Продуктивность зернотравяных севооборотов с различным соотношением люцерны и озимой пшеницы в условиях Западного Прикаспия

УДК 633.11:633.313:631.874

Продуктивность зернотравяных севооборотов с различным соотношением люцерны и озимой пшеницы в условиях Западного Прикаспия

Гусейнов А. А., кандидат сельскохозяйственных наук

ФГБОУ ВО «Дагестанский государственный аграрный университет им. М. М. Джамбулатова»

367032, Россия, г. Махачкала, ул. М. Гаджиева, д. 180

E-mail: arsmurat@yandex.ru

Исследования проведены в 2011–2019 годах на светло-каштановой почве ООО «Вымпел-2002» в Хасавюртовском районе Республики Дагестан. Исследовали три севооборота: монокультуру люцерны и постоянное чередование озимой пшеницы с пожнивным естественным фитоценозом (ПЕФ). Доля в них люцерны составила 0, 25, 50, 75 и 100%, озимой пшеницы с последующим формированием ПЕФ — 100, 75, 50, 25 и 0%. Исследования проводились с целью определения продуктивности зернотравяных севооборотов с различной степенью насыщения люцерной и озимой пшеницей с ПЕФ в условиях Западного Прикаспия. Основным условием достижения высокой продуктивности севооборотов явилось соотношение между исследуемыми культурами в структуре посевных площадей Максимальная урожайность сена люцерны — 21,03 т/га — в зернотравяном севообороте обеспечивалась при трёхлетнем сроке использования, при двух- и четырёхлетнем использовании продуктивность её снижалась соответственно на 17,7 и 12,9%. Больше кормовых единиц по сравнению с контролем получено только в севообороте с выводным полем люцерны и при ежегодном чередовании озимой пшеницы с ПЕФ — соответственно на 44,2 и 12,9%, сбор переваримого протеина — в том же севообороте с выводным полем люцерны — на 47,2%. Монокультура люцерны и озимой пшеницы с ПЕФ дали минимальный выход протеина — меньше контроля соответственно на 75,8 и 78,2%. Только один севооборот с выводным полем люцерны обеспечил выход кормопротеиновых единиц с 1 га севооборотной площади на 44,6% больше по сравнению с контролем. Введение четырёхпольных зернотравяных севооборотов с выводным полем люцерны на 25% площади и озимой пшеницы с ПЕФ на зелёное удобрение на остальной части перспективно на сельскохозяйственных предприятиях с небольшим набором культур и ограниченными возможностями для приобретения разнообразных сельскохозяйственных машин и орудий.

Ключевые слова: люцерна, озимая пшеница, ПЕФ, возраст люцерны, выводное поле люцерны, продуктивность севооборотов, кормовые единицы, переваримый протеин.

В условиях Западного Прикаспия ведущей зерновой культурой является озимая пшеница, которая в структуре посевных площадей занимает 60–70%. Это вызывают определённые трудности с размещением этой культуры в севооборотах, поскольку, согласно существующим рекомендациям, её можно высевать на одном и том же поле 2 года подряд, а из-за отсутствия лучших предшественников, кроме люцерны, приходится прибегать к трёх-пятилетним повторным посевам. Вследствие этого повышается засорённость посевов, поражённость растений корневыми гнилями, соответственно, снижается и урожайность (Власова, 2014; Гасанов, 2008; Гасанов, Арсланов, 2017).

Многочисленными исследованиями установлено, что повышению плодородия почвы, росту урожайности зерновых культур и продуктивности севооборотов способствует биологизация севооборотов с использованием многолетних трав и сидеральных культур. Для Амурской области, по данным А. Н. Гайдученко, В. Т. Синеговской, М. В. Толмачёва (2015), лучше всего подходит четырёхпольный севооборот с соей и зерновыми культурами по 50% и пожнивным возделыванием после уборки зерновых соево-овсяной массы на зелёное удобрение. Г. Н. Черкасов и А. С. Акименко (2016; 2017), указывая на необходимость обязательного размещения озимых зерновых после надёжных предшественников, считают «весьма значимыми факторы биологизации с применением сидерата, высокая эффективность которого связана как с большим количеством легкоразлагаемого органического вещества, так и с сокращением непроизводительных потерь воды и углерода в паровом поле». По данным Н. В. Шрамко, Г. В. Вихоревой (2016), в условиях Ивановской области одним из факторов положительного баланса органического вещества считают зелёную массу поукосных культур, используемых как зелёное удобрение.

Результаты проведённых в последние 10–12 лет в Западном Прикаспии исследований показали, что роль сидеральной культуры может выполнить ПЕФ, сформированный с помощью провокации прорастания сорняков в пожнивный период после уборки озимой пшеницы. Запашка полученной массы ПЕФ в качестве зелёного удобрения позволяет существенно улучшить фитосанитарное состояние почвы и посевов озимой пшеницы, обогатить почву органической массой, питательными элементами и повысить урожайность ведущей зерновой культуры (Пакина и др., 2021; Пакина, Гасанов, 2021). ПЕФ на зелёное удобрение рассматривается ими как один из лучших предшественников озимой пшеницы, уступающий в этом качестве только люцерне.

Но при обычном чередовании культур под люцерну в севообороте надо выделить два-четыре поля, а озимую пшеницу после неё можно разместить только на одном из них. Увеличение продолжительности использования при одновременном сохранении высокой массовой доли озимой пшеницы приводит к увеличению полей севооборота, необходимости использования заведомо нелучших предшественников (кукурузы на зерно, подсолнечника на семена) и снижению её урожайности.

В аграрной науке остаётся недостаточно изученным вопрос об использовании выводных полей люцерны в севооборотах. Наличие такого поля позволило бы добиться рационального размещения озимой пшеницы по двум лучшим предшественникам (люцерне на сено и ПЕФ на зелёное удобрение) и существенно повысить урожайность ведущей зерновой культуры. При этом можно было бы обойтись без увеличения количества полей севооборота и размещения озимой пшеницы по заведомо худшим предшественникам.

Цель исследования — определить продуктивность зернотравяного севооборота с различной степенью насыщения озимой пшеницей с ПЕФ и люцерной в условиях Западного Прикаспия.

Методика исследований. Исследования проведены на экспериментальном участке в «ООО Вымпел-2002» в Хасавюртовском районе Республики Дагестана на светло-каштановой тяжелосуглинистой почве. В пахотном слое содержится гумуса 2,77%; Р₂О₅ — 22,1 мг/кг и К₂О — 328 мг/кг почвы, плотность — 1,24 г/см³, наименьшая влагоёмкость увлажняемого при поливах слоя 0–0,6 м — 29,2%.

Исследовали монокультуру люцерны и сочетания «озимая пшеница +ПЕФ», а также три севооборота с долей люцерны 25, 50 и 75%, озимой пшеницы + ПЕФ — 75, 50 и 25%. Схема полевого опыта указана в табл. 1.

Площадь опытной делянки — 108 м², учётной — 100 м², повторность четырёхкратная. Размещение делянок в пределах повторностей рендомизированное.

1. Соотношение люцерны и озимой пшеницы с ПЕФ в зернотравяных севооборотах и при монокультуре люцерны и озимой пшеницы с ПЕФ, % (2011–2017 гг.)

При проведении исследований пользовались существующими методическими пособиями (Федин, 1985; Методические указания ВНИИК по проведению полевых опытов с кормовыми культурами, 1987), статистическую обработку результатов исследований проводили по Б. А. Доспехову (1985), использовали также компьютерную программу Microsoft Excel.

Под ПЕФ обработку почвы не проводили, поле поливали сразу же после уборки озимой пшеницы, используя имеющуюся оросительную сеть. Перед поливом вносили N₃₀. Зелёную массу ПЕФ в первой декаде сентября измельчали тяжёлыми дисковыми боронами и запахивали. Под люцерну и озимую пшеницу вспашку проводили в этой же декаде сентября плугом ПЛН-4-35 на глубину 20–22 см, выравнивали поверхность почвы выравнивателем МВ-6, влагозарядковый полив проводили из расчёта увлажнения почвы на глубину до 0,6 м, поливали вручную по полосам. Такой же способ использовали при вегетационных поливах культур севооборота, которые проводились при нижнем пороге влажности почвы 70–75% НВ. Предпосевную обработку почвы проводили зубовыми боронами БЗСТ-1 после наступления физической спелости почвы в слое 0–10 см. Под озимую пшеницу суперфосфат вносили под вспашку (Р₄₀), при посеве — Р₁₀, аммиачную селитру — под предпосевную обработку (N₃₀), столько же вносили в подкормку в фазе кущения весной. Под люцерну первого года вносили Р₁₅₀, при посеве — Р₁₀. Калийные удобрения не применяли, они не рекомендованы агроправилами из-за достаточного количества обменной формы калия в почвах. Посев озимой пшеницы проводили в первой декаде октября (сорт Гром) нормой 5 млн всхожих семян на 1 га, люцерны (синегибридной) — в первой декаде марта нормой 7,5 млн шт./га. В остальном технология выращивания культур соответствовала зональным рекомендациям.

Результаты исследований. В рассматриваемых зернотравяных севооборотах урожайность люцерны зависела от продолжительности её жизни и использования. Максимальная урожайность сена достигалась при трёхлетнем сроке использования люцерны — 21,03 т/га сена (севооборот 4). Четырёхлетний (монокультура и севооборот 2 с выводным полем люцерны) и двухлетний (севооборот 4) сроки уступали по урожайности лучшему сроку использования соответственно на 17,7 и 12,9% (рис.).

Рис. Влияние возраста люцерны на урожайность сена, т/га (2013–2018 гг.)

На пятый и шестой годы снижение урожайности люцерны было более существенным — на 33,2 и 58,3%.

Трёх- и четырёхлетняя люцерна накапливала в почве соответственно на 1,02 и 0,90 т/га больше пожнивных и на 0,61 и 1,33 т/га корневых остатков, чем двухлетняя (соответственно 1,92 и 6,78 т/га), обогащая её органическим веществом и питательными элементами. Поэтому урожайность следующих за нею ПЕФ и озимой пшеницы была выше, чем после двухлетней. По пласту последней урожайность озимой пшеницы была ниже на 8,9 и 13,3%, чем по двух- и трёхлетней люцерне, ПЕФ — на 6,9 и 11,7% соответственно.

Наибольшее количество фитомассы с 1 га севооборотной площади — 97,37 т/га — получено при четырёхлетнем использовании люцерны в выводном поле (25% площади), а остальная площадь использовалась для выращивания озимой пшеницы с ежегодным чередованием её с ПЕФ на зелёное удобрение (табл. 2). Прибавка произведённой фитомассы по отношению к монокультуре люцерны составила 27,7%. Соответственно на 3,2 и 5,4% уступали лучшему варианту севообороты, где обе эти группы культур занимали по 50% площади и с 75% люцерны и 25% озимой пшеницы на зерно с последующим формированием ПЕФ на зелёное удобрение (севообороты 3 и 2). Севооборот без люцерны (№ 5) снижал производство фитомассы по отношению к лучшему севообороту с выводным полем люцерны на 20,3%.

2. Накопление растительной массы в севооборотах с различной степенью насыщения полевыми культурами, т/га (2014-2019 гг.)

Примечание: * — соотношение люцерны – озимой пшеницы – ПЕФ; ** — 1 — люцерна, 2 — озимая пшеница, 3 — ПЕФ.

Следовательно, монокультура люцерны и увеличение площади под нею в севооборотах до 75% за счёт снижения доли озимой пшеницы с ПЕФ способствовало уменьшению (по сравнению с контролем) производимой растительной продукции. Полное исключение люцерны из зернотравяных севооборотов тоже недопустимо, поскольку и в этом случае производство её снижалось (хотя на меньшую величину, чем при более высокой степени насыщения люцерной).

Важным в рассматриваемом аспекте является вопрос о количестве растительной массы, остающейся в почве после уборки урожая, поскольку только она является резервом увеличения питательных элементов в почве (не считая внесения удобрений). В наших исследованиях максимальное количество не отчуждаемой из почвы продукции получено в тех же севооборотах, в которых накапливалось больше всей растительной продукции: в севообороте с выводным полем люцерны и тремя полями озимой пшеницы с ПЕФ на зелёное удобрение — 30,17 т/га или больше, чем в севообороте со 100% насыщением люцерной на 44,8%.

Основным условием достижения высокой продуктивности исследуемых севооборотов явилось соотношение между люцерной и озимой пшеницей с ПЕФ на зелёное удобрение в структуре посевных площадей (табл. 3).

Больше кормовых единиц соответственно на 44,2 и 12,9% по сравнению с контролем получено только в севообороте с выводным полем люцерны (севооборот 4) и при ежегодном чередовании озимой пшеницы с ПЕФ. По сбору переваримого протеина превысил контроль тот же севооборот с выводным полем люцерны — на 47,2%. Монокультура люцерны и озимой пшеницы с ПЕФ дали минимальный его выход (уступили контролю соответственно на 75,8 и 78,2%). Обобщающим показателем кормовой ценности севооборотов является выход кормопротеиновых единиц с 1 га севооборотной площади. Только один севооборот (с выводным полем люцерны) обеспечил больший их сбор (на 44,6%) с единицы площади по сравнению с контролем.

3. Влияние соотношения культур в севообороте на продуктивность зернотравяных севооборотов

Примечание: * — соотношение люцерны – озимой пшеницы – ПЕФ; ** — 1 — люцерна, 2 — озимая пшеница, 3 — ПЕФ.

Заключение. 1. Максимальная урожайность сена — 21,03 т/га — в зернотравяном севообороте обеспечивала люцерна трёх лет жизни (и использования), во втором и четвёртом годах продуктивность её снижалась соответственно на 17,7 и 12,9%.

2. Наиболее эффективным по своему влиянию на урожайность озимой пшеницы и ПЕФ является люцерна четырёхлетнего использования. Такая продолжительность её использования без увеличения количества полей и включения заведомо неудовлетворительных предшественников в зернотравяные севообороты возможна при введении выводного поля люцерны с четырёхлетним сроком использования. Введение этого севооборота обеспечивает максимальный выход кормовых, кормопротеиновых единиц и переваримого протеина с 1 га севооборотной площади.

3. Введение четырёхпольных зернотравяных севооборотов с выводным полем люцерны на 25% площади и озимой пшеницы с ПЕФ на зелёное удобрение на остальной её части перспективно на сельскохозяйственных предприятиях с небольшим количеством выращиваемых культур и ограниченными возможностями для приобретения большого набора сельскохозяйственных машин и орудий.

Литература

1. Власова О. И. Плодородие чернозёмных почв и приёмы его воспроизводства в условиях Центрального Предкавказья: монография / О. И. Власова. — Ставрополь: Агрус, 2014. — 308 с.

2. Гасанов Г. Н. Системы земледелия: учебное пособие для сельскохозяйственных учебных заведений / Г. Н. Гасанов. — Махачкала: Дагестанская госсельхозакадемия, 2008. — 155 с.

3. Гасанов Г. Н. О системах содержания почв в ирригационных агроландшафтах и их классификации / Г. Н. Гасанов, М. А. Арсланов // Земледелие. — 2017. — № 1. — С.21–24.

4. Гайдученко А. Н. Возделывание полевых культур в короткоротационных универсальных севооборотах в Амурской области / А. Н. Гайдученко, В. Т. Синеговская, М. В. Толмачёв // Земледелие. — 2015. — № 5. — С.3–5.

5. Доспехов Б. А. Методика полевого опыта / Б. А. Доспехов. — М.: Колос, 1985. — 416 с.

6. Методические указания по проведению полевых опытов с кормовыми культурами. — М.: ВНИИК, 1987. — 198 с.

7. Пожнивной фитоценоз как предшественник озимой пшеницы в районах орошаемого земледелия Дагестана / Е. Н. Пакина, Г. Н. Гасанов, Т. А. Асварова, К. М. Гаджиев, Р. Р. Баширов // Проблемы развития АПК региона. — 2021. — № 4 (44). — С.30–36.

8. Пакина Е. Н. Фотосинтетическая деятельность посевов и урожайность озимой пшеницы в зависимости от предшественников в Западном Прикаспии / Е. Н. Пакина, Г. Н. Гасанов // Проблемы развития АПК региона. — 2021. — № 4 (44). — С.14–19.

9. Пенчуков В. М. Биологизированные севообороты — эффективный путь сохранения плодородия почвы и повышения урожайности сельскохозяйственных культур / В. М. Пенчуков, В. М. Передериева, О. И. Власова // Вестник АПК Ставрополья. — 2012. — № 4. — С.114–117.

10. Федин М. А. Методика государственной комиссии по сортоиспытанию сельскохозяйственных культур. — М.: Колос, 1985. — 239 с.

11. Черкасов Г. Н. Совершенствование севооборотов и структуры посевных площадей для хозяйств различной специализации Центрального Черноземья / Г. Н. Черкасов, А. С. Акименко // Земледелие. — 2016. — № 5. — С.8–11.

12. Черкасов Г. Н. Основы модернизации севооборотов и формирования их систем в соответствии со специализацией хозяйств Центрального Черноземья / Г. Н. Черкасов, А. С. Акименко // Земледелие. — 2017. — № 4. — С.3–5.

13. Шрамко Н. В. Роль биологизированных севооборотов в изменении содержания гумуса в дерново-подзолистых почвах Верхневолжья / Н. В. Шрамко, Г. В. Вихорева //Земледелие. — 2016. — № 1. — С.14–16.

Productivity of grain crop-grass rotations with different proportions of alfalfa and winter wheat in the Western Caspian region

Guseynov A. A., PhD Agr. Sc.

Dagestan State Agrarian University n. a. M. M. Dzhambulatov

367032, Russia, Makhachkala, M. Gadzhieva str., 180

E-mail: arsmurat@yandex.ru

The investigation took place at the OOO “Vympel-2002” of the Khasavyurt region on light-chestnut soil in 2011–2019. Three crop rotations were analyzed: alfalfa monoculture as well as regular winter wheat and post-harvest natural phytocenosis rotations. The proportion of alfalfa amounted to 0, 25, 50, 75 and 100%, winter wheat followed by post-harvest natural phytocenosis formation — 100, 75, 50, 25 and 0%. The aim was to analyze the productivity of grain crop-grass rotations with different proportions of alfalfa and winter wheat with post-harvest natural phytocenosis in the Western Caspian region. High productivity was significantly affected by the ratios between the crops studied. The highest alfalfa productivity of hay — 21.03 t ha^-1 — in grain-crop-grass rotations was achieved by three-year crop cultivation. Cultivation alfalfa for two and four years decreased its productivity by 17.7 and 12.9%, respectively. Alfalfa emergency field as well as annual winter wheat rotation with post-harvest natural phytocenosis provided the increase in feed units of 44.2 and 12.9%, respectively. Also, alfalfa emergency field yielded 47.2% more digestible protein. Cultivating alfalfa as monoculture and winter wheat with post-harvest natural phytocenosis decreased protein yields by 75.8 and 78.2%, respectively. Only one alfalfa rotation at the emergency field gave the increase of feed-protein units of 44.6% per 1 ha. Four-field grain crop-grass rotations with the 25% emergency field area for alfalfa and winter wheat with post-harvest natural phytocenosis can be recommended for use at farms with limited crop number and equipment.

Keywords: alfalfa, winter wheat, post-harvest natural phytocenosis, alfalfa age, alfalfa emergency field, crop rotation, productivity, feed unit, digestible protein.

References

1. Vlasova O. I. Plodorodie chernozemnykh pochv i priemy ego vosproizvodstva v usloviyakh Tsentralnogo Predkavkazya: monografiya / O. I. Vlasova. — Stavropol: Agrus, 2014. — 308 p.

2. Gasanov G. N. Sistemy zemledeliya: uchebnoe posobie dlya selskokhozyaystvennykh uchebnykh zavedeniy / G. N. Gasanov. — Makhachkala: Dagestanskaya gosselkhozakademiya, 2008. — 155 p.

3. Gasanov G. N. O sistemakh soderzhaniya pochv v irrigatsionnykh agrolandshaftakh i ikh klassifikatsii / G. N. Gasanov, M. A. Arslanov // Zemledelie. — 2017. — No. 1. — P.21–24.

4. Gayduchenko A. N. Vozdelyvanie polevykh kultur v korotkorotatsionnykh universalnykh sevooborotakh v Amurskoy oblasti / A. N. Gayduchenko, V. T. Sinegovskaya, M. V. Tolmachev // Zemledelie. — 2015. — No. 5. — P.3–5.

5. Dospekhov B. A. Metodika polevogo opyta / B. A. Dospekhov. — Moscow: Kolos, 1985. — 416 p.

6. Metodicheskie ukazaniya po provedeniyu polevykh opytov s kormovymi kulturami. — Moscow: VNIIK, 1987. — 198 p.

7. Pozhnivnoy fitotsenoz kak predshestvennik ozimoy pshenitsy v rayonakh oroshaemogo zemledeliya Dagestana / E. N. Pakina, G. N. Gasanov, T. A. Asvarova, K. M. Gadzhiev, R. R. Bashirov // Problemy razvitiya APK regiona. — 2021. — No. 4 (44). — P.30–36.

8. Pakina E. N. Fotosinteticheskaya deyatelnost posevov i urozhaynost ozimoy pshenitsy v zavisimosti ot predshestvennikov v Zapadnom Prikaspii / E. N. Pakina, G. N. Gasanov // Problemy razvitiya APK regiona. — 2021. — No. 4 (44). — P.14–19.

9. Penchukov V. M. Biologizirovannye sevooboroty — effektivnyy put sokhraneniya plodorodiya pochvy i povysheniya urozhaynosti selskokhozyaystvennykh kultur / V. M. Penchukov, V. M. Perederieva, O. I. Vlasova // Vestnik APK Stavropolya. — 2012. — No. 4. — P.114–117.

10. Fedin M. A. Metodika gosudarstvennoy komissii po sortoispytaniyu selskokhozyaystvennykh kultur. — Moscow: Kolos, 1985. — 239 p.

11. Cherkasov G. N. Sovershenstvovanie sevooborotov i struktury posevnykh ploshchadey dlya khozyaystv razlichnoy spetsializatsii Tsentralnogo Chernozemya / G. N. Cherkasov, A. S. Akimenko // Zemledelie. — 2016. — No. 5. — P.8–11.

12. Cherkasov G. N. Osnovy modernizatsii sevooborotov i formirovaniya ikh sistem v sootvetstvii so spetsializatsiey khozyaystv Tsentralnogo Chernozemya / G. N. Cherkasov, A. S. Akimenko // Zemledelie. — 2017. — No. 4. — P.3–5.

13. Shramko N. V. Rol biologizirovannykh sevooborotov v izmenenii soderzhaniya gumusa v dernovo-podzolistykh pochvakh Verkhnevolzhya / N. V. Shramko, G. V. Vikhoreva //Zemledelie. — 2016. — No. 1. — P.14–16.