Развитие отечественного АПК является одним из приоритетных направлений для нашей страны. Поэтому надеемся, что материалы публикуемые в журнале внесут достойный вклад в успешное развитие научного поиска, повышение значимости научных разработок, подъем сельскохозяйственного производства
 д. с.-х. н., профессор А.В.Алабушев

 

ВЫПУСКИ ЖУРНАЛА

№2 2012

№1 2012

 

АРХИВ

№1-6 2011

№1-6 2010

№1-6 2009

 

 

Теоретический и научно-практический журнал ISSN 2079-8733

 

УДК 633.14:631.43.550.378

И.Н. Белоус, аспирант
ФГБОУ ВПО Брянская ГСХА

 

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЙ
ВОЗДЕЛЫВАНИЯ ОЗИМОЙ РЖИ
НА РАДИОаКТИВНО ЗАГРЯЗНЕННЫХ ПОЧВАХ

В статье представлены результаты исследований по изучению влияния технологий возделывания на продуктивность и качественные показатели озимой ржи в полевом севообороте на радиоактивно загрязненных почвах. Предложены модификации региональных технологий возделывания озимой ржи по критериям – продуктивность, качество и экологическая безопасность.
In the article these are presented the results of investigation of cultivating technologies’ influence upon productivity and qualitative features of winter rye in field crop rotation on radioactively contaminated soil. These are suggested modifications of regional cultivating technologies of winter rye according to such criteria as productivity, quality and ecologic safety. 
Ключевые слова: озимая рожь, технология, урожайность, радиоактивно загрязненная почва.
Keywords: winter rye, technology, productivity, radioactively contaminated soil.

Введение. Национальная продовольственная безопасность невозможна без стабильного высококонкурентного рынка зерна. В условиях дерново-подзолистых песчаных почв юго-запада Центрального региона России озимая рожь – наиболее распространенная зерновая культура. Её высокая адаптационная способность, стабильность получения урожая зерна и зеленой массы, агротехническая значимость как хорошего предшественника в сочетании с традиционным использованием ржаного хлеба в питании, а зерна в кормопроизводстве, получении крахмала, спирта, солода и других продуктов ставят озимую рожь в ряд важнейших сельскохозяйственных культур. Среди зерновых она предъявляет самые низкие требования к плодородию почвы, внесению удобрений, гербицидов, пестицидов, т.е. позволяет получать экологически чистое и дешевое зерно. Однако урожайность и особенно качество зерна – один из главных приоритетов в условиях радиоактивного загрязнения почв вследствие глобальной техногенной катастрофы – аварии на Чернобыльской АЭС, пока остаются низкими и определяют необходимость пересмотра технологических основ возделывания озимой ржи [1-3].
Актуальной задачей становится формирование технологий разного уровня интенсивности, адаптированных к конкретным почвенно-климатическим условиям, обеспечивающим получение продукции, соответствующей санитарно-гигиеническим нормам, экологической устойчивости агрофитоценозов и требует первоочередного решения.
Целью исследований являлось научное обоснование технологий возделывания озимой ржи, обеспечивающих стабильную урожайность и хорошее качество зерна в условиях радиоактивного загрязнения дерново-подзолистых песчаных почв юго-запада Центрального региона России.
Материалы и методы. Климат области умеренно-континентальный с теплым летом, умеренно холодной зимой  и достаточно устойчивым увлажнением. Осадки в течение года выпадают неравномерно: в холодный период их меньше, в теплый - больше, со среднегодовым количеством – 603,0 мм, а за вегетационный период (апрель-сентябрь) – 370,9 мм. Такое распределение осадков благоприятно для роста и развития растений. Самый влажный месяц – июль (80,5 мм), меньше всего осадков выпадает в апреле  (38,5 мм). Тип водного режима периодически промывной. Продолжительность периода вегетации (в пределах среднесуточных температур + 5 °С и выше) составляет 176-193 дня, сумма температур за это время - 2450-2750 °С. Метеорологические условия за годы исследований характеризовались значительным разнообразием, что позволило достаточно объективно оценить влияние технологий на урожайность и качество зерна озимой ржи.
Экспериментальная работа осуществлялась на Новозыбковской сельскохозяйственной опытной станции ВНИИ люпина в условиях многолетнего стационарного полевого опыта на дерново-подзолистой песчаной почве. Мощность гумусового горизонта составляет 20-22 см. Исходные показатели агрохимической характеристики почвы пахотного слоя следующие: содержание органического вещества – 2,4-2,5% ; pHKСl - 6,7-6,9; гидролитическая кислотность (по Каппену-Гильковицу) - 0,58-0,73 мг-экв/100 г почвы; сумма поглощенных оснований - 7,18-16,88 мг-экв/100 г почвы; содержание подвижного Р2О5 и обменного К2О (по Кирсанову) – соответственно 38,5-51,0 и 6,9-11,7 мг на 100 г почвы. Плотность загрязнения почвы цезием-137 колебалась в пределах 526-666 кБк/м2.
Исследования проводили в полевом плодосменном севообороте со следующим чередованием культур: картофель – овес – люпин на зеленый корм - озимая рожь. Опыт заложен в 1993 году, с 2004 года началась четвёртая ротация севооборота. Повторность вариантов опыта четырехкратная, посевная площадь делянки –90, учетная – 70 м2. Расположение делянок систематическое.
Уборку урожая проводили поделяночно зерноуборочным комбайном «Сампо-500» методом прямого комбайнирования
Биохимический состав зерна определялся с применением следующих методов: общий азот – фотометрический индофенольный (ГОСТ 13496.4-84), сырой белок – пересчетом по коэффициенту 5,83, крахмал - с антроновым реактивом (ГОСТ  26176-91). Содержание радионуклида 137Сs в растительных образцах – на гаммаспектрометре «Гамма – 1С».
В опыте применялся системный подход к исследованиям. В качестве единственного различия выступал не отдельный агроприем, а завершенная технология. Сравнивались и объективно оценивались 10 технологий возделывания озимой ржи, отличающиеся между собой уровнем интенсификации (табл. 1).
1. Схема полевого опыта (2006-2010 гг.)


Культура

Технология

экстенсивная

биологизированная

альтернативная

умеренная

переходная

интенсивная

1

2

1

2

1

2

1

2

Картофель

Контроль

Навоз 80 т/га

Навоз 40 т/га + N75P30K90

N75P30K90

N150P60K180

N225P90K270

Овес

-

N55P20K50

N55P20K50

N110P40K100

N165P60K150

Люпин

-

Р20К40

Р20К40

Р40К80

Р60К120

Озимая рожь

-

N70P30K60

N70P30K60

N140P60K120

N210P90K180

За
севооборот

Навоз 80 т/га

Навоз 40 т/га + N200P100K240

N200P100K240

N400P200K480

N600P300K720

Примечание: 1 – без применения химических средств защиты растений; 2 – с применением пестицидов.
В качестве органического удобрения использовали подстилочный навоз КРС. Из минеральных удобрений применяли: аммиачную селитру, суперфосфат двойной гранулированный; калий хлористый. Всю расчетную дозу  фосфорных удобрений вносили в предпосевную культивацию почвы. Азотные и калийные удобрения применяли дробно: N70K60 > N30K30 до посева с осени + N70K30 - весеннее возобновление вегетации; N140K120 > N30K30 до посева с осени + N70K90 - весеннее возобновление вегетации + N40 - выход в трубку; N210K180 > N30K30 до посева с осени + N90K150 - весеннее возобновление вегетации + N90 - выход в трубку.
Система защиты растений озимой ржи предусматривала применение следующих пестицидов: фундазол 50% с.п. - 0,6 кг/га осенью в фазу кущения; кампозан М - 4 л/га и байлетон 25% с.п. - 0,6 кг/га в фазу выхода в трубку - колошения; децис 25% к.э. - 0,3 л/га – в фазу цветения. 
Объект исследований – сорт озимой ржи Пуховчанка. Включен в Госреестр по Центральному региону с 1985 года. Оригинатор – Белорусский НИИ земледелия и кормов.
Агротехника возделывания озимой ржи в опытах, кроме изучаемых элементов технологии, соответствовала общепринятой для Центрального региона России. Уборку урожая проводили поделяночно зерноуборочным комбайном «Сампо-500» методом прямого комбайнирования.
Полевые и лабораторно-аналитические исследования выполняли в соответствии с общепринятыми методиками.
Результаты. Создание оптимального пищевого режима почв является основным фактором интенсификации земледелия и её составляющей – зерновой отрасли.
В результате проведенных исследований установлено, что урожайность зерна озимой ржи зависела от ГТК вегетационного периода и уровня интенсификации технологии (табл. 2). В 2006 году при достаточном увлажнении она изменялась от 0,69 т/га (экстенсивная технология) до 2,92 т/га (умеренная 2). В условиях менее благоприятного 2009 года интервал урожайности несколько уступал и варьировал от 0,67 до 2,26 т/га, а в засушливом 2010 году был значительно ниже – 0,63-1,55 т/га.  Таким образом, неравномерность выпадения осадков, очень слабая водоудерживающая способность песчаных почв, преобладающих в регионе, снижали эффективность удобрений и других агротехнических мероприятий и, следовательно, уменьшали продуктивность посевов озимой ржи.
2. Влияние технологий возделывания на урожайность
зерна озимой ржи, т/га

 

Технология

Годы

Среднее

Прибавка

2006

2007

2008

2009

2010

1

Экстенсивная (контроль)

0,69

0,55

0,67

0,68

0,63

0,64

-

2

Биологизированная
(последействие навоза 80 т/га)

1,02

0,83

1,05

0,99

1,01

0,98

+ 0,34

3

Альтернативная 1 (последействие навоза 40 т/га + N70Р30К60)

2,23

1,43

1,50

1,78

1,22

1,63

+ 0,99

4

Умеренная 1 (N70Р30К60)

1,71

1,27

1,27

1,53

1,12

1,34

+ 0,70

5

Переходная 1 (N140Р60К120)

2,61

1,82

1,63

2,54

1,42

2,00

+ 1,36

6

Интенсивная 1 (N210Р90К180)

2,43

0,98

1,25

2,01

1,52

1,64

+ 1,00

7

Альтернативная 2
(последействие навоза 40 т/га + N70Р30К60+ пестициды)

2,49

2,02

1,86

2,02

1,55

1,99

+ 1,35

8

Умеренная 2
(N70Р30К60 + пестициды)

1,85

1,16

1,43

1,84

1,01

1,46

+ 0,82

9

Переходная 2
(N140Р60К120 + пестициды)

2,92

1,55

2,18

2,63

1,55

2,17

+ 1,53

10

Интенсивная 2
(N210Р90К180+ пестициды)

2,91

1,46

2,26

2,20

1,33

2,03

+ 1,39

НСР05

0,22

0,20

0,20

0,18

0,22

-

-

В среднем за годы исследований минимальная урожайность зерна озимой ржи (0,64 т/га), получена по экстенсивной технологии. На биологической технологии урожайность озимой ржи увеличилась на 0,34 т/га по отношению к контролю, следовательно, навоз (80 т/га), внесенный под первую культуру севооборота – картофель – проявил свое последействие в течение четырех лет. Однако действие органических удобрений носит явно затухающий характер, что особенно характерно для почв легкого гранулометрического состава.
Действие органо-минеральной системы удобрения (альтернативная 1 технология) оказалось более эффективным на повышение продуктивности озимой ржи. В среднем за пять лет исследований прибавка составила  0,99 т/га, то есть прибавка по данной технологии оказалась в 2,9 раза выше в сравнении с предыдущей.
Применение N70Р30К60 по умеренной 1 технологии повысило урожайность озимой ржи по сравнению с контролем на 0,7 т/га, а усиление фона питания в два раза обеспечило урожайность озимой ржи на уровне 2,0 т/га (переходная 1 технология). Дальнейшее усиление уровня интенсификации технологии до N210P90K180 не привело к росту урожайности, наоборот она снизилась на 0,36 т/га, что объясняется депрессирующим действием высоких доз минеральных удобрений особенно в засушливые годы, а также полеганием растений в годы с обильными осадками в период созревания хлебов.
Включение в технологии химических средств защиты растений обеспечило устойчивую тенденцию к повышению урожайности зерна озимой ржи.
Разрабатываемые технологии должны учитывать влияние условий питания не только на урожай, но и на качество получаемой продукции. Наиболее важным показателем качества зерна является содержание в нем белка.
В среднем за годы исследований содержание сырого белка было высоким –12,8-13,5 %. По сбору  белка с единицы площади выделилась переходная технология, включающая среднюю дозу NPK как без применения химических средств защиты растений, так и в сочетании с пестицидами (табл. 3).
Содержание крахмала в зерне озимой ржи изменялось в пределах от 58,9 до 61,6 %. По экстенсивной и биологизированной технологиям оно было минимальным и составило соответственно 59,2 и 58,9 %. По интенсивной технологии отмечено достоверное увеличение содержания крахмала на 2,3-2,4 % в сравнении с контролем, что объясняется большей продолжительностью работы фотосинтетического аппарата растений и улучшением углеводного обмена.
3. Влияние технологий возделывания на качество зерна озимой ржи
(в среднем за 2006-2010 гг.)

 

Технология

Белок, %

Сбор белка, т/га

Крахмал, %

Соотношение
крахмал
белок

1

Экстенсивная

12,8

0,08

59,2

4,6

2

Биологизированная

13,2

0,13

58,9

4,5

3

Альтернативная 1

13,0

0,21

60,2

4,6

4

Умеренная 1

13,1

0,18

60,0

4,6

Продолжение таблицы 3

 

Технология

Белок, %

Сбор белка, т/га

Крахмал, %

Соотношение
крахмал
белок

5

Переходная 1

13,4

0,27

60,1

4,6

6

Интенсивная 1

13,1

0,22

61,5

4,7

7

Альтернативная 2

13,3

0,27

60,1

4,5

8

Умеренная 2

13,2

0,19

60,0

4,5

9

Переходная 2

13,4

0,29

60,9

4,5

10

Интенсивная 2

13,5

0,27

61,6

4,6

Для получения хлеба хорошего качества необходимо поддерживать определенное соотношение между крахмалом и белком. Оптимальное их соотношение, учитывая качество хлеба, должно находиться на уровне 4,6-5,2. На величину соотношения крахмал/белок оказывали влияние те же факторы, которые определяли накопление крахмала и сырого белка в зерне озимой ржи. Поскольку возрастание белковости зерна не сопровождалось снижением содержания крахмала соотношение крахмал/бело, равное 4,6-4,7, отмечено практически по всем технологиям, исключающим применение химических средств защиты растений.
В условиях радиоактивного загрязнения сельскохозяйственных угодий основным показателем качества является содержание радионуклидов в основной продукции возделываемых культур.
Проведенные нами исследования  позволяют констатировать, что изучаемые технологии оказали разноплановое влияние на содержание 137Сs в зерне озимой ржи.
Наиболее высокий показатель  отмечен на экстенсивной технологии, который в среднем за годы исследований превышал норматив (СанПиН 2.3.2.1078-01 – 70 Бк/кг) [4], варьируя от 35 до 170 Бк/кг. Характерно, что максимальное содержание 137Сs 170 Бк/кг отмечено в условиях острозасушливого 2010 года. Данная продукция может быть использована только на кормовые цели (табл. 4).

4. Влияние технологий возделывания на содержание 137Сs
в зерне озимой ржи, Бк/кг


Технология

Годы

Среднее

Ксн

2006

2007

2008

2009

2010

1

Экстенсивная

46

40

35

69

170

72

-

2

Биологизированная

23

33

25

44

88

43

1,69

3

Альтернативная 1

13

30

21

30

50

29

2,50

4

Умеренная 1

13

36

19

36

31

27

2,67

4

Переходная 1

10

34

18

30

27

24

3,03

6

Интенсивная 1

14

28

19

32

23

23

3,10

7

Альтернативная 2

12

28

21

30

41

26

2,73

8

Умеренная 2

15

33

23

35

27

27

2,71

9

Переходная 2

11

19

22

26

31

22

3,30

10

Интенсивная 2

10

21

23

24

16

19

3,83

Примечание: Ксн – коэффициент снижения, раз.

По биологизированной технологии содержание 137Сs в зерне озимой ржи снизилось в 1,69 раза, а по альтернативным технологиям – в 2,5-2,7 раза по сравнению с контролем. Умеренная, переходная и интенсивная технологии обеспечили более высокую кратность снижения 137Сs – соответственно в 2,67-2,71; 3,03-3,30 и 3,10-3,83 раз. Снижение 137Сs происходит за счет увеличения урожайности, то есть наблюдается биологический процесс разбавления, а также улучшаются агрохимические свойства почвы в результате применения удобрений, что способствует закреплению ионов 137Сs в почвенно-поглотительном комплексе и меньшему переходу его в растения [5].
Таким образом, повышение уровня интенсификации технологий возделывания озимой ржи способствует получению нормативно чистого зерна на почвах, загрязненных 137Сs.
Выводы. Наиболее высокую урожайность зерна озимой ржи (2,00-2,17 т/га) обеспечила переходная технология, основанная на применении минеральной системы удобрения со средней дозой N140Р60К120. Прибавка к контролю составила 1,36-1,53 т/га.
Содержание сырого белка в зерне озимой ржи было высоким (12,8-13,5%) и в большей степени определялось метеорологическими условиями вегетационного периода и в меньшей – уровнем интенсификации технологии.
Повышение уровня интенсификации технологий не приводило к достоверному увеличению содержания крахмала в зерне.
Наиболее высокое содержание 137Сs  (72 Бк/кг)  получено на экстенсивной технологии, что превышает норматив для продовольственного зерна (СанПиН 2.3.2.1078-01 – 70 Бк/кг). Умеренная, переходная и интенсивная технологии обеспечили более высокую кратность снижения 137Сs – соответственно в 2,67-2,71; 3,03-3,30 и 3,10-3,83 раз.
Литература
1. Малявко, Г.П. Агроэкологические основы повышения урожайности зерна озимой ржи в севообороте / Г.П. Малявко, М.П.  Наумова, А.Е. Сорокин // Достижения науки и техники  АПК,   2003.– № 12. – С. 12-15.
2. Малявко, Г.П. Технологические основы регулирования урожайности озимой ржи в адаптивном земледелии Нечерноземной зоны России / Г.П. Малявко, М.П. Наумова // Достижения науки и техники АПК,  2005. - № 9. – С. 14-15.
3. Малявко, Г.П. Продуктивность озимой ржи при разных уровнях использования средств химизации / Г.П. Малявко / Агрохимический вестник, 2009. – № 3. – С. 22-23.
4. Гигиенические требования к безопасности и пищевой ценности  пищевых продуктов: Санитарно-эпидемилогические правила и нормы СанПиН 2.3.2.1078-01. – М.: Минздрав РФ, 2002. – 164 с.
5. Белоус, Н.М. Влияние средств химизации на динамику накопления радиоцезия в сельскохозяйственных культурах, его миграцию и плодородие дерново-подзолистой песчаной почвы / Н.М. Белоус, В.Ф. Шаповалов, В.Б. Коренев / Проблемы агрохимии и экологии,  2011. – № 2. – С.5-12.

 

 

© 2009 ГНУ ВНИИЗК
им. И.Г.Калиненко
Главная | Поиск | Авторам | Контакты | Архив