелиоративной обработки с нормой высева 2,5 млн всхожих семян на 1 га – 1,60 т/га в среднем за три года (табл. 3).
Таблица 3 – Урожайность гречихи в зависимости от способа основной обработки почвы и нормы высева
Способ основной
обработки почвыНорма высева семян, млн шт./га
Урожайность зерна, т/га
2013 г.
2014 г.
2015 г.
Среднее
Традиционная
обработка (вспашка)1,5
1,18
0,93
0,98
1,03
2,0
1,40
1,14
1,19
1,24
2,5
1,63
1,28
1,35
1,42
3,0
1,76
1,36
1,47
1,53
3,5
1,70
1,20
1,39
1,43
4,0
1,58
1,01
1,23
1,27
Мелиоративная
обработка1,5
1,35
1,08
1,14
1,19
2,0
1,61
1,27
1,35
1,41
2,5
1,83
1,43
1,54
1,60
3,0
1,85
1,42
1,56
1,61
3,5
1,86
1,32
1,53
1,57
4,0
1,82
1,13
1,43
1,46
НСР05 (фактор А)
0,06
0,04
0,05
–
НСР05 (фактор В)
0,04
0,03
0,04
–
НСР05 (А + В)
0,07
0,05
0,06
–
При выращивании гречихи на фоне отвальной вспашки наивысшая урожайность зерна получена на варианте с нормой высева 3,0 млн всхожих семян на 1 га – 1,53 т/га в среднем за три года.
Проведенный экономический анализ подтвердил наибольшую выгоду использования нормы высева 2,5 млн всхожих семян на 1 га на фоне мелиоративной обработки и нормы высева 3,0 млн всхожих семян на 1 га на фоне отвальной вспашки.
Выводы
На основании результатов проведенных исследований в целях получения наивысшей продуктивности гречихи на южных черноземах засушливой степной зоны Поволжья рекомендуется:
- шире применять мелиоративную обработку почвы, используя при этом норму высева 2,5 млн всхожих семян на 1 га;
- при выращивании по фону отвальной вспашки проводить посев нормой высева 3,0 млн всхожих семян на 1 га.
ЛИТЕРАТУРА
- Агробиологические основы выращивания сельскохозяйственных культур : учеб. пособие / под ред. Н. И. Кузнецова, М. Н. Худенко, Л. П. Шевцовой [и др.]. – 2-е изд. – Саратов : Изд-во СГАУ им. Н. И. Вавилова, 2003. – 260 с.
- Доспехов Б. А. Методика полевого опыта. – М. : Агропромиздат, 1985. – 351 с.
- Основа научных исследований в растениеводстве и селекции / А. Ф. Дружкин [и др.]. – Саратов, 2013. – 263 с.
- Каргальцев Ю. В., Пруцков Ф. М. Гречиха. – М. : Россельхозиздат, 1986. – 120 с.
- Концепция развития агропромышленного комплекса Саратовской области до 2020 г. – Саратов : Изд-во СГАУ им. Н. И. Вавилова, 2000. – 131 с.
- Инновационные приемы возделывания зерновых культур в степном Поволжье / В. Б. Нарушев, Д. С. Косолапов, С. А. Куковский, Р. Г. Султанов [и др.] // Инновации и инвестиции. – 2014. – № 8. – С. 31–35.
- Нарушев В. Б., Субботин А. Г., Морозов Е. В., Башинская О. С. Продуктивность агроценозов гречихи в условиях степного Поволжья // Научное обозрение. – 2015. –
№ 22. – С. 41–45. - Савицкий К. А. Гречиха. – М. : Колос, 1970. – 312 с.
- Синягин И. И. Площади питания растений. – М. : Россельхозиздат, 1975. – С. 233–241.
- Технология возделывания гречихи : рекомендации / сост. А. И. Емеличев, Ю. Ф. Курдюков, Н. В. Михайлин. – Саратов : Изд-во СГАУ им. Н. И. Вавилова, 1999. – 16 с.
- Повышение уровня адаптивности и экологической направленности земледелия в агроландшафтах Поволжья / А. И. Шабаев, И. Ф. Медведев, В. А. Гусев [и др.] // Повышение эффективности использования агробиоклиматического потенциала юго-восточной зоны России : сб. науч. трудов. – Саратов : Сателлит, 2005. – С. 221–237.