Optimization of basic tillage techniques on the slope landscapes in the Chechen Republic

Full Text

Введение

Основная обработка почвы — одно из главных звеньев в технологиях возделывания полевых культур — служит важным элементом в создании оптимальных условий развития растений и рациональном трансфере почвенной влаги и питательных веществ от корневой системы к наземным вегетативным и генеративным органам [1–3].

Исследованиями доказано:

• приемы основной обработки почвы необходимо адаптировать к местным почвенно-климатическим условиям, и они должны соответствовать типу почв, рельефу местности, особенностям выращиваемых культур, системе удобрений, степени засоренности почвенных участков [4, 5];
• на богарных участках засушливых регионов Северного Кавказа основная обработка должна быть, в первую очередь, влагосберегающей [6–8];
• основная обработка почвы должна вестись простым, доступным и дешевым приемом, при этом существенно способствовать улучшению условий произрастания возделываемых растений [9–12].

В связи с большой значимостью обработки почвы для формирования продуктивности агрофитоценозов в целом и для каждой возделываемой культуры в отдельности, а также малочисленностью таких опытов на склоновых ландшафтах Чеченской Республики, возникла необходимость проведения исследований с различными вариантами основной обработки почвы в границах карбонового полигона, что и явилось целью нашего исследования.

Материалы и методы исследования

Исследования по оптимизации приемов основной обработки почвы на склоновом ландшафте проводились с 2017 по 2021 гг. в предгорной части Чеченской Республики.

Проводились двухфакторные опыты:

Фактор А — культуры севооборота. Фактор В — приемы основной обработки почвы.

Фактор А: вариант 1 — озимая пшеница сорт Капитан; вариант 2 — яровая пшеница сорт Курьер; вариант 3 — горох сорт Борец; вариант 4 — ячмень сорт Богатырь.

Фактор В: вариант 1 — отвальная обработка плугом ПН-4–35 на глубину 0,20…0,22 м; вариант 2 — отвальная обработка рабочим органом на глубину 0,20…0,22 м с безотвальным углублением до 0,35…0,37 м; вариант 3 — мелкая дисковая обработка дискатором БДМ-4×4 на глубину 0,12…0,14 м.

Учет засоренности посевов и пара на склоновом ландшафте в нашем опыте проводился количественно-весовым методом перед уборкой зерновых культур, а также в период весенне-летнего ухода за паром перед каждой культивацией или обработкой гербицидами с помощью рамок площадью 0,25 м2 (в посевах) и 1 м2 (на пару) в десятикратной повторности.

Чистую продуктивность фотосинтеза рассчитывали по формуле Бриггса, Кидда и Веста

$${{ЧПФ= \frac{B2-B1}{0.5(L1+L2)},}}$$
где ЧПФ — чистая продуктивность фотосинтеза, г/м²; В₂– В₁ — прирост сухой биомассы за определенное количество суток, г; L₁+L₂ — средняя площадь листьев

за определенное количество суток, м².

Прирост сухой биомассы определяли систематическим (через 10 сут) отбором и взвешиванием растительной массы с площади 0,25 м² по методике Госсортсети. Статистическую обработку экспериментальных данных проводили методом дисперсионного анализа с помощью ПЭВМ с использованием программы Статистика 8.

Результаты исследований и их обсуждение

В среднем за 2017–2021 гг. исследований на склоновом ландшафте засоренность озимой пшеницы находилась в пределах от 12,3 шт/м² на отвальном фоне до 17,5 шт/м² на фоне мелкой дисковой обработки, яровой пшеницы — от 19,5 до 24,8, гороха — от 25,5 до 33,3, ярового ячменя — от 28,8 до 36,1 шт/м² соответственно (табл.).

Засоренность агроценозов на склоновом ландшафте, среднее за 2017–2021 гг.

Культуры	Способ обработки почвы	Однодольные		Двудольные		Всего
		шт/м2	г/м2	шт/м2	г/м2	шт/м2	г/м2
Озимая пшеница, сорт Капитан	Отвал	7,1	16,3	5,2	18,2	12,3	34,5
	С углублением	7,7	17,7	5,6	19,6	13,3	37,3
	Мелкая	10,0	23,0	7,5	26,2	17,5	49,2
Яровая пшеница, сорт Курьер	Отвал	10,8	24,8	8,7	30,4	19,5	55,2
	С углублением	12,1	27,8	10,0	35,0	22,1	62,8
	Мелкая	13,4	30,8	11,4	39,9	24,8	70,7
Горох, сорт Борец	Отвал	13,9	31,9	11,6	38,5	25,5	70,4
	С углублением	14,5	33,3	12,5	43,7	27,0	77,0
	Мелкая	17,4	39,7	15,9	55,6	33,3	95,3
Ячмень, сорт Богатырь	Отвал	15,6	35,8	13,2	46,2	28,8	82,0
	С углублением	16,2	37,2	14,0	49,0	30,2	86,2
	Мелкая	19,4	44,6	16,7	58,4	36,1	103,0

Infestation of agrocenoses on slope landscape (2017–2021)

Crop	Soil cultivation method	Monocots		Dicots		Total
		plants/m2	g/m2	plants/m2	g/m2	plants/m2	g/m2
Winter wheat, cv. Kapitan	Moldboard	7.1	16.3	5.2	18.2	12.3	34.5
	Deep	7.7	17.7	5.6	19.6	13.3	37.3
	Minimum	10.0	23.0	7.5	26.2	17.5	49.2
Spring wheat, cv. Kuryer	Moldboard	10.8	24.8	8.7	30.4	19.5	55.2
	Deep	12.1	27.8	10.0	35.0	22.1	62.8
	Minimum	13.4	30.8	11.4	39.9	24.8	70.7
Peas, cv. Borets	Moldboard	13.9	31.9	11.6	38.5	25.5	70.4
	Deep	14.5	33.3	12.5	43.7	27.0	77.0
	Minimum	17.4	39.7	15.9	55.6	33.3	95.3
Barley, cv. Bogatyr	Moldboard	15.6	35.8	13.2	46.2	28.8	82.0
	Deep	16.2	37.2	14.0	49.0	30.2	86.2
	Minimum	19.4	44.6	16.7	58.4	36.1	103.0

Соотношение однодольных и двудольным сорняков по количеству на склоновом ландшафте на посевах озимой пшеницы равнялось 1,4:1, яровой пшеницы — 1,2:1, гороха — 1,2:1, ярового ячменя — 1,2:1.

Наименьшая воздушно-сухая масса всех сорных растений на склоновом ландшафте наблюдалась на посевах озимой пшеницы при отвальном способе обработки почвы и в среднем за 2017–2021 гг. равнялась 34,5 г/м². Воздушно-сухая масса всех сорных растений была больше на варианте с почвоуглублением на 2,8 г/м²,или на 8,1 %, на варианте с мелкой дисковой обработкой — на 14,7 г/м², или на 42,6 %.

На посевах яровой пшеницы воздушно-сухая масса всех сорных растений на склоновом ландшафте превышала засоренность озимой пшеницы на 43,7…68,4 %. На посевах гороха воздушно-сухая масса всех сорных растений была больше засоренности яровой пшеницы на 22,6…34,8 %. На посевах ярового ячменя воздушносухая масса всех сорных растений превышала засоренность гороха на 8,1…16,5 %. В среднем за 2017–2021 гг. на склоновом ландшафте наименьшая сухая биомасса озимой пшеницы сорта Капитан 4,48 т/га установлена на варианте мелкой дисковой обработки, на варианте отвальной обработки она была на 0,36 т/га больше. Максимальная сухая биомасса 5,15 т/га определена на варианте отвальной обработки почвы с углублением. Наименьшая сухая биомасса яровой пшеницы сорта Курьер 3,87 т/га установлена на варианте мелкой дисковой обработки, на варианте отвальной обработки она была на 0,52 т/га больше. Максимальная сухая биомасса 4,70 т/га — на варианте отвальной обработки почвы с углублением. Наименьшая сухая биомасса гороха сорта Борец 2,79 т/га установлена на варианте мелкой дисковой обработки. На варианте отвальной обработки она была на 0,36 т/га больше. Максимальная сухая биомасса 3,40 т/га — на варианте отвальной обработки почвы с углублением. Наименьшая сухая биомасса ярового ячменя сорта Богатырь 3,68 т/га установлена на варианте мелкой дисковой обработки. Максимальная сухая биомасса 4,31 т/га установлена на варианте отвальной обработки почвы с углублением (рис. 1).

Рис. 1. Сухая биомасса на склоновом ландшафте при разных способах обработки почв, т/га
Источник: сделано авторами

Fig. 1. Dry biomass on the slope landscape under different methods of soil treatment, t/ha
Source: made by the authors

На склоновом ландшафте (рис. 2) в среднем за 2017–2021 гг. наименьшая чистая продуктивность фотосинтеза озимой пшеницы сорта Капитан установлена на варианте отвальной обработки с углублением — 3,14 г/м² × сут. На варианте отвальной обработки она была на 0,02 г/м² × сут больше. Максимальная чистая продуктивность фотосинтеза озимой пшеницы формировалась на варианте мелкой обработки почвы и равнялась 3,39 г/м² × сут. Наименьшая чистая продуктивность фотосинтеза яровой пшеницы сорта Курьер установлена на варианте отвальной обработки с углублением — 3,13 г/м² × сут. На варианте отвальной обработки она была на 0,02 тыс. больше. Максимальная чистая продуктивность фотосинтеза яровой пшеницы установлена на варианте мелкой дисковой обработки и равнялась 3,17 г/м² × сут. Наименьшая чистая продуктивность фотосинтеза гороха сорта Боксер установлена на варианте мелкой отвальной обработки — 1,82 г/м² × сут. На варианте отвальной обработки с углублением она была на 0,01 г/м² × сут больше. Максимальная чистая продуктивность фотосинтеза гороха установлена на варианте мелкой дисковой обработки — 1,85 г/м² × сут. Наименьшая чистая продуктивность фотосинтеза ярового ячменя сорта Богатырь установлена на варианте отвальной обработки с углублением — 2,91 г/м² × сут. На варианте отвальной обработки почвы чистая продуктивность фотосинтеза ярового ячменя была на 0,04 г/м² ×сут больше. Максимальная чистая продуктивность фотосинтеза ярового ячменя установлена на варианте мелкой дисковой обработки — 3,07 г/м² × сут.

Рис. 2. Чистая продуктивность фотосинтеза на склоновом ландшафте при разных способах обработки почв, г/м² × сут
Источник: сделано авторами

Fig. 2. Net photosynthetic productivity on a slope landscape under different methods of soil cultivation, g/m² × day
Source: made by the authors

На склоновом ландшафте в среднем за 2017–2021 гг. (рис. 3) урожайность зерна озимой пшеницы на контрольном варианте с отвальной обработкой почвы составила 3,92 т/га, на варианте с углублением — на 0,33 т/га, или на 8 %, больше, а на варианте мелкой дисковой обработки — на 0,48 т/га, или 14 %, меньше. Хозяйственная урожайность зерна яровой пшеницы на контрольном варианте с отвальной обработкой почвы составляла 3,37 т/га, на варианте с углублением — на 0,06 т/га, или на 2 %, больше, а на варианте мелкой дисковой обработки — на 0,41 т/га, или на 14 %, меньше. Урожайность зерна гороха на контрольном варианте с отвальной обработкой почвы составляла 2,48 т/га, на варианте с углублением — на 0,36 т/га, или на 15 %, больше, а на варианте мелкой дисковой обработки — на 0,56 т/га, или на 29 %, меньше. Урожайность зерна ярового ячменя на контрольном варианте с отвальной обработкой почвы составляла 3,52 т/га, на варианте с углублением — на 0,22 т/га, или на 6 %, больше, а на варианте мелкой дисковой обработки — на 0,41 т/га, или на 13 %, меньше.

Рис. 3. Урожайность зерновых культур на склоновом ландшафте, среднее за 2017– 2021 гг., т/ га, при разных способах обработки почв: 1.1, 2.1, 3.1, 4.1 — при отвале; 1.2, 2.2, 3.2, 4.2 — с углублением; 1.3, 2.3, 3.3, 4.3 — при мелкой дисковой
Источник: сделано авторами

Fig. 3. Productivity of grain crops on the sloping landscape in 2017–2021, t/ha, under different methods of tillage: 1.1, 2.1, 3.1, 4.1 — moldboard tillage; 1.2, 2.2, 3.2, 4.2 — deep tillage; 1.3, 2.3, 3.3, 4.3 — minimum disc tillage
Source: made by the authors

Заключение

Исследования различных приемов основной обработки почвы при возделывании пшеницы озимой, пшеницы яровой, ячменя ярового и гороха в пятипольном зернопаровом севообороте на склоновом ландшафте карбонового полигона в Чеченской Республике показали, что количество сорных растений в посевах озимой пшеницы было минимальным (10,4 шт./м²)в двухпольном севообороте, максимальным (55,6 шт./м²) в бессменных посевах. Количество сорных растений в посевах ярового ячменя увеличивалось до 25,1 шт./м² в трехпольном севообороте и 63,2 шт./ м2 в бессменных посевах. Количество сорных растений в посевах яровой пшеницы равнялось 19,1 шт./м² в четырехпольном севообороте и 19,5 шт./м² в пятипольном севообороте. Количество сорных растений в посевах гороха равнялось 27,0 шт./м².

В среднем за 2017–2021 гг. на склоновом ландшафте наименьший фотосинтетический потенциал озимой пшеницы (1,532×106 м² сут/га), яровой пшеницы (1,274×106 м² сут/га), гороха (1,683×106 м² сут/га) и ярового ячменя (1,301×106 м² сут/ га) установлен на варианте мелкой дисковой обработки, максимальный фотосинтетический потенциал — 2,033×106, 1,56×106, 2,052×106 и 1,599×106 м² сут/ га соответственно — формировался на варианте отвальной обработки почвы с углублением.

Наибольшая урожайность озимой пшеницы 4,25 т/га формировалась на варианте с углублением, на варианте мелкой дисковой обработки она была на 0,81 т/га меньше. Урожайность яровой пшеницы на варианте отвальной обработки с углублением составляла 3,43 т/га, на варианте мелкой дисковой обработки — на 16 % меньше. Урожайность гороха на варианте с отвальной обработкой почвы составляла 2,70 т/ га, на варианте с углублением — на 18 % больше, а на варианте мелкой дисковой обработки — на 26 % меньше. Урожайность ярового ячменя на варианте с отвальной обработкой почвы составляла 3,52 т/га, на варианте с углублением урожайность была на 6 % больше, а на варианте мелкой дисковой обработки — на 13 % меньше.

About the authors

Magomed R. Nakhaev

Kadyrov Chechen State University

Email: mr-nakhaev@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-2589-6662

Candidate of Technical Sciences, Associate Professor, Department of Agrotechnology, Agrotechnological Institute

32 Sheripova st., Grozny, Chechen Republic, 364021, Russian Federation

Tamara S. Astarkhanova

RUDN University

Author for correspondence.
Email: astarkhanova_ts@rudn.ru
ORCID iD: 0000-0002-1431-9309

Doctor of Agricultural Sciences, Professor, Agrobiotechnological Department, Agrarian and Technological Institute

8/2 Miklukho-Maklaya st., Moscow, 117198, Russian Federation

References

Supplementary files

There are no supplementary files to display.