Влажность почвы и урожайность гибридов подсолнечника при различных способах основной обработки тёмно-каштановой почвы

УДК 631.51:633.854.78

Влажность почвы и урожайность гибридов подсолнечника при различных способах основной обработки тёмно-каштановой почвы

Солодовников А. П., доктор сельскохозяйственных наук

Субботин А. Г., кандидат сельскохозяйственных наук

Гусева Ю. А., доктор сельскохозяйственных наук

ФГБОУ ВО «Саратовский ГАУ им. Н. И. Вавилова»

410012, Россия, г. Саратов, Театральная пл., д. 1

E-mail: solodovnikov-sgau@yandex.ru

Исследования проводились на опытном поле УНПО «Поволжье» Саратовского ГАУ в 2018–2020 годах. В засушливых условиях Саратовского Заволжья запасы влаги в почве, обеспеченные осенне-зимними осадками, определяют начальный этап развития подсолнечника. Достаточные влагозапасы в верхнем горизонте почвы перед посевом подсолнечника определяют дружные и равномерные всходы. С целью изучения влияния различных способов основной обработки почвы на водопроницаемость, влажность почвы и урожайность шести гибридов подсолнечника из разных групп спелости в условиях Саратовского Заволжья был заложен двухфакторный опыт: фактор А — способы основной обработки почвы, фактор В — гибриды подсолнечника из разных групп спелости. В результате трёхлетних наблюдений установлено, что в тёмно-каштановой почве перед посевом подсолнечника максимальные значения влажности почвы в горизонте 50–100 см формировались при глубоком безотвальном рыхлении — 14,0–17,3%, что было больше контроля на 0,2–0,6%, а минимальной обработки — на 0,7–2,0%. Повышенная водопроницаемость сформировалась при отвальной и глубокой безотвальной обработках, где в первый час наблюдения она была равна 132,8 и 110,8 мм/ч, что превышало минимальную обработку на 39 и 27%. Уменьшение глубины основной обработки почвы создавало менее благоприятные условия для формирования урожайности подсолнечника. В среднем при минимальной обработке урожайность гибридов снижалась относительно вспашки на 42,1%, а относительно безотвальной обработки — на 45,5%. Глубокое безотвальное рыхление почвы увеличивало урожайность маслосемян подсолнечника на 6,3%. Наиболее урожайными гибридами подсолнечника для Саратовского Заволжья являются Светоч (1,42 т/га), ЕС Генералис СЛ (1,31 т/га), ЕС Каприс СЛП (1,29 т/га).

Ключевые слова: гибриды подсолнечника, влажность и водопроницаемость почвы, отвальная, безотвальная, минимальная обработка почвы, погодные условия.

Из масличных культур наибольшей популярностью среди товаропроизводителей сельскохозяйственной продукции пользуется подсолнечник, т.к. имеет высокую пищевую ценность и стабильную закупочную цену на маслосемена. Данная культура в Поволжском регионе занимает от 14 до 20% обрабатываемых сельскохозяйственных площадей, обеспечивая высокий уровень рентабельности производства (Коржов, Трофимова и др., 2018; Горянин, Горянина, 2018; Горянин, Джангабаев, 2019).

Увеличение посевных площадей под подсолнечником приводит к напряжённости экологической обстановки в сельскохозяйственной отрасли, ухудшению фитосанитарного состояния посевов (Котлярова, Титовская, 2020; Кукин, 1982), снижению агрофизических факторов плодородия и уменьшению продуктивных запасов влаги в севообороте (Котлярова, Рязанов, 2019; Котлярова, Титовская, 2020; Рязанов, Котлярова, 2019; Солодовников, Жужукин и др., 2020). Кроме того, данная культура относится к высокотребовательным растениям по отношению к органическим и минеральным удобрениям (Ващенко, Каменев и др., 2020; Плескачёв, Семина и др., 2018; Рязанов, Котлярова, 2019; Субботин, Дружкин и др., 2020).

Поэтому в условиях увеличения аридности климата в Заволжье (Горянин, 2018) нужны исследования по установлению наиболее рациональной основной обработки почвы под подсолнечник, которая позволяет больше накапливать и более рационально использовать почвенную влагу. Подбор высокопродуктивных засухоустойчивых гибридов подсолнечника обеспечит возможность получать в Поволжье стабильные валовые сборы без увеличения посевных площадей под данной культурой.

Методика исследований. Исследования проводились на опытном поле УНПО «Поволжье» Саратовского ГАУ в 2018–2020 годах. Почва опытного участка тёмно-каштановая, среднесуглинистая по гранулометрическому составу, содержание гумуса — 2,9%. Наименьшая влагоёмкость в слое 0–30 см — 24,3% от массы абсолютно сухой почвы, в слое 0–100 см — 22,1%. Плотность сложения почвы пахотного слоя — 1,24 г/см³, метрового — 1,37 г/см³. Содержание доступного фосфора (29,7 мг/кг почвы) и калия (294 мг/кг) среднее (по Мачигину), рH_вод — 7,1.

С целью изучения влияния различных способов основной обработки почвы на водопроницаемость, влажность почвы и урожайность шести гибридов подсолнечника из разных групп спелости в Саратовском Заволжье был заложен двухфакторный опыт.

Фактор А — способы основной обработки почвы:

1. отвальная обработка плугом ПЛН-8-35 на глубину 23–25 см (контроль 1);

2. безотвальная обработка глубокорыхлителем SSD-4 на глубину 30–32 см;

3. минимальная обработка дискатором БДМ 7×3 на глубину 10–12 см.

Фактор В — гибриды подсолнечника из разных групп спелости:

1. раннеспелые Светлана (контроль 2), Светоч;
2. среднеранние Вулкан, ЕС Янис;
3. среднеспелые ЕС Каприс СЛП, ЕС Генералис СЛ.

Площадь делянок по фактору А: общая — 1500 м², учётная — 1000 м²; по фактору В: общая — 60 м², учётная — 40 м². Повторность трёхкратная. Расположение делянок рендомизированное.

Подсолнечник возделывался в семипольном зернопаропропашном севообороте, предшественник — ячмень. Под предпосевную культивацию вносили 100 кг/га азофоски (N₁₆P₁₆K₁₆).

Влажность почвы определялась термостатно-весовым методом (ГОСТ 28268-89).

Для определения водопроницаемости на поверхность почвы в естественных условиях по вариантам основной обработки устанавливали и слегка углубляли невысокий цилиндр, затем его заливали водой и проводили учёт количества воды, впитавшейся в почву за определённый промежуток времени (Шеин, Гончаров, 2006).

Результаты исследований. В засушливых условиях Саратовского Заволжья запасы влаги в почве, обеспеченные осенне-зимними осадками, определяют начальный этап развития подсолнечника. Достаточные влагозапасы в верхнем горизонте почвы перед посевом подсолнечника определяют дружные и равномерные всходы. Трёхлетние исследования показывают, что в слое почвы 0–50 см по вариантам основной обработки почвы перед посевом подсолнечника формировались примерно одинаковые запасы влаги. Большее влияние на влажность почвы оказывали условия года. Так, в 2020 году она составляла 16,2–16,4%, а в 2019 году — 17,4–18,3% (табл. 1).

1. Влажность почвы по фактору А, % от массы абсолютно сухой почвы

Подсолнечник до образования корзинки удовлетворяет потребность в воде за счёт почвенной влаги в верхнем слое (0–50 см). После образования корзинки определяющим источником обеспечения гибридов подсолнечника влагой является слой почвы 50–130 см (Морозов, 1953). Способы и глубина основной обработки почвы оказали влияние на накопление влаги в нижнем горизонте. Максимальные значения влажности почвы в горизонте 50–100 см формировались при глубоком безотвальном рыхлении — 14,0–17,3%, что было больше контроля на 0,2–0,6%, а минимальной обработки — на 0,7–2,0%. К началу цветения гибридов подсолнечника влажность почвы по вариантам опыта сглаживалась.

Запасы влаги в почве, особенно во втором полуметровом слое, определяются плотностью и водопроницаемостью почвы. В среднем за 2018–2020 годы хорошая водопроницаемость отмечалась при отвальной и глубокой безотвальной обработках, где в первый час наблюдения она составляла 132,8 и 110,8 мм/ч, что превышало минимальную обработку на 51,7 и 29,7 мм/ч, или на 39 и 27% соответственно вариантам опыта (табл. 2).

Урожайность гибридов подсолнечника определяется не только запасами влаги в почве нижних горизонтов, но количеством осадков в период вегетации и температурой воздуха во время цветения. При недостатке водоснабжения растений подсолнечника, высокой температуре воздуха и низкой относительной влажности нарушается опыление цветков, что приводит к пустозёрности центральной части корзинки (Горянин, Джангабаев и др., 2019; Морозов, 1953).

2. Водопроницаемость почвы перед посевом гибридов подсолнечника, мм/ч

В период цветения подсолнечника максимальная температура воздуха в июле отмечалась в 2020 году (26,0°С) с минимальным количеством осадков (8,3 мм), что оказало негативное влияние на урожайность. Более благоприятные погодные условия в фенологическую фазу цветения складывались в 2019 году: средняя температура воздуха июля составила 23,6°С, осадков выпало 33,4 мм (табл. 3).

3. Погодные условия в период вегетации гибридов подсолнечника

Комплексное изучение влияния обработки почвы на водный режим и оценка гибридов на засухоустойчивость позволят скорректировать для сельского хозяйства Саратовского Заволжья ассортимент высокопродуктивных гибридов и оптимизировать основную обработку почвы.

В 2018 и 2020 годах максимальная урожайность изучаемых гибридов подсолнечника формировалась при глубоком безотвальном рыхлении, что связано с бŏльшим накоплением влаги в нижних горизонтах почвы в данном варианте. Наибольшая урожайность маслосемян подсолнечника в 2019 году объясняется хорошими влагозапасами в почве, особенно в слое 50–100 см, а также более благоприятными погодными условиями в фазу цветения подсолнечника (табл. 4).

4. Урожайность гибридов подсолнечника на тёмно-каштановой почве по вариантам опыта

В среднем за 3 года по фактору А хорошая урожайность маслосемян подсолнечника формировалась при безотвальной глубокой обработке — 1,34 т/га и при отвальной обработке — 1,26 т/га.

Существенное снижение урожайности маслосемян подсолнечника отмечено при минимальной обработке (на глубину 10–12 см) — 0,73 т/га, что меньше контроля 1 на 42,1%, а безотвальной обработки — на 45,5 %.

Анализ урожайности гибридов подсолнечника из разных групп спелости показывает, что наиболее продуктивным для условий Саратовского Заволжья является раннеспелый гибрид Светоч со средней урожайностью 1,42 т/га, что больше, чем у гибрида Светлана, на 0,54 т/га, или на 61%.

Хорошую урожайность маслосемян показали среднеспелые гибриды подсолнечника ЕС Каприс СЛП и ЕС Генералис СЛ — 1,29 и 1, 31 т/га соответственно, что превышало гибрид Светоч на 0,41 и 0,43 т/га.

Минимальная урожайность маслосемян подсолнечника была получена при возделывании среднераннего гибрида Вулкан — 0,70 т/га.

Заключение. На тёмно-каштановой почве перед посевом подсолнечника максимальные значения влажности почвы в горизонте 50–100 см формировались при глубоком безотвальном рыхлении — 14,0–17,3%, что было больше контроля на 0,2–0,6%, варианта с минимальной обработкой — на 0,7–2,0%.

Хорошая водопроницаемость формировалась при отвальной и глубокой безотвальной обработках, где в первый час наблюдения она составляла 132,8 и 110,8 мм/ч, что превышало минимальную обработку на 39 и 27%.

Урожайность гибридов подсолнечника определяется не только запасами влаги в нижних горизонтах почвы, но количеством осадков в период вегетации и температурой воздуха во время цветения.

Уменьшение глубины основной обработки почвы создавало менее благоприятные условия для формирования урожайности подсолнечника. В среднем при минимальной обработке урожайность гибридов снижалась относительно вспашки на 42,1%, а относительно безотвальной обработки — на 45,5%.

Наиболее урожайными гибридами подсолнечника для Саратовского Заволжья являются Светоч (1,42 т/га), ЕС Генералис СЛ (1,31 т/га), ЕС Каприс СЛП (1,29 т/га).

Литература

1. Применение минеральных удобрений и бактериальных препаратов под подсолнечник на чернозёме обыкновенном / А. В. Ващенко, Р. А. Каменев, А. П. Солодовников, Е. А. Жук // Аграрный научный журнал. — 2020. — № 1. — С.4–8.
2. Горянин О. И. Возделывание полевых культур в Среднем Заволжье: монография / О. И. Горянин. — Самара, 2018. — 345 с.
3. Горянин О. И. Перспективы возделывания полевых культур в Среднем Заволжье / О. И. Горянин, Т. А. Горянина // Успехи современного естествознания. — 2018. — № 4. — С.49–53.
4. Горянин О. И. Совершенствование производственной системы Expresssun^tm при возделывании подсолнечника в Среднем Заволжье / О. И. Горянин, Б. Ж. Джангабаев // Успехи современного естествознания. — 2019. — № 6. — С.13–17.
5. Качество маслосемян подсолнечника в Среднем Заволжье / О. И. Горянин, Б. Ж. Джангабаев, Е. В. Щербинина, И. Ф. Медведев // Аграрный научный журнал. — 2019. — № 11. — С.4–7.
6. Бинарные посевы подсолнечника с донником и люцерной и их влияние на биогенность почвы / С. И. Коржов, Т. Н. Трофимова, А. П. Солодовников, Н. П. Молчанова // Аграрный научный журнал. — 2018. — № 5. — С.26–30.
7. Котлярова Е. Г. Регулирование водного режима в посевах подсолнечника на северных склонах Среднерусской возвышенности / Е. Г. Котлярова, М. Н. Рязанов // Вестник Мичуринского ГАУ. — 2019. — № 2. — С.31–37.
8. Котлярова Е. Г. Подсолнечник. Интенсификация и адаптация технологии возделывания: монография / Е. Г. Котлярова, Л. С. Титовская. — Белгород: Издательство Белгородского ГАУ, 2020. — 153 с.
9. Кукин В. Ф. Болезни подсолнечника и меры борьбы с ними / В. Ф. Кукин. — М.: Колос, 1982. — 80 с.
10. Морозов В. К. Агробиологические основы возделывания подсолнечника / В. К. Морозов. — Саратовское книжное издательство, 1953. — 216 с.
11. Способы повышения плодородия почвы и урожайности подсолнечника в Нижнем Поволжье / Ю. Н. Плескачёв, Н. И. Семина, Е. Ю. Долгов и др. // Аграрный научный журнал. — 2018. — № 2. — С.28–31.
12. Рязанов М. Н. Продуктивность подсолнечника в зависимости от условий рельефа, обработки почвы и органических удобрений / М. Н. Рязанов, Е. Г. Котлярова // Нива Поволжья. — 2019. — № 2 (51). — С.78–85.
13. Рязанов М. Н. Структура и водопрочность почвенных агрегатов чернозёма типичного под подсолнечником в ландшафтных условиях ЦЧР / М. Н. Рязанов, Е. Г. Котлярова // Инновации в АПК: проблемы и перспективы. — 2019. — № 2 (22). — С.181–192.
14. Отзывчивость гибридов подсолнечника на минимизацию основной обработки почвы в Заволжье / А. П. Солодовников, В. И. Жужукин, А. Г. Субботин и др. // Аграрный научный журнал. — 2020. — № 1. — С.22–27.
15. Урожайность гибридов подсолнечника на различных фонах минерального питания в засушливых условиях Нижнего Поволжья / А. Г. Субботин, А. Ф. Дружкин, А. П. Солодовников и др. // Аграрный научный журнал. — 2020. — № 10. — С.66–70.
16. Шеин Е. П. Агрофизика / Е. П. Шеин, В. М. Гончаров. — Ростов-на-Дону: Феникс, 2006. — 397 с.

Water availability in soil and productivity of sunflower hybrids on dark chestnut soil under various tillage techniques

Solodovnikov A. P., Dr. Agr. Sc.

Subbotin A. G., PhD Agr. Sc.

Guseva Yu. A., Dr. Agr. Sc.

Saratov State Agrarian University n. a. N. I. Vavilov

410012, Russia, Saratov, Teatralnaya square, 1

E-mail: solodovnikov-sgau@yandex.ru

The investigation took place at the UNPO “Povolzhe” of the Saratov State Agrarian University in 2018–2020. Under dry conditions of Saratov Zavolzhye water availability in soil accumulated in autumn-winter determines the initial stage of sunflower growth. Sufficient water content in top soil layer prior to seeding leads to uniform germination. Two-factorial experimental design was used to test the effect of various tillage techniques on water permeability and content as well as productivity of six sunflower hybrids of different maturation rates. Factor A — tillage techniques, factor В — sunflower hybrids. Three-year investigation showed that the highest water content in dark chestnut soil (50–100 cm-layer) was resulted from deep boardless plowing — 14.0–17.3%, exceeding the control by 0.2–0.6%, and minimum tillage — by 0.7–2.0%. The highest water permeability was observed due to moldboard plowing and deep boardless plowing. In the first hour of observation, it amounted to 132.8 and 110.8 mm/h, which exceeded minimum tillage by 39 and 27%. Cultivation of top soil layers provided less favorable condition for sunflower productivity. Minimum tillage decreased hybrid yield by 42.1% compared to moldboard plowing, and 45.5% — versus boardless plowing. Deep boardless plowing improved sunflower productivity by 6.3%. In Saratov Zavolzhye such hybrids as Svetoch (1.42 t ha^-1), ES Generalis SL (1.31 t ha^-1), ES Kapris SLP (1.29 t ha^-1) performed the best.

Keywords: sunflower hybrid, soil water availability, permeability, moldboard plowing, boardless plowing, minimum tillage, weather.

References

1. Primenenie mineralnykh udobreniy i bakterialnykh preparatov pod podsolnechnik na chernozeme obyknovennom / A. V. Vashchenko, R. A. Kamenev, A. P. Solodovnikov, E. A. Zhuk // Agrarnyy nauchnyy zhurnal. — 2020. — No. 1. — P.4–8.

2. Goryanin O. I. Vozdelyvanie polevykh kultur v Srednem Zavolzhe: monografiya / O. I. Goryanin. — Samara, 2018. — 345 p.

3. Goryanin O. I. Perspektivy vozdelyvaniya polevykh kultur v Srednem Zavolzhe / O. I. Goryanin, T. A. Goryanina // Uspekhi sovremennogo estestvoznaniya. — 2018. — No. 4. — P.49–53.

4. Goryanin O. I. Sovershenstvovanie proizvodstvennoy sistemy Expresssuntm pri vozdelyvanii podsolnechnika v Srednem Zavolzhe / O. I. Goryanin, B. Zh. Dzhangabaev // Uspekhi sovremennogo estestvoznaniya. — 2019. — No. 6. — P.13–17.

5. Kachestvo maslosemyan podsolnechnika v Srednem Zavolzhe / O. I. Goryanin, B. Zh. Dzhangabaev, E. V. Shcherbinina, I. F. Medvedev // Agrarnyy nauchnyy zhurnal. — 2019. — No. 11. — P.4–7.

6. Binarnye posevy podsolnechnika s donnikom i lyutsernoy i ikh vliyanie na biogennost pochvy / S. I. Korzhov, T. N. Trofimova, A. P. Solodovnikov, N. P. Molchanova // Agrarnyy nauchnyy zhurnal. — 2018. — No. 5. — P.26–30.

7. Kotlyarova E. G. Regulirovanie vodnogo rezhima v posevakh podsolnechnika na severnykh sklonakh Srednerusskoy vozvyshennosti / E. G. Kotlyarova, M. N. Ryazanov // Vestnik Michurinskogo GAU. — 2019. — No. 2. — P.31–37.

8. Kotlyarova E. G. Podsolnechnik. Intensifikatsiya i adaptatsiya tekhnologii vozdelyvaniya: monografiya / E. G. Kotlyarova, L. S. Titovskaya. — Belgorod: Izdatelstvo Belgorodskogo GAU, 2020. — 153 p.

9. Kukin V. F. Bolezni podsolnechnika i mery borby s nimi / V. F. Kukin. — Moscow: Kolos, 1982. — 80 p.

10. Morozov V. K. Agrobiologicheskie osnovy vozdelyvaniya podsolnechnika / V. K. Morozov. — Saratovskoe knizhnoe izdatelstvo, 1953. — 216 p.

11. Sposoby povysheniya plodorodiya pochvy i urozhaynosti podsolnechnika v Nizhnem Povolzhe / Yu. N. Pleskachev, N. I. Semina, E. Yu. Dolgov et al. // Agrarnyy nauchnyy zhurnal. — 2018. — No. 2. — P.28–31.

12. Ryazanov M. N. Produktivnost podsolnechnika v zavisimosti ot usloviy relefa, obrabotki pochvy i organicheskikh udobreniy / M. N. Ryazanov, E. G. Kotlyarova // Niva Povolzhya. — 2019. — No. 2 (51). — P.78–85.

13. Ryazanov M. N. Struktura i vodoprochnost pochvennykh agregatov chernozema tipichnogo pod podsolnechnikom v landshaftnykh usloviyakh TsChR / M. N. Ryazanov, E. G. Kotlyarova // Innovatsii v APK: problemy i perspektivy. — 2019. — No. 2 (22). — P.181–192.

14. Otzyvchivost gibridov podsolnechnika na minimizatsiyu osnovnoy obrabotki pochvy v Zavolzhe / A. P. Solodovnikov, V. I. Zhuzhukin, A. G. Subbotin et al. // Agrarnyy nauchnyy zhurnal. — 2020. — No. 1. — P.22–27.

15. Urozhaynost gibridov podsolnechnika na razlichnykh fonakh mineralnogo pitaniya v zasushlivykh usloviyakh Nizhnego Povolzhya / A. G. Subbotin, A. F. Druzhkin, A. P. Solodovnikov et al. // Agrarnyy nauchnyy zhurnal. — 2020. — No. 10. — P.66–70.

16. Shein E. P. Agrofizika / E. P. Shein, V. M. Goncharov. — Rostov-na-Donu: Feniks, 2006. — 397 p.