Н.Н. Дубенок, В.В. Бородычев, О.А. Заяц, Е.А. Стрижакова

Водный режим и технология возделывания гречихи в рисовых чеках

Монография

Под общей редакцией
академика РАН
Н. Н. Дубенка

ebooks@prospekt.org

Информация о книге

УДК 633.12

ББК 42.112

В62

Под общей редакцией доктора сельскохозяйственных наук, профессора, академика РАН Н. Н. Дубенка.

Рецензенты:

Дронова Т. Н., доктор сельскохозяйственных наук, главный научный сотрудник ФГБНУ ВНИИОЗ, заслуженный деятель науки Российской Федерации;

Тютюма Н. В., доктор сельскохозяйственных наук, профессор РАН, директор ФГБНУ ПНИИАЗ.

В монографии представлены результаты исследований по технологии возделывания гречихи в рисовых чеках Калмыкии. Рассмотрены закономерности формирования водного режима почвы, установлены особенности роста, развития и формирования урожая зерна при использовании гречихи в качестве сопутствующей культуры рисовых севооборотов.

Книга предназначена научным сотрудникам, преподавателям, аспирантам и студентам высших учебных заведений, руководителям и специалистам хозяйств раз- личных форм собственности.

УДК 633.12

ББК 42.112

© Коллектив авторов, 2018

© ООО «Проспект», 2018

Введение

Гречиха — одна из важнейших продовольственных культур, способная обеспечить рентабельное производство во всех регионах ее возделывания. Ценность гречихи обусловлена ее уникальными пищевыми и лечебно-диетическими свойствами, а также ее агрономическим использованием, как предшественника, в качестве медоносной, пожнивной и поукосной культуры. В связи с тем, что семена гречихи характеризуются способностью к длительному хранению, гречка используется как стратегическая культура.

Современный уровень производства гречихи в России не удовлетворяет постоянно растущего спроса внутреннего и экспортного рынка, что, в первую очередь, связано с низкой урожайностью. За последние годы средняя урожайность этой культуры изменялась в пределах 0,7–1,0 т/га. Для повышения урожайности и увеличения объемов производства гречихи необходимо совершенствование технологии возделывания культуры.

Одним из приемов улучшения высокоэффективного и экологически безопасного функционирования рисовых мелиоративных агроландшафтов Сарпинской низменности является применение ресурсосберегающих технологий возделывания сельскохозяйственных культур, способных формировать высокие урожаи без проведения полива с использованием остаточных после риса почвенных влагозапасов. Включение в рисовые севообороты агромелиоративного поля сопутствующих культур обеспечивает восстановление биохимических процессов.

Включение гречихи как сопутствующей культуры в звено рисового севооборота благоприятно скажется на продуктивности основной культуры риса, позволит повысить культуру земледелия. В связи с этим вопросы совершенствования технологии возделывания гречихи в рисовых чеках весьма актуальны, имеют большое теоретическое и практическое значение.

Режим минерального питания должен быть ориентирован на реализацию потенциала продуктивности гречихи в рисовых чеках Калмыкии с возможностью сохранения или расширенного воспроизводства почвенного плодородия. В этом плане необходимо оценить водные ресурсы рисовых чеков в условиях естественного влагообеспечения и изучить другие факторы, оказывающие влияние на продуктивность посевов гречихи с последующей оптимизацией уровня минерального питания. Необходимость решения этих вопросов определяет актуальность наших исследований.

Вопросы по изучению эффективности технологий возделывания гречихи в России раскрыты в работах Е. С. Алексеевой, А. Н. Анохина, Т. А. Анохиной, Н. А. Антонова, С. У. Броваренко, В. М. Важова, П. М. Демиденко, Н. Н. Дубенка, Г. С. Егоровой, И. Н. Елагина, Д. Я. Ефименко, Ф. З. Кадыровой, П. Т. Королькова, В. Б. Нарушева, В. Н. Наумкина, В. М. Новикова, К. А. Савицкого, А. В. Соловьева, А. Н. Фесенко, В. И. Филина, М. Н. Худенко, М. Н. Шумковой, А. Ф. Якименко и других ученых. В работах отмечены наиболее актуальные теоретические и методологические аспекты по возделыванию гречихи. Однако в этих исследованиях не изучались технологические приемы возделывания гречихи в качестве сопутствующей культуры рисовых севооборотов. Исследования по разработке адаптивных технологий возделывания сопутствующих культур рисовых севооборотов освещены в работах Н. Н. Дубенка, В. В. Бородычева, Э. Б. Дедовой, С. Б. Адьяева, Г. Н. Кониевой, М. Н. Лытова, В. Н. Наумкина, И. А. Ниджляевой и др.

Научная работа посвящена разработке технологии управления продукционным процессом при возделывании гречихи в рисовых чеках, обеспечивающей эффективное использование минеральных удобрений и остаточных запасов почвенной влаги на формирование урожайности зерна на уровне 1,8 т/га в условиях Калмыкии.

1. Состояние и перспективы возделывания гречихи в Российской Федерации

1.1. Народнохозяйственное значение и производство гречихи в России

Гречиха является одной из основных крупяных культур: из ее зерна изготавливаются: ядрица — цельное зерно; продел — дробленое зерно с нарушенной структурой; смоленская крупа — сильно измельченное зерно, а также гречневая мука. Шелуха и семенные оболочки гречки используют в качестве наполнителя для специальных ортопедических подушек. Солома гречихи используется в пищевой промышленности для производства безопасного для здоровья красителя [64, 179].

Ядрица и продел обладают высокими питательными свойствами, так как содержат 10–16% белка, 60–80% крахмала и биологически активные вещества (витамины В1, В2, В6, В9, Е, РР; микроэлементы: железо, медь, цинк, кальций, бор, йод, никель, кобальт, фосфор и др.; яблочную и лимонную органические кислоты). Содержание витаминов и минеральных компонентов в гречихе в 1,5–3 раза больше, чем в других крупах. Особенность белков, входящих в состав гречневой крупы в том, что они содержат большое количество незаменимых аминокислот [25].

По составу зерно гречихи равноценно зерну основных злаковых культур. Его белковые вещества не образуют клейковину, в связи с чем мука из гречихи не применяется в хлебопечении. В основном гречиху перерабатывают в крупу, которая используется как диетический продукт.

Гречиха богата фолиевой кислотой, стимулирующей кроветворение, повышающей устойчивость организма к воздействию неблагоприятных факторов внешней среды. На фармацевтическом рынке особое место занимают медицинские препараты растительного происхождения на основе сырья из гречихи. Содержащийся в гречке рутин способен восстанавливать нарушенные функции сердца, уменьшает отмирание тканей при обморожениях, может быть рекомендован работникам, контактирующим с радиоактивными веществами и рентгеновскими лучами, так как данный элемент снижает их вредное воздействие. Гречишный мед обладает высокими целебными свойствами и используется при заболевании печени, легких, сахарном диабете, атеросклерозе, малокровии, желудочно-кишечных, сердечнососудистых, кожных и других заболеваниях [25, 35, 74, 95, 180, 182].

Отходы крупяного производства (щуплое зерно, отруби, мучная пыль) используют в качестве концентрированного корма для животных и птицы. Гречневая солома по кормовым качествам приближается к соломе кормовых злаковых трав (в 1 кг соломы содержится 18 г белка и 0,3 корм. ед.). Зеленая масса гречихи, богатая витаминами и минеральными веществами, используется на зеленый корм и для приготовления силоса. Лузгу применяют как топливо, подстилку для скота, упаковочный материал. Золу от лузги и соломы, содержащую до 35–40% оксида калия, используют как хорошее калийное удобрение и для получения поташа.

Гречиха способна формировать высокий урожай зеленой массы, которую можно использовать в качестве сидерата. Она хорошо усваивает из почвы труднорастворимые фосфорные соединения и переводит их в легкодоступную для растений форму. Запашка гречихи на зеленое удобрение в пару улучшает агрофизические свойства пахотного слоя.

Гречиха имеет короткий вегетационный период, поэтому на орошаемых землях ее используют в поукосных и пожнивных посевах, а также как подстраховочную культуру для пересева погибших озимых и ранних яровых культур. [91, 93, 131, 175]

В России гречневая крупа традиционно пользуется особым спросом, уступая только рису. Ее доля в суммарном объеме потребления россиян составляет 20%.

Родиной гречихи считаются горные районы Восточной Азии. В Китае, Японии и в Корее данную культуру возделывали с древних времен. В европейскую часть СССР гречиху занесли татаро-монголы в ХIII в. В России гречиха широко распространилась с XV века и через сто лет стала экспортной культурой. Считается, что на Руси чаще всего гречиху выращивали греческие монахи, именно поэтому она получила свое название [25].

Культура гречихи распространена более чем в 20 странах мира, но традиционно ее производство было сконцентрировано в Китае и СССР. После распада Советского Союза основные посевы гречихи сосредоточились в Российской Федерации и на Украине.

В последние пять лет среди экспортеров гречки лидируют Китай (45%), США (21%) и Польша (5%). По объему экспорта гречневой крупы Россия уступает вышеперечисленным лидерам, а также Австралии, Португалии, Латвии, Нидерландам и Украине. Так, в 2012 году на внешние рынки из России было поставлено 5 тыс. тонн гречихи, а в 2013 году — 23 тыс. тонн. В 2013 году 46% всей экспортируемой гречки было поставлено на Украину и 39% в Литву.

Импорт гречки преимущественно осуществляется в Италию, Францию и Японию. Импорт гречневой крупы в Россию практически не осуществляется. Так, в 2012 году в Россию было поставлено 15,5 тонн, в 2013 году — 9,6 тонн (главным образом из Китая и Германии).

В Российской Федерации гречиху возделывают во многих регионах страны, начиная с Дальнего Востока и до границ с Украиной. Согласно данным А. Н. Фесенко, Г. Е. Мартыненко, С. Н. Селихова [152], Россия является ведущей в мире по валовому сбору зерна гречихи. В 2006–2010 гг. объем мирового производства зерна этой культуры составил 1971 тыс. тонн, из них на долю нашей страны приходилось 37% (739 тыс. тонн), в то же время в Китае производство гречихи было меньшим — 29% (582 тыс. тонн), и замыкала тройку мировых лидеров Украина — 10% (202 тыс. тонн). Посевные площади гречихи на период 2006–2010 гг. составили: в мире — 2357 тыс. га, в Российской Федерации — 894 тыс. га, в Китае — 753 тыс. га, на Украине — 281 тыс. га.

За период с 1992 по 2014 г. посевы гречихи в России сократились на 40% (рис. 1). Если в 1992–2002 гг. посевные площади этой культуры составляли в среднем 1448 тыс. га, то в 2003–2014 гг. — 1038 тыс. га. Сокращение посевов гречихи связано с ее более низкой урожайностью по сравнению с другими зерновыми культурами.

Рис. 1. Динамика посевных площадей, валового сбора и урожайности гречихи (в Российской Федерации в хозяйствах всех категорий)

Тенденция снижения посевных площадей гречихи просматривается и по основным странам-производителям гречихи [152]. В последнее десятилетие снижается производство гречихи в Китае, что открывает возможности для расширения экспорта зерна этой культуры из России, прежде всего в Японию.

Важно отметить, что в последние годы наблюдается рост урожайности гречихи: с 5,7 ц/га в 1992–2002 гг. до 8,3 ц/га в 2003–2014 гг. За рассматриваемый период средняя урожайность гречихи составила 7,0 ц/га при стандартном отклонении 1,58 ц/га [69]. Среднегодовой прирост урожайности, рассчитанный по методу многократного выравнивания [68], составил 0,21 ц/га.

В 2007–2014 гг. гречиха выращивалась на 907–1301 тыс. га, что составляет 1,2–1,7% в структуре посевов и 2,0–2,9% от площади зерновых. Из валового сбора зерна, составляющего в среднем за 2007–2014 гг. 88,82 млн тонн, на долю гречихи приходится 0,8%. За последние 8 лет посевная площадь под гречихой на территории Российской Федерации сократилась более чем на 20%, а валовой сбор — на треть.

Урожайность гречихи выросла с 8,4 ц/га в 2007 году до 9,3 ц/га в 2014 году и составила в среднем за рассматриваемый период 8,5 ц/га. В 2010 г. из-за установившейся во многих регионах страны аномальной засухи наблюдалось существенное снижение урожайности до 5,9 ц/га, при этом валовой сбор составил 339 тыс. тонн (менее 50% от среднемноголетнего уровня). Низкий урожай гречихи был получен в первую очередь в регионах Центрального и Приволжского федеральных округов России. В Сибири в 2010 году наблюдался даже рост валового сбора гречихи по сравнению с предыдущим годом.

По данным Росстата [165], в 2014 году общие посевные площади гречихи в России составили 1008 тыс. га, что на 8% меньше, чем в 2013 году. Производители сократили площади выращивания данной культуры из-за падения цен на гречиху в 2013 году. Так, в 2012 году средние цены реализации гречихи сельхозпроизводителями находились на уровне 10,65 тыс. руб./т, а в 2013 году они снизились на 29,6% до 7,5 тыс. руб./т.

Валовые сборы гречихи в России в 2014 году составили 662 тыс. тонн, что на 20,7%, или 172 тыс. тонн, меньше, чем в 2013 году. Снижение производства гречихи в России в 2014 году обусловлено, во-первых, сокращением посевных площадей данной культуры, во-вторых низкими урожаями в Сибирском федеральном округе.

Посевные площади гречихи в 2014 году сократились практически во всех федеральных округах России. В структуре посевных площадей гречихи по регионам, на первом месте стоит Алтайский край (46,1% от общих посевных площадей гречихи в России в 2014 году). Вследствие неблагоприятных природно-климатических условий, объем производства гречихи в Алтайском крае снизился с 364 тыс. тонн в 2013 году до 206 тыс. тонн в 2014 году или на 43,4%. При этом доля Алтайского края в общем объеме валовых сборов гречихи уменьшилась с 43,7% до 31,1%.

Производство гречихи по стране распределено неравномерно: больше всего ее производит Сибирский федеральный округ, на втором месте — Центральный ФО. Так, в 2013 году в Сибирском ФО было произведено 174,5 тыс. тонн (51,6% от общероссийского производства), а в Центральном ФО — 95,7 тыс. тонн в 2013 году (28,3%). Первое место среди всех регионов России по валовым сборам гречихи занимает Алтайский край (363 тыс. тонн, или 43,8% от общероссийского производства в 2013 году); второе место — Орловская область (68 тыс. тонн или 8,2%); третье место — Оренбургская область (59 тыс. тонн или 7,1%).

Большей частью продукции россиян обеспечивают Алтайский край, Самарская и Оренбургская области. Экспорт гречки из этих регионов составляет 90%. Ведущими получателями выступают Челябинский и Воронежский регионы, главным образом, по той причине, что на территории областей располагаются крупные предприятия по изготовлению пищевых продуктов из гречихи (например, «Геркулес», «Увелка»).

По величине и устойчивости урожаев гречиха уступает всем зерновым культурам. Средняя урожайность гречихи в Российской Федерации за 2007–2014 гг. составила 0,85 т/га. При этом гречиха может обеспечивать урожайность на уровне 2,5–3,0 т/га и более. Вопрос о причинах получения низких урожаев зерна гречихи при высоком биологическом потенциале урожайности давно занимает ученых. В настоящее время лидерами в области научно-исследовательской и селекционной работы по гречихе являются четыре научных центра: ВНИИ зернобобовых и крупяных культур (Орел), Татарский НИИСХ, Башкирский НИИСХ, Приморский НИИСХ. Однако сорта селекции Приморского НИИСХ не адаптированы к условиям других регионов России. Среди 45 сортов гречихи, допущенных к использованию в России 15 сортов селекции ВНИИЗБК, 9 — Татарского НИИСХ, 6 — Башкирского НИИСХ.

К основным агротехническим причинам получения низких урожаев гречихи относят: посев по плохим и засоренным предшественникам, дефицит минерального питания, недостаточную борьбу с сорняками до посева, несвоевременный посев, недостаток опылителей, плохой уход за растениями, потери зерна при уборке.

1.2. Основные приемы агротехники возделывания гречихи на зерно и их влияние на формирование урожая

На протяжении всего периода вегетации гречихе для ее здорового роста и развития необходимы благоприятные условия для выращивания: почва должна обладать достаточно хорошей аэрацией, способствующей более полному и правильному потреблению элементов питания, наличием доступной для растений влаги.

Подготовка почвы под гречиху состоит из основной и предпосевной обработки, которые проводятся с учетом предшественника, механического состава, степени окультуренности и засоренности поля, характера увлажнения почвы.

При размещении гречихи после стерневых культур основную обработку начинают с лущения, которое проводится сразу после уборки предшественника. По данным А. К. Савицкого [131], своевременное и высококачественное лущение стерни озимой пшеницы, как предшественника гречихи обеспечило прибавку урожайности 2,4 ц/га. Зяблевую вспашку проводят примерно через две-три недели после лущения. В случае, когда предшественником является пропашная культура, зяблевая вспашка проводится сразу после ее уборки [118].

Зяблевую вспашку проводят плугами с предплужниками на дерново-подзолистых, серых лесных, легких суглинистых и супесчаных почвах на глубину 20–22 см, на черноземных — на глубину 25–27 см и более, если позволяет пахотный горизонт. Однако во многих районах возделывания гречихи вместо вспашки зяби перешли на почвозащитную безотвальную систему обработки почвы. Так, в опытах В.М Новикова и З. И. Глазовой [114] плоскорезная обработка почвы на 20–22 см обеспечила наибольшую урожайность гречихи — 13,6 ц/га. По сравнению со вспашкой на 20–22 см, где урожайность гречихи составила 12,4 ц/га, она повысилась на 1,2 ц/га, или 9,7%. В. М. Новиков [113] при изучении влияния разных способов основной обработки почвы (отвальной на глубину 20–22 см (контроль), отвальной разноглубинной, отвальной на 30–32 см, поверхностной (дискование) на 10–12 см, плоскорезной на 20–22 см) на формирование урожая культур звена севооборота, также установил преимущество безотвальной обработки почвы.

Основной задачей предпосевной обработки почвы под гречиху является сохранение влаги, очистка поля от сорной растительности, создание рыхлого и выровненного посевного слоя почвы.

Ранней весной проводят закрытие влаги покровным боронованием. По данным И. Н. Елагина [63], неборонованное поле при сухой ветреной погоде за день теряет 40–80 т воды с 1 га, поэтому боронование необходимо проводить сразу по достижению почвой физической спелости. Боронование зяби проводят тяжелыми боронами в один — два следа поперек вспашки или по диагонали.

Одновременно с боронованием или через три — четыре дня проводят первую культивацию на 10–12 см. По данным А. В. Попова [121], опоздание с первой культивацией может привести к нарушению и замедлению процесса созревания почвы. По мере появления сорняков и изменения физических свойств почвы проводят последующие культивации. Непосредственно перед посевом проводят предпосевную культивацию на глубину заделки семян, которая уничтожает сорняки и создает рыхлый и влажный слой почвы. На черноземных, супесчаных и легких суглинистых почвах в засушливые годы бывает достаточно двух культиваций. При сильной засоренности поля и при более поздних сроках сева гречихи необходимо проводить три — четыре культивации [83, 175]. При необходимости после культивации проводят прикатывание почвы.

В агротехническом комплексе выращивания гречихи особое значение имеет внесение удобрений. Установлено, что из антропогенных факторов, значительно влияющих на урожайность гречихи, на долю минеральных удобрений приходится от 17 до 31% урожая [34].

Высокая отзывчивость гречихи на удобрения обусловливается большой потребностью в питательных веществах. При урожайности 1 т/га гречиха выносит из почвы 44 кг азота, 30 кг фосфора и 75 кг калия, поглощая в первую половину вегетации до 60% азота, 40% фосфора, 62% калия (от общей их потребности). Гречиха обладает способностью использовать труднорастворимые формы фосфорных удобрений [25, 63, 64, 175, 177].

На высокую отзывчивость гречихи на удобрения указывают Д. Я. Ефименко [65], С. У. Броваренко [23], Е. С. Алексеева [4], В. Н. Наумкин, И. И. Драп, И. И. Воробьев [107], Jan Mazurek [183] и др.

Обобщив результаты многолетних полевых опытов по изучению эффективности применения минеральных удобрений под гречиху в разных почвенно-климатических зонах страны, Д. Т. Карцев [79] сделал вывод, что использование минеральных удобрений повышает урожайность гречихи в среднем по различным зонам страны на 3–5 ц/га, или на 20–45%. Наиболее высокие прибавки обеспечиваются на дерново-подзолистых и светло-серых оподзоленных почвах, бедных питательными веществами и расположенных в зоне достаточного увлажнения. По мере ослабления выщелоченности почв снижается эффективность азота и повышается роль фосфора.

Система удобрения гречихи, включает основное, рядковое удобрение и подкормки. Основное удобрение гречихи вносят под зяблевую вспашку или весной под первую культивацию зяби. Осеннее внесение полного минерального удобрения обеспечивает более высокую прибавку урожая, чем весеннее, особенно в зоне неустойчивого увлажнения. В большинстве случаев, особенно в засушливых условиях, основное удобрение дает наибольший эффект, так как питательные вещества при этом полностью заделываются в почву на глубину вспашки, где всегда есть влага.

Подбор нужного состава и соотношения минеральных элементов существенно определяет рост и развитие гречихи и, следовательно, формирование хорошего урожая. На черноземных почвах наиболее эффективны главным образом фосфорные удобрения, а на подзолистых, легких суглинистых и супесчаных почвах — азотно-фосфорные. Калийные удобрения менее эффективны. [25, 63, 175]

Г. Рахмихудоев [126], К. А. Савицкий, И. Н. Елагин [130] и другие не рекомендуют вносить под гречиху калийные удобрения, содержащие хлор. Лучшими калийными удобрениями для гречихи, особенно при весеннем внесении являются бесхлорные формы (например, сернокислый калий, шенит) [65].

В опытах А. В. Герасименко [33], Ю. В. Каргальцева и Ф. М. Пруцкова [77] наилучший результат получен при применении N45P45 — прибавка урожайности по сравнению с контролем составила 2,7–3,2 ц/га.

В исследованиях Ю. А. Духанина [60] нa песчаных почвах дерново-подзолистого типа с высоким содержанием подвижного фосфора и средним обменного калия выявлено высокое положительное действие азотных удобрений на урожай зерна гречихи. С увеличением их дозы положительное действие усиливалось: урожайность зерна возрастала с 6,4 ц/га без удобрений до 13,3 ц/га при внесении азотных удобрений дозой N100 и до 18,3 ц/га при внесении дозой N150. При среднем содержании фосфора в почве ведущее место в повышении урожая принадлежало фосфорным удобрениям. Наибольший положительный эффект получен при совместном внесении азотных и фосфорных удобрений: урожайность зерна гречихи при внесении N100P100 составила 15,2 ц/га.

По мнению Д. Я. Ефименко, Л. И. Покозий [65], И. Н. Елагина [62], А. И. Скобелкина [134] и других наибольшую эффективность обеспечивает совместное внесение азота, фосфора и калия.

В опытах Д. Я. Ефименко, Л. И. Покозий [65], лучший рост и развитие гречихи наблюдались при внесении минеральных удобрений дозой N45Р45К45. При исключении из полного минерального удобрения азота урожайность зерна снижалась на 0,8 ц/га, или 5%, фосфора — на 1,5 ц/га, или 9%, калия — на 1,8 ц/га, или на 11%.

При определении доз минеральных удобрений учитывают планируемую урожайность и качество продукции, содержание доступных для растений элементов питания, реакцию почвенной среды, климатические условия, биологические особенности культур, рельеф полей и гранулометрический состав почвы, предшественника и внесенные под него удобрения [175].

Дозы азотных, фосфорных, калийных удобрений определяют экспериментально на основании полевых опытов или расчетными методами; дозы микроэлементов и органических удобрений в основном по результатам полевых исследований.

Наиболее широкое распространение из балансовых методов получили: расчет доз удобрений на планируемый урожай методом элементарного баланса; на планируемую прибавку урожая, а также упрощенные методы с использованием коэффициентов возмещения выноса элементов питания урожаем, балансовых и других коэффициентов возмещения [137, 156].

Дозы внесения удобрений по методу элементарного баланса рассчитывают, исходя из выноса питательных веществ на единицу урожая, коэффициента использования элементов питания удобрений растениями и содержания легкоподвижных питательных веществ в почве [80, 167].

Н. А. Борисова, М. К. Каюмов [15] на выщелоченных черноземных почвах Тульской области для получения до 3,4 т/га зерна рекомендуют вносить на 1 га 71 кг азота, 59 кг фосфора и 91 кг калия.

А. В. Соловьев [140] для получения 3,5 т/га зерна гречихи на южных черноземах средней окультуренности Волгоградской области рекомендует вносить: азота 19 кг/га, фосфора — 82 кг/га и калия — 36 кг/га, корректируя их с учетом агрохимических параметров почв. Для обоснования доз удобрений следует использовать следующий вынос питательных веществ на 1 т зерна гречихи: азота — 30,9 кг, фосфора — 15,4 кг и калия — 34,7 кг.

Рядковые удобрения обеспечивают растения питательными веществами в первые фазы роста и развития, создают хорошие условия для развития корневой системы. Наибольший эффект при внесении в рядки дает гранулированный суперфосфат. По обобщенным данным 61 опыта, проведенного в разных почвенно-климатических зонах страны, прибавка урожайности гречихи при внесении суперфосфата в рядки составляла в среднем 2,8 ц/га [79].

Подкормка растений во время вегетации эффективна главным образом в случае, когда не вносилось основное удобрение, а также при достаточной влажности почвы при ее проведении. Наиболее часто применяют азотные подкормки. В опытах Украинского ННИЗ [131] на серых оподзоленных суглинках подкормка повышала урожайность только в случае, когда азотные удобрения переносились из основного внесения в подкормку на две трети или полностью.

Подкармливать гречиху рекомендуется во время заложения соцветий и цветков. На рядовых посевах подкормку проводят перед цветением, а на широкорядных — при первой и второй междурядных обработках. На посевах гречихи также эффективно опрыскивание растений растворами минеральных удобрений или микроэлементов, которое проводится в период цветения растений [25, 61, 175].

Минеральные удобрения оказывают влияние на водопотребление гречихи: применение удобрений способствует экономному расходованию влаги. По данным С. Н. Юркина [172] при внесении полного минерального удобрения снижается транспирационный коэффициент гречихи.

В исследованиях Юрченко Е. А. [173], проводимых на южных черноземах Саратовского Правобережья, при использовании удобрений коэффициент водопотребления снижался на лучших вариантах на 29% у сорта «Куйбышевская 85» и на 23% у сорта «Казанка». Наивысшую урожайность при выращивании сорта гречихи «Куйбышевская 85» обеспечило внесение минеральных удобрений дозой N60Р60–1,63 т/га (прибавка к контролю — 0,5 т/га), у сорта «Казанка» — дозой N45Р45–1,42 т/га (прибавка — 0,34 т/га).

Гречихе для нормального роста и развития, наряду с основными питательными элементами, требуются микроэлементы (бор, медь, марганец; цинк, кобальт, молибден и др.) В опытах Е. А. Юрченко [173] применение микроэлементов и стимуляторов роста способствовало увеличению урожайности на 0,13–0,37 т/га (или на 8,6–24,3%). Самую высокую прибавку обеспечивала обработка посевов смесью «бор плюс ПАБК плюс цинк».

В опытах В. Б. Нарушева, Е. А. Нарушевой [104] на черноземных и каштановых почвах Поволжья внесение минеральных удобрений повышало прирост сухой биомассы на 20–25%. Наибольшая урожайность зерна гречихи, в среднем 1,63 т/га, была получена при уровне минерального питания N60P60. Обработка посевов смесью микроэлементов и стимулятора «бор плюс ПАБК плюс цинк» обеспечила прибавку урожая 0,37 т/га.

Под гречиху не рекомендуется вносить навоз, так как при его разложении выделяется много азотнокислых веществ, способствующих усиленному росту вегетативных органов. В результате формируется мало зерна и много соломы, особенно во влажные годы [25, 50]. И. Н. Елагин [62, 63], Н. Д. Кумскова [95] и другие считают, что органические удобрения следует вносить под предшествующую культуру. Однако данные А. Ф. Якименко [175] говорят о том, что непосредственное внесение навоза как под гречиху, так и под её предшественника повышает урожайность гречихи.

Учитывая, что корневая система гречихи способна выделять органические кислоты, которые обеспечивают более интенсивное разложение растительных остатков и усвоение из них питательных веществ, ГНУ ВНИИЗБК [128] во всех зонах возделывания гречихи рекомендует компенсировать дефицит элементов питания внесением соломы зерновых предшественников.

Исследования В. А. Стебакова, Н. А. Лопачева, Ю. В. Басова, В. Н. Наумкина [142] показали, что внесение соломы (5 т/га) на фоне (NPK) 48 повышает урожайность зерна гречихи до 1,41 ц/га, или на 2,9%, сидерата (6–8 т/га) до 1,59 т/га, или на 16%, соломы (5 т/га) плюс сидерата (6–8 т/га) до 1,96 т/га, или на 44,5%.

При возделывании гречихи одним из важнейших вопросов является назначение сроков посева. Оптимальные сроки сева повышают всхожесть и энергию прорастания семян, улучшают сохранность растений к уборке, увеличивают озерненность и крупность плодов.

Срок посева должен обеспечивать заделку семян в хорошо подготовленную, прогретую, влажную и чистую от сорняков почву, исключать попадание всходов под действие заморозков и создавать благоприятные условия для цветения и плодообразования. Наукой и практикой установлено, что лучшие сроки сева гречихи наступают при устойчивом прогревании почвы на глубине 8–10 см до 10–12 °C и минует опасность весенних заморозков.

При установлении сроков сева также надо учитывать агрометеорологические условия, тип почв, рельеф местности, сорта. Например, в годы с ранней весной, на легких почвах и на участках с южным склоном гречиху надо высевать раньше, а в годы с поздней, холодной и затяжной весной на тяжелых почвах, расположенных на северных склонах — позже средних многолетних сроков. Среднеспелые сорта целесообразнее высевать раньше, а скороспелые — позже [25, 63, 64, 175].

Одни исследователи, изучавшие различные сроки сева гречихи, считают, что гречиху надо сеять рано (А. Ф. Якименко [175], Л. С. Нижегородцева [109], А. Я. Цариковская [164], Е. С. Алексеева [4]), а другие (А. Н. Анохин [6], В. А. Гулидова, Л. Д. Чеснокова [42], А. В. Герасименко [33]), наоборот, поздно.

В южных областях Центрально-Черноземной зоны РФ, исходя из того, что культура не переносит высокой температуры и засушливой погоды во время цветения, сеют ее несколько раньше, когда почва прогревается только до 6–7 °С, что обычно бывает в третьей декаде апреля. Это обеспечивает более высокий урожай при условии, если всходы не попадут под заморозки.

Результаты исследований В. А. Гулидовой, Л. Д. Чесноковой [42], проводимых в условиях Липецкой области с сортом «Куйбышевская 85», показали, что наилучшим сроком посева гречихи является 30 апреля.

В исследованиях А. В. Попова [121] на рядовом посеве у сорта Кама наибольшая урожайность, 2,56 т/га, получена при первом сроке посева (первая декада мая), у сортов «Саулык» и «Черемшанка» при втором сроке (третья декада мая) — 2,42 и 2,53 т/га соответственно.

В опытах Д. Я. Ефименко [64], проводимых на Сумской опытной станции, лучшим оказался первый срок посева — 11 мая (урожайность повышалась на 2,8 ц/га). Два последующих (около 20 и 30 мая) снижали урожайность.

Полевые исследования по изучению продуктивности среднеспелых сортов гречихи при разных сроках посева, проводимые Стебаковым В. А., Лопачевым Н. А., Наумкиным В. Н., Драпом И. И. [142] в 2003–2006 гг. в ПСХА ЗАО «Орлекс» Болховского района Орловской области, показали, что оптимальные сроки посева c 12 по 19 мая. Ранние (на 7 дней), так и более поздние (на 7 и 14 дней) приводили к потере урожая. При оптимальных сроках посева урожайность семян гречихи у сорта «Дикуль» составила 1,88 и 1,96 т/га, у сорта «Деметра» — 1,89 и 2,15 т/га, «Девятка» — 2,08 и 2,35 т/га. При отклонении от оптимальных сроков сева степень снижения урожайности составила у сортов «Дикуль» 12,6–20,2%, «Деметра» — 11,1–25,0%, «Девятка» — 13–32%.

В исследованиях А. Т. Хуснутдиновой [162] показано, что в условиях лесостепи Среднего Поволжья посев гречихи следует проводить во второй половине второй декады мая. В годы с продолжительной весенне-летней засухой лучшим сроком сева гречихи является середина июня.

В опытах З. М. Хаертдиновой [157] значительное повышение урожайности гречихи сорта Саулык было получено при посеве 25–27 мая (на 0,7 ц/га) и с 30 мая по 2 июня (на 1,3 ц/га) по сравнению с урожайностью, полученной при посеве 5–7 июня. Посев 10–12 июня обусловил снижение урожайности на 1,3 ц/га относительно урожайности, полученной при посеве 5–7 июня из-за снижения массы зерна на 0,1 г при уменьшении количества зерен на растении на 3, 5 шт.

Выполняя исследования в приазовской зоне Ростовской области, Мных С. В. [103] установил, что при весеннем посеве гречихи гидротермические условия часто не отвечают биологическим требованиям культуры. Для получения урожая гречихи порядка 15–16 ц/га, ее следует высевать, когда на глубине 0,1 м температура почвы достигнет 24 °C, т. е. в середине июня. При недостаточном количестве влаги в верхнем слое почвы срок посева можно сместить до выпадения осадков, вплоть до начала июля.

В результате многолетних исследований в Белоруссии А. Н. Анохин [6] сделал вывод, что урожайность гречихи зависит не от срока сева, а от метеорологических условий, складывающихся в критические периоды роста и развития растений. В условиях сухой и теплой весны поздний посев приводит к значительному снижению урожайности гречихи.

А. Н. Фесенко, Г. Е. Мартыненко и С. Н. Селихов [152], подводя итоги многочисленных исследований, приходят к выводу о том, что повысить урожайность гречихи в экстремальные годы помогает посев в ранние сроки, что дает возможность растениям лучше использовать весенние запасы влаги. Однако для этого необходимы сорта, устойчивые к длительным весенним похолоданиям и хорошо конкурирующие с сорняками в условиях пониженных температур.

Получение стабильно высоких урожаев гречихи возможно только при оптимизации площади питания и влагообеспечения, которая зависит от способа посева и нормы высева.

Гречиху сеют рядовым, широкорядным, узкорядным и ленточным способами. В практике сельскохозяйственного производства наибольшее применение получили рядовой способ с междурядьями 0,15 м и широкорядный с междурядьями 0,45 м.

Среди ученых нет единого мнения о сравнительной эффективности рядового и широкорядного способов посева. Эффективность способа посева зависит от условий года, внесенных удобрений, сроков посева, плодородия почвы, ее гранулометрического состава, засоренности и др.

Обычный рядовой способ посева эффективнее на легких и менее засоренных почвах, при более поздних сроках сева и выращивании раннеспелых маловетвящихся сортов. Широкорядный способ посева применяют на плодородных почвах, при посеве позднеспелых и среднеспелых сортов, на более засоренных участках и при более раннем сроке посева. Благодаря большей площади питания, на широкорядных посевах растения гречихи лучше обеспечены влагой и хорошо переносят засуху. [25, 50, 62, 64, 93, 95, 175]

На преимущество широкорядных посевов гречихи первым указал И. А. Пульман [125]. Он пришел к выводу, что именно широкорядный способ посева соответствует биологическим особенностям роста и развития гречихи. Растения лучше ветвятся, развивают мощную корневую систему, увеличивается количество продуктивных ветвей первого порядка, образуется больше семян.

В опытах П. М. Демиденко, Е. Е. Лебедя [47], И. Н. Елагина [63], К. А. Савицкого [131], Е. А. Столетовой [143], А. Я. Цариковской [164], С. Н. Юркина [172], А. Н. Анохина [6, 7, 8], А. Г. Субботина [144] лучшие результаты были получены на широкорядных посевах. Названные авторы утверждают, что широкорядный посев обеспечивает экономию семян, улучшает условия произрастания растений (освещение, питание, водоснабжение), дает возможность провести рыхление почвы в междурядьях, применить подкормку, обеспечивает борьбу с сорняками, увеличивает площадь питания растений и их продуктивность.

В исследованиях В. Б. Нарушева [104, 105] на южных черноземах степного Поволжья наивысшая урожайность гречихи (1,40 т/га у сорта Казанка и 1,51 т/га у сорта Куйбышевская 85) была получена при широкорядном посеве с междурядьями 0,45 м нормой высева 2 млн шт./га.

В условиях Центрального Таджикистана лучшим способом посева пожнивной гречихи является широкорядный с междурядьями 0,45 м и нормой 3 млн всхожих семян на 1 га. При этом способе посева формируется высокорослые, мощные, хорошо облиственные с наибольшим количеством полноценных семян растения, обеспечивающие прибавку урожая, по сравнению со сплошным посевом, в среднем 0,34 т/га [33].

В ходе опытов В. В. Филина, Г. С. Егоровой [155, 156] установлено, что самая низкая урожайность 1,21 т/га, получена на одновидовом рядовом посеве. При широкорядном посеве урожайность была выше на 0,09 т/га. В смешанных с люпином в соотношении 25:1 посевах применение широкорядного способа посева способствовало увеличению продуктивности зерна гречихи, в сравнении с рядовым, на 0,47 т/га.

Как показали исследования [121], проводимые ЗАО «Гречиховод» Кумылженского района Волгоградской области, при первом сроке сева лучший режим жизнеобеспечения растений создается при посеве с междурядьями 0,45 м. Урожайность сорта «Саулык» в этом случае составляла в среднем за три года 2,01 т/га. При сплошном посеве с междурядьями 0,15 м она снижалась на 20%. При втором сроке сева наибольшая урожайность у сорта «Саулык» отмечена на рядовом посеве — 2,9 т/га, что выше на 3,5%, чем на широкорядном.

В условиях лесостепи Среднего Поволжья [145] наибольшая урожайность зерна гречихи без орошения была получена на широкорядных посевах с междурядьями 0,45 м; на обычных рядовых посевах недобор урожая составлял в среднем 0,13–0,24 т/га. Внесение минеральных удобрений способствовало увеличению урожайности при всех изучаемых способах посева. На максимально удобренном фоне питания с внесением NPK на урожай 2,5 т/га прибавка урожая гречихи на широкорядном посеве составила 0,72 т/га, или 48,6%, а на рядовом — 0,58 т/га, или 50,4%.

Для семеноводческих целей предпочтительно использование широкорядных посевов, так как повышенная продуктивность растений и меньшая норма высева семян дают возможность быстро размножить необходимые сортовые семена [106].

Преимущества широкорядных посевов проявляются только при своевременном и тщательном уходе за посевами. В широкорядных посевах увеличиваются потери урожая при уборке, так как широкие междурядья плохо удерживают валки и растения часто ложатся на землю, вследствие чего затрудняется подбор валков при их обмолоте. По данным [175] потери зерна при уборке гречихи на рядовом посеве могут составлять 3,2%, а на широкорядных — 6,7%. В рядовых и узкорядных посевах валки получаются более выравненные и укладываются на стерню, что улучшает просушку, дозревание семян, подбор и обмолот валков.

Не подтверждали преимущество широкорядных посевов опыты по испытанию сортов при разных способах посева, проводимые Государственной комиссией по сортоиспытанию сельскохозяйственных культур в 60 областях, краях и республиках. Исследования показали, что в 25–30% опытах широкорядные посевы дали близкие урожаи с рядовыми, уступали им в 55–60% случаев и дали более высокий урожай всего в 15–20% опытов [175].

Н. А. Антонов [11, 12], С. У. Броваренко [22], П. Т. Корольков [87], С. И. Лосев, А. И. Хлебников [99], М. А. Шумкова [169, 170], А. Ф. Якименко [174], А. С. Кротов [93] и другие авторы утверждают, что во многих почвенно-климатических зонах со сплошных рядовых и узкорядных посевов, при правильной агротехнике на чистых от сорняков почвах, собирают равные и даже более высокие урожаи, чем с широкорядных.

По мнению А. Н. Анохина [7, 8], Н. И. Синягина [133], широкорядные посевы гречихи имеют преимущество в условиях засухи только на недостаточно окультуренных и увлажненных почвах.

В опытах З. М. Хаертдиновой [157] наибольшая урожайность гречихи Саулык (14,3 ц/га) при посеве 30 мая — 2 июня с нормой высева 4 млн шт./га обычным рядовым способом была получена за счет формирования большей площади листьев — 31,0 тыс. м 2/га и фотосинтетического потенциала — 1,18 млн м 2/сут./га, чистая продуктивность фотосинтеза составила 8,4 г/м 2 в сутки. Урожайность зерна 13,3 ц/га при посеве с нормой высева 3 млн шт./га широкорядным способом (с междурядьями 0,3 м) сформировалась при чистой продуктивности фотосинтеза 9,2 г/м 2 в сутки, площади листьев 27,3 тыс. м 2/га и фотосинтетическом потенциале 1,0 млн м 2/сут./га. Широкорядные посевы были больше засорены — в среднем на 13%.

В исследованиях М. Н. Шумковой [170] и С. У. Броваренко [22] наибольшая урожайность зерна гречихи была получена при узкорядном способе посева.

Рядовые посевы не требуют междурядной обработки, хорошо угнетают сорняки, дружнее созревают, однако меньше соответствуют биологическим особенностям роста и развития гречихи. В широкорядных посевах гречиха лучше ветвится, развивает мощную корневую систему, на растениях формируется больше продуктивных ветвей первого порядка, на которых образуется больше семян, чем в рядовых посевах [63].

Исследования [107], проведенные в Орловской области, показали, что для увеличения урожайности гречихи необходимо проводить посев с междурядьями 0,3 и 0,45 м. При выращивании гречихи на темно-серых лесных почвах Центрального Черноземья Коротченков Ю. А. [88] рекомендует посев проводить черезрядным с шириной междурядий 0,3 м способом с высевом 50 кг семян на 1 га. На менее чистых от сорняков и более бедных по плодородию полях — черезрядно-перекрестным способом по схеме 30 х 30 см с нормой высева семян 100 кг/га.

Уровень урожая гречихи определяется не только способом посева, а всем комплексом агротехнических мероприятий, применяемых при выращивании этой культуры. При выборе способа посева необходимо учитывать почвенно-климатические условия, предшественник, засоренность полей сорняками, посевную площадь гречихи, особенности сорта, обеспеченность механизмами и рабочей силой.

Широкорядные посевы обычно дают более высокий урожай при размещении их на плодородных почвах, когда за ними в период вегетации проводится необходимый уход (рыхление междурядий, подкормки и пчелоопыление). На песчаных, легких суглинистых, структурных, чистых от сорняков почвах, а также в пару, в поу косных и пожнивных посевах гречиху следует высевать сплошным рядовым и узкорядным способами.

Для получения высоких урожаев гречихи большое значение имеет правильно установленная норма высева семян. При завышенной норме посева растения высокорослые, менее мощные и менее продуктивные. С повышением густоты посева уменьшается площадь питания, листовая поверхность, ухудшается освещенность и влагообеспеченность. На плодородных и удобренных почвах норму высева обычно принимают меньше, чем на менее плодородных. Многие ученые пришли к единому мнению, что норма высева семян зависит, прежде всего, от природно-климатических условий, срока и способа посева.

А. В. Попов [121] в зоне южных черноземов Волгоградской области рекомендует принимать норму высева у сортов «Кама», «Саулык» и «Черемшанка» при посеве рядовым способом 2,0 млн шт./га, широкорядным — 1,5 млн шт./га.

А. Г. Субботин [144] для условий Саратовского Правобережья рекомендует следующие оптимальные нормы высева: для сорта Деметра 2,5 млн шт. всхожих семян на 1 га, для сорта Казанская крупноплодная 2,0 млн шт. всхожих семян на 1 га. Увеличение нормы высева на рядовых посевах приводило к снижению: количества выполненных семян на одном растении с 45,7 до 24,5 шт. у сорта «Куйбышевская 85», с 47,2 до 28,3 шт. у сорта «Деметра» и с 47,2 до 25,2 у сорта «Казанская крупноплодная»; массы семян с одного растения — соответственно с 0,97 до 0,80 г у сорта «Куйбышевская 85», с 1,33 до 1,02 г у сорта «Деметра» и с 1,04 до 0,88 г у сорта «Казанка». На широкорядных посевах показатели названных элементов продуктивности были на 10–15% выше по сравнению с рядовыми посевами.

В опытах Герасименко А. В. [33] нa южных черноземах Оренбургской области на широкорядных посевах с междурядьем 0,45 оптимальной нормой высева является 2,5–3 млн шт./га, а при рядовом посеве — 3,5 млн шт./га.

В исследованиях Юрченко Е. А. [173] наилучшие показатели качества зерна у сортов «Куйбышевская 85» и «Казанка» отмечены при посеве с междурядьями 0,3 м и нормой высева 2 млн шт./га.

А. Т. Хуснутдинова [162] считает, что в лесостепной зоне Среднего Поволжья в средние по гидротермическому режиму годы посев гречихи следует проводить широкорядным или двустрочно-ленточным способом с нормой 1,5 млн всхожих семян на 1 га. В годы с продолжительной весенне-летней засухой посев гречиху следует высевать двустрочно-ленточным способом с нормой высева не более 1,0 млн всхожих семян на 1 га.

Важным условием получения высоких урожаев гречихи является своевременный и тщательный уход за посевами, который включает в основном прикатывание почвы одновременно с посевом, довсходовое и послевсходовое боронование. На широкорядных посевах помимо перечисленных агротехнических приемов проводят междурядные обработки.

Прикатывание эффективно в засушливые годы и при недостаточном увлажнении почвы. Боронование посевов разрушает почвенную корку, уничтожает всходы сорняков, сохраняет влагу. Боронование по всходам проводят на рядовых и узкорядных посевах в фазу первого настоящего листа поперек рядков или по диагонали легкими боронами в один след при медленном передвижении агрегата [25, 63, 175].

Первую междурядную обработку проводят на глубину 5–6 см, когда растения имеют первую пару настоящих листьев. Последующие обработки повторяют в зависимости от уплотнения почвы и появления сорняков. В опытах Дерябина А. Н. [49] в Новоаннинском районе Волгоградской области при широкорядном способе посева (0,45 м) междурядную обработку проводили два раза. По его мнению, такое количество обработок необходимо для образования корневых волосков, питающих растения в периоды, которые характеризуются острым недостатком влаги. При этом урожайность увеличилась в среднем на 0,2–0,6 т/га.

Для получения полноценного урожая гречихи, ее посевы необходимо опылять пчелами. В среднем во время наступления фазы цветения необходимо иметь две–три пчелосемьи [176].

В своих исследованиях, проводимых в лесостепной зоне Кумылженского района Волгоградской области, для усиления процесса опыления Филин В. В., Г. С. Егорова [154,155] предлагают использование смешанных посевов гречихи сорта «Саулык» с люпином в соотношении 25:1. При этом урожайность по сравнению одновидовым посевом возрастала на 21,5%.

На посевах гречихи необходимо вести систематические наблюдения за развитием вредителей и болезней. Для борьбы с вредителями и болезнями необходимо соблюдать агротехнические меры: размещать культуру по хорошим предшественникам, качественно и своевременно проводить основную и предпосевную обработки почвы, уборку урожая, высевать крупные и тяжеловесные семена, правильно подготовленные к посеву, содержать поля чистыми от сорняков, регулировать режим питания [63, 64, 119, 175].

Сроки уборки установить крайне трудно, поскольку на одном растении располагаются и побуревшие плоды, и зеленые растения, а также цветки. По мнению многих ученых уборку следует проводить раздельным способом, при побурении более 75% плодов [146, 160].

Таким образом, на основании рассмотренных опытных данных по возделыванию гречихи, можно сделать вывод, что для получения высоких и стабильных урожаев необходимо использовать агротехнические приемы, полностью отвечающие природно-климатическим условиям выращивания данной культуры.

1.3. Гречиха — перспективная культура рисовых севооборотов

Рис занимает одно из ведущих мест в продовольственном балансе нашей страны. За последнее десятилетие валовой сбор риса в России увеличился почти вдвое: с 571 тыс. тонн в 2005 году до 1049 тыс. тонн в 2014 году. Посевная площадь культуры за рассматриваемый период увеличилась на 53 тыс. га или 36,6%. В 2014 году под посевами риса было занято 197 тыс. га. Урожайность риса в среднем за 2005–2014 гг. составила 4,9 т/га, что на 57,3% выше средней урожайности за период с 1995 по 2004 гг.

В Калмыкии зона рисосеяния размещена в пределах Сарпинской низменности. Рисовые севообороты расположены в зоне деятельности Сарпинской обводнительно-оросительной (СООС) и Калмыцко-Астраханской рисовой оросительной (КАРОС) систем на солонцеватых светло-каштановых и бурых полупустынных почвах в комплексе с солонцами. В 2014 г. в республике с 4 тыс. га посевной площади было собрано 8 тыс. тонн риса. За период 2005–2014 гг. площадь риса снизилась на 21,6%, валовой сбор — на 36%, урожайность — на 10,4%. В среднем за рассматриваемый период урожайность риса в Калмыкии достигала 60% от среднероссийской. Самые высокие показатели по площадям (8,1–8,3 тыс. га) и валовым сборам (26,3–28,7 тыс. т) были достигнуты в 1985–1990 гг., когда соблюдались научно-обоснованные технологии возделывания риса и улучшения плодородия почв [16].

Независимо от погодных условий мелиорированные земли способны обеспечить население практически всеми видами сельскохозяйственной продукции. Однако орошение почв оказывает сильное воздействие на природную среду. Наряду с положительными результатами при длительном искусственном увлажнении почвы, возникает ряд негативных экологических последствий: осолонцевание, вторичное засоление и эрозия почв [14].

В исследованиях многих авторов (В. В. Бородычев, Э. Б. Дедова, С. Б. Адьяев, Г. Н. Кониева, И. А. Ниджляева [3, 16, 45], О. В. Демкин [48], З. Ф. Тулякова [148], А. Ч. Уджуху [149], Л. T. Яковлева [178] и др.) установлено, что длительное бессменное возделывание риса по рису приводит к сильному уплотнению и ухудшению водно-физических свойств почвы, высокой засоренности полей, способствует распространению болезней и вредителей риса, обеднению почвы азотом, фосфором и калием.

В связи с этим, рис необходимо возделывать в системе севооборотов, где сопутствующие культуры будут способствовать улучшению водно-физических свойств почвы. Введение научно-обоснованных севооборотов позволит не только увеличить урожай риса, но и повысить рентабельность производства культур рисового севооборота.

В зависимости от специализации, почвенно-климатических и мелиоративных условий в разных зонах рисосеяния могут вводиться разные по продолжительности ротации, составу и порядку чередования культур севообороты. Как отмечают В. В. Бородычев, Э. Б. Дедова, С. Б. Адьяев, Г. Н. Кониева, Ниджляева [16, 45], И. П. Кружилин [94], З. Ф. Тулякова [148], Л. Т. Яковлева [178], состав и соотношение культур рисового севооборота должны определяться направлением развития хозяйства и ценностью сопутствующей культуры, способной давать высокие урожаи при одновременном обеспечении повышения плодородия почвы.

Рисовый севооборот оказывает положительное действие на основные водно-физические свойства, окислительно-восстановительный потенциал и пищевой режим почвы, степень засорения и поражения посевов риса болезнями, микробиологическую деятельность и накопление органического вещества в почве и т. д. [16, 45].

Особую значимость имеет внедрение в рисовые севообороты суходольных культур, способных формировать высокие урожаи без полива с использованием остаточных после риса запасов влаги и обладающих при этом фитомелиоративными свойствами (Н. Н. Дубенок, В. В. Бородычев, Э. Б. Дедова, С. Б. Адьяев, М. Н. Лытов и др. [16, 17, 18, 20, 44, 46]).

В условиях Калмыкии экономически выгодно выращивать гречиху в рисовых чеках с использованием остаточных после риса запасов влаги [53, 54, 55, 56, 57, 58, 59]. Гречиха оказывает положительное влияние на продуктивность риса, способствует поддержанию хорошего фитосанитарного потенциала пахотных земель.

При возделывании риса возрастает средняя плотность почвы, снижается ее скважность, ухудшается газообмен. Гречиха хорошо затеняет почву листьями, лучше других зерновых культур сохраняет в ней влагу, предупреждает создание корки и уплотнения, улучшает физические и механические свойства пахотного слоя [175].

Одним из основных факторов, сдерживающих получение высоких урожаев риса, является засоренность посевов. Сорные растения используют питательные вещества почвы, затеняют и угнетают рис, при этом ухудшаются условия налива зерна, увеличивается пустозерность, уменьшается масса 1000 семян. В результате снижается урожайность, ухудшаются посевные и пищевые качества риса [16]. Гречиха при хорошем и быстром развитии листовой поверхности эффективно подавляет рост однолетних сорняков и оставляет после себя рыхлый верхний слой почвы, менее засоренный, чем до посева этой культуры [50].

Гречиха хороший предшественник почти для всех сельскохозяйственных культур. Она способна формировать высокий урожай зеленой массы, которую можно использовать в качестве сидера та. Пожнивные остатки гречихи богаче, чем у других культур азотом, фосфором и калием. Запашка гречихи на зеленое удобрение в пару улучшает агрофизические свойства пахотного слоя, повышает урожай. Гречиха способна усваивать из труднодоступных соединений не только фосфор, но и калий, а также выносить их в пахотный горизонт. Благодаря этому, улучшается питательный режим культур, следующих за ней в севообороте. Зерновые колосовые культуры, идущие в полевом севообороте после гречихи, обычно не поражаются корневыми гнилями, что повышает их урожайность [24, 25, 63].

Таким образом, одним из приемов улучшения рисовых мелиоративных агроландшафтов Сарпинской низменности является внедрение технологических приемов возделывания суходольных культур, способных формировать высокие урожаи без полива с использованием остаточной после риса влаги. Это позволит более эффективно использовать мелиорируемые земли и оросительную воду, увеличивает выход растениеводческой продукции, ускоряет окультуривание периодически затопляемых почв рисовых полей [16, 45].

Накопленный научный опыт позволяет утверждать, что гречиха в силу биологических особенностей может занять достойное место в рисовых чеках как сопутствующая культура. Анализ агроклиматических и почвенных условий Калмыкии позволит нам обосновать включение культуры в рисовые севообороты, определить условия формирования урожая зерна без полива с использованием остаточных после уборки риса запасов почвенной влаги. На наш взгляд, незавершенность научных разработок применительно к условиям региона исследований по технологии возделывания гречихи в рисовых чеках сводится к следующим наиболее важным аспектам:

– анализ опубликованных данных свидетельствует о перспективности возделывания гречихи в рисовых чеках. Однако, наряду с этим, не изучены ряд важных технологических аспектов, связанных с особенностями использования почвенной влаги посевами гречихи на формирование урожая;

– недостаточно изучены особенности роста и развития гречихи в рисовых чеках при разных уровнях минерального питания в зависимости от способа посева изучаемой культуры;

– в зависимости от складывающихся погодных условий использования запасов почвенной влаги посевами гречихи необходимо обосновать особенности формирования структуры урожая и урожайности зерна гречихи.

Поиск ответов на поставленные выше вопросы, позволяющие в комплексе решить задачу обоснования технологии возделывания гречихи в рисовых чеках Калмыкии, определяет направление наших исследований.

2. Методика и условия проведения исследований

2.1. Программа исследований и схема полевого эксперимента

Экспериментальные исследования проводились в системе рисового севооборота в чеках ФГУП «Харада» Октябрьского района Республики Калмыкия.

Согласно программе исследований для решения поставленных задач был организован двухфакторный полевой опыт.

Схемой опыта по фактору А (уровень минерального питания) предусматривалась закладка следующих вариантов:

– вариант А1 (контроль) — без внесения удобрений;

– вариант А2 — внесение минеральных удобрений дозой N30P15, рассчитанной на формирование 1,0 т/га зерна гречихи;

– вариант А3 — внесение минеральных удобрений дозой N60P30, рассчитанной на формирование 1,5 т/га зерна гречихи;

– вариант А4 — внесение минеральных удобрений дозой N90P45, рассчитанной на формирование 2,0 т/га зерна гречихи.

Схемой опыта по фактору В (способ посева) предусматривалась закладка следующих вариантов:

– вариант В1 (контроль) — рядовой способ посева гречихи с шириной междурядий 0,15 м;

– вариант В2 — широкорядный способ посева гречихи с шириной междурядий 0,30 м;

– вариант В3 — широкорядный способ посева гречихи с шириной междурядий 0,45 м.

По площади опытного участка опыт был заложен методом организованных повторений (рис. 2).

Опыты проводились в четырехкратной повторности. В пределах организованного повторения варианты с разным уровнем минерального питания и шириной междурядий располагались рендомизированно [51, 52].

Размеры учетной делянки — 4 × 15 м, площадь — 60 м 2. Ширина полос с разным уровнем минерального питания составляла 4 м. Ширина делянок с разным междурядным расстоянием была принята равной 15 м. Площадь всех вариантов опыта в первой повторности — 0,11 га, площадь опытного участка — 0,43 га.

Рис. 2. Схема полевого опыта

2.2. Методика проведения исследований

С целью получения экспериментальных данных в объеме, достаточном для проведения статистического анализа, а также обоснования выводов и рекомендаций в исследованиях использовали следующие общепринятые методики.

Образцы для получения данных агрохимического анализа почв исследуемого участка отбирали в слое почвы, подверженном основной обработке и под ним. Определение агрохимических свойств образцов почвы проводили в условиях лаборатории. Гумус контролировали методом И. В. Тюрина в модификации ЦИНАО [30, 40, 84]. Содержание подвижных соединений фосфора и калия в почве определялось методом Б. П. Мачигина [39], легкогидролизуемого азота — методом И. В. Тюрина и Н. М. Кононовой [84]. Содержание нитратного азота определялось при помощи колориметрического метода [96]. Емкость поглощающего комплекса почвы определялась методом П. В. Захарчука [123], а при определении содержания поглощенного натрия был использован метод И. Н. Антипова-Каратаева и Л. Я. Мамаевой [81].

Оценка водно-физических свойств почвы на опытном участке проводилась по общепринятым методикам [72, 96, 122]. Для определения плотности сложения почвы был использован буровой метод, основанный на взятии образца почвы с помощью врезания кольца. Образцы почвы отбирали по горизонтам, через 0,1 м до глубины 0,8 м. Расчет плотности сложения проводился с учетом фактической влажности почвы

,

где dV — плотность почвы, г/см 3;

m — масса сухой почвы, г;

V — объем цилиндра, м 3.

Плотность твердой фазы определяли пикнометрическим методом [96, 122]. Анализ проводили с использованием почвы из образцов, которые отбирались для определения плотности сложения почвы.

Общую порозность почвы (скважность) рассчитывали по показателям плотности почвы и плотности твердой фазы

,

где dV — плотность почвы, г/см 3;

d — плотность твердой фазы, г/см 3.

Для определения наименьшей влагоемкости почвы был использован метод заливки площадок [72, 96].

Влажность почвы перед посевом и на протяжении всего периода вегетации определяли термостатно-весовым методом [96]. Отбор образцов почвы на влажность проводили на постоянных водобалансовых площадках в четырехкратной повторности для каждого варианта опыта.

Максимальную гигроскопичность почвы определяли по общепризнанной методике [96] и использовали для расчета влажности завядания растений. Запасы влаги в почве определяли исходя из плотности почвы и предельной полевой влагоемкости [122].

Суммарное водопотребление растений по отдельным периодам развития и за вегетацию определялось методом водного баланса по А. Н. Костякову [90]:

,

где Е — суммарное водопотребление, м 3/га;

Р — сумма выпавших за расчетный период осадков, мм;

μ — коэффициент использования осадков;

∆W — изменение запасов почвенной влаги за рассматриваемый период времени, м 3/га;

Wгр — подпитывание активного слоя почвы грунтовыми водами, м 3/га.

Для определения суммарного испарения (эвапотранспирации) гречихи за отдельные отрезки вегетационного периода использовали биоклиматический метод С. М. Алпатьева [5].

Учет грунтовых вод вели по методике Н. В. Данильченко [43].

При определении расчетных доз внесения минеральных удобрений пользовались методом элементарного баланса [137, 156]. При этом учитывалось содержание подвижных форм элемента в пахотном слое почвы, вынос элемента питания планируемым урожаем, коэффициенты использования питательных веществ.

Метеорологические наблюдения в годы исследований проводили на опытном участке в течение всего периода вегетации растений. Анализ метеоусловий выполнен по данным наблюдений метеостанции «Малые Дербеты». Для замера уровня осадков использовали полевой дождемер М-99, установленный на высоте 1,5 м от поверхности поля.

Фенологические наблюдения проводили по методике Государственного сортоиспытания сельскохозяйственных культур [101]. Наступление фаз определялось путем глазомерной оценки, при этом отмечали даты посева, всходов, начала цветения, начала плодообразования, начала побурения, уборочной спелости. За начало очередной фазы развития принимали появление ее признаков у 10% наблюдаемых растений.

Динамику накопления зеленой массы и сухого вещества определяли по основным фазам развития в соответствии с методикой Государственного сортоиспытания сельскохозяйственных культур [101].

Фотосинтетическую деятельность растений в посевах изучали по методике лаборатории фотосинтеза Института физиологии растений [111]. Площадь листьев находили методом высечек [124], для чего на каждом варианте выделялось по 50 модельных растений, которые впоследствии использовали для определения веса растений. А дальше для оценки фотосинтетической активности растений гречихи расчетными способами определяли фотосинтетический потенциал посева и чистую продуктивность фотосинтеза [124, 153].

Чистую продуктивность фотосинтеза (ЧПФ) находили путем деления урожая сухой биомассы на фотосинтетический потенциал:

где В1 и В2 — сухая масса растений в начале и в конце учетного периода;

(В2 — В1) — прирост сухой массы за n дней;

Л 1 и Л 2 — площади листьев в начале и в конце периода, м 2;

0,5 (Л 1+Л 2) — средняя рабочая площадь листьев за период опыта;

n — период между двумя наблюдениями, дней.

Для учета структуры урожая перед уборкой на закрепленных площадках отбирали пробные снопы. При анализе 50 модельных растений на каждом варианте опыта определяли основные элементы структуры урожая: высоту растений, количество соцветий на растении, массу семян с одного растения, количество зерен с одного растения [101].

Массу 1000 семян определяли по ГОСТ 10842–89 [37]. Фактический урожай учитывали методом сплошной уборки каждой делянки зерновым комбайном с пересчетом на стандартную чистоту и влажность зерна [38].

Статистическая обработка полученных данных проводилась методами дисперсионного, корреляционного и регрессионного анализов [51] с использованием современных компьютерных программ [31].

Расчет экономической эффективности результатов исследований проводили с учетом требований методических рекомендаций по определению экономической эффективности сельскохозяйственного производства [171].

2.3. Водно-физические и агрохимические свойства почв на опытном участке

Значительная часть территории Республики Калмыкия относится к полупустынной зоне, для которой характерно наличие пустынных и степных участков с соответствующим растительным и почвенным покровом [71, 132].

Октябрьский район, на территории которого проводились исследования в полевых условиях, расположен на севере Республики Калмыкия в Прикаспийской низменности. Несмотря на большое количество понижений в виде балок и лиманов, рельеф района преимущественно равнинный. Территория, занятая землями сельскохозяйственного назначения, составляет 3421 км 2, из них пахотные земли 525,2 км 2, при этом общая площадь территории района равна 3686 км 2.

Характерной чертой местной растительности является, прежде всего, ее скудость по флористическому составу, сильная изреженность, низкорослость, устойчивость к засухам, способность расти на засоленной почве, а также чередование различных участков со степной и пустынной растительностью. Степная растительность представляет собой включения с преимущественным произрастанием ковыля с присутствием ромашника и полыни, а в понижениях рельефа произрастает луговая растительность, которая комфортно себя чувствует в переменных условиях увлажнения.

Глубина залегания грунтовых вод на опытном участке изменяется от 1,2 м до 1,5 м. Содержание минеральных солей в метровом слое почвы составляет 0,093–0,097%. По степени минерализации, 4,0–6,5 г/л, грунтовые воды характеризуются как солоноватые. Химический тип грунтовых вод — хлоридно-сульфатные натриево-кальциевые.

Опытное поле, на котором проводились исследования, находится в ФГУП «Харада». Почвенный покров состоит из бурых полупустынных зональных почв, отличающихся друг от друга своей солонцеватостью. Основой для формирования почв, в основном, служат лессовидные суглинки. В то же время имеет место чередование глинистых участков с песками. Наблюдается различие почв по механическому составу — среднесуглинистые, легкосуглинистые и супесчаные, а также степени солонцеватости — солонцеватые и сильносолонцеватые. Опавшие листья, интенсивно разлагаясь и минерализуясь, превращаются в продукт распада, в котором накапливается большое количество зольных элементов, среди которых соли щелочных металлов являются главной составляющей, придающей бурым почвам солонцеватость.

Анализ показателей агрохимических свойств почвы (табл. 1) указывает на недостаточное содержание органического вещества. На опытном участке в пахотном горизонте содержание гумуса не превышало 1,28%, снижаясь в подпахотных слоях до 0,40%. Содержание поглощенного натрия в пахотном горизонте составляло 0,69–0,74 мг-экв., что не превышает 4,5–5,0% от емкости поглощения.

Таблица 1

Агрохимические свойства почвы опытного участка

Гори-зонт почвы, м

Гу-мус,%

Погло-щенный натрий, мг-экв.

Емкость погло-щения, мг-экв.

Доля натрия,% oт емкости погло-щения

Содержание легкогид-ролизуемого азота, мг/кг почвы

Содержание подвижного фосфора, мг/кг почвы

Содержание обменного калия, мг/кг почвы

0–0,2

1,28

0,74

14,9

5,0

38,6

29,1

317

0,2–0,4

1,14

0,69

15,4

4,5

37,3

25,5

269

0,4–0,6

0,40

0,59

11,7

5,0

11,1

21,9

253

0,6–0,8

–

0,63

11,0

5,7

5,1

15,6

119

Содержание подвижного фосфора в почве низкое и не превышает для пахотного горизонта 25,5–29,1 мг/кг почвы. Содержание доступных форм азота в пахотном горизонте низкое — 37,3–38,6 мг/кг почвы. Содержание обменных форм калия высокое, достигает в пахотном слое 269–317 мг/кг почвы.

Основные показатели водно-физических свойств бурых полупустынных почв представлены в таблице 2. Бурые полупустынные почвы залегают на территории Прикаспийской низменности и занимают четвертую часть почвенного покрова Республики Калмыкия.

Таблица 2

Водно-физические свойства почвы опытного участка

Гори-зонт почвы, м

Плот-ность сложе-ния, т/м 3

Плотность твердой фазы, т/м 3

Макси-мальная гигроско-пичность,%

Скваж-ность,%

Влажность почвы при наименьшей влагоемкости,%

Влажность при завядании растений,%

0,0–0,1

1,23

2,46

9,4

49,9

25,2

14,1

0,1–0,2

1,28

2,53

9,4

49,4

25,6

14,2

0,2–0,3

1,34

2,59

9,3

48,3

24,9

14,0

0,3–0,4

1,40

2,61

9,2

46,4

24,5

13,9

0,4–0,5

1,45

2,62

9,1

44,7

24,4

13,6

0,5–0,6

1,47

2,64

9,3

44,3

24,8

14,0

0,6–0,7

1,49

2,67

10,2

44,2

25,3

15,3

0,7–0,8

1,53

2,65

10,6

42,3

25,5

15,8

В разрезе горизонтов физические свойства почвы, характеризующиеся бесструктурностью, высокой плотностью сложения, глыбистой структурой еще более ухудшаются. Плотность пахотного слоя достигает 1,28 т/м 3 на глубине 10–20 см. Плотность твердой фазы в этом горизонте составляет 2,53 т/м 3, показатель возрастает по профилю. Величина максимальной гигроскопичности принимает значения от 9,4 до 10,6%. Скважность принимает максимальное значение в верхних горизонтах от 10 до 30 см, уменьшаясь по профилю.

Наименьшая влагоемкость достигает 24,4–25,6% от массы сухой почвы и, как уже отмечено выше, верхние слои почвы имеют структуру, величину и строение твердых частиц почвы, почвенных пор, которые наиболее полно способны удерживать почвенную влагу. Влажность устойчивого завядания растений составляет 13,6–15,8% от массы сухой почвы.

Генетические особенности почв опытного участка определяются засушливостью климата и низкой продуктивностью растительного покрова данного региона.

2.4. Агроклиматические и агрометеорологические условия

Климат в Республике Калмыкия носит резко континентальный характер: лето жаркое и очень сухое, зима малоснежная. Континентальность климата усиливается с запада на восток. Средние температуры января изменяются от –7… —9 ° в южной и юго-западной части республики до −10…−12 °C на севе-ре. Средние температуры июля составляют +23,5…+25,5 °C, при этом в самые жаркие годы среднемесячная температура июля может превысить +32 °C.

Одной из важнейших природных энергетических составляющих является энергия солнечного света. Продолжительность солнечного сияния на исследуемой территории составляет 2180–2250 часов или 182–186 дней в году. Длительность теплого периода из-меняется от 240 до 275 дней.

Республика Калмыкия является одним из лидеров в части обеспечения теплом среди территорий Европейской части России благодаря большим возможностям поступления солнечной энергии. Воздух имеет температуру более 5 °С на протяжении от 205 до 225 дней, более 10 °С — от 170 до 185 дней. Сумма активных среднесуточных температур воздуха достигает 3300–3600 °С.

Специфической особенностью территории республики являются периодически повторяющиеся сильные засухи и частые суховеи (летом бывают до 120 суховейных дней). За год на территории региона выпадает 210–340 мм атмосферных осадков, которые при этом распределяются крайне неравномерно, как за годы метеонаблюдений, так и в течение года. По условиям влагообеспеченности в Калмыкии выделяются четыре основных агроклиматических района: очень сухой, сухой, засушливый, очень засушливый. Октябрьский район входит в сухой агроклиматический пояс.

Начало заморозков, как правило, приходится на середину октября, а снежный покров примерно в третьей декаде декабря приобретает устойчивый характер. Высота его при этом достигает в среднем 3–8 см, а в северной части территории в некоторых местах — 10–11 см [1].

Таким образом, для климатических условий региона характерны повышенные температуры воздуха в летний период, отсутствие необходимого количества влаги, осадки, выпадаемые летом в виде непродолжительных ливней, достаточно длительный период преобладания невысокой относительной влажности воздуха и большое количество дней, сопровождающихся суховеями. Перечисленные факторы отрицательно влияют на урожайность культур. В то же время имеется ряд условий, положительно влияющих на получение высоких урожаев теплолюбивых культур, таких как до-статочно высокий уровень солнечной радиации, продолжительный период положительных температур воздуха и их высокое суммарное значение.

Существенное влияние на рост и развитие растений гречихи, на формирование урожая и его качество оказали метеорологиче-ские условия. Для формирования урожая гречихе требуется 1300–1600 °С активных температур. Во время всходов оптимальные тер-мические условия для гречихи складываются при температуре 15–18 °С, в период интенсивного роста и развития растений – 16–20 °С, а на завершающей стадии плодоношения и созревания –17–21 °С. При прогревании воздуха выше 25 °С и влажности почвы ниже 24% продуктивность растений гречихи резко снижается [136].

Метеорологические данные, представленные в табл. 3, отражают неравномерность распределения осадков и температур воздуха не только за период вегетации, но и в целом за период исследований (2007–2012 гг.). По количеству атмосферных осадков, поступивших за вегетационный период гречихи, 2007 год характеризовался как засушливый. В 2007 году в первой декаде мая была наиболее низкая за годы исследований температура (11,4 °С), что негативно сказалось на всходах. Период массового цветения (третья декада мая) характеризовался повышенными температурами, превысившими среднемноголетнюю норму на 7,8 °С, и количеством осадков, составившим 24,5 мм. В первой декаде июня наблюдалось бездождье (0,4 мм), что отрицательно сказывалось на формировании плодов. Во второй и третьей декадах июня поступило 29,5 мм осадков, что сгладило влияние повышенных температур в этот период.

Обеспеченность поступления 81,2 мм осадков за период вегетации составляет 65% (рис. 3). За вегетацию было накоплено 1927 °C, что обеспечивается в 25% случаев. В целом, в 2007 году погода не благоприятствовала формированию высоких урожаев гречихи.

В 2008 году в первой половине периода вегетации значения температуры и условия увлажнения были благоприятными для развития растений гречихи. В мае среднесуточная температура воздуха удерживалась на уровне 16,4 °C (изменялась в пределах 13,0–20,7 °C), а осадков выпало 78,5 мм, что вдвое больше среднемноголетнего значения (37 мм). В июне наблюдались недостаточное количество осадков (9,7 мм) и пониженная температура воздуха (20,7 °C против среднемноголетней 23 °C). Первые две декады июня по метеопараметрам были благоприятны для процессов плодообразования гречихи. Третья декада июня и первая декада июля характеризовались умеренными температурами и дефицитом влаги. Сумма эффективных температур за вегетацию составила 1501 °C, этого вполне достаточно, для удовлетворения потребности гречихи в тепле. В 2008 г. обеспеченность вегетационного периода гречихи атмосферными осадками была близка к среднемноголетнему уровню. За период вегетации выпало 94 мм осадков, что в регионе обеспечивается в 47–48% случаев.

Таблица 3

Гидротермические условия в период вегетации по годам исследований

(данные метеостанции Малые Дербеты)

Месяц

Декада

Осадки, мм

Средняя температура воздуха, °C

2007

2008

2009

2010

2011

2012

2007

2008

2009

2010

2011

2012

Апрель

II

–

–

–

–

–

2,0

–

–

–

–

–

16,9

III

3,4

1,0

0,0

0,5

20,8

10,3

10,4

13,0

11,0

11,6

11,5

19,0

Май

I

8,5

6,5

9,7

0,0

75,4

0,8

11,4

13,0

15,5

17,9

16,3

20,1

II

8,2

29,1

11,3

26,0

7,4

10,0

18,5

15,6

15,4

20,5

17,0

23,6

III

24,5

42,9

36

37,5

9,3

0,5

27,2

20,7

17,7

19,7

20,7

22,8

Июнь

I

0,4

6,1

2,9

2,8

0,5

7,3

23,7

17,3

22,2

25,2

23,2

24,5

II

8,4

3,6

3,1

3,2

1,6

28,8

26,2

24,3

24,2

28,1

24,8

27,0

III

21,1

0,0

0,0

8,0

1,3

24,1

23,7

20,6

26,9

27,7

25,6

25,8

Июль

I

6,2

4,7

13,6

12,6

2,8

31,3

25,6

23,5

23,5

29,1

28,5

24,8

II

0,5

–

0,0

3,4

0,0

–

23,3

–

30,3

30,5

28,5

–

За период вегетации

81,2

94,0

76,6

94,0

119,0

115,0

Сумма активных температур за период вегетации, °C

1927

1501

1862

2106

1953

2066

Гидротермический коэффициент за период вегетации

0,42

0,63

0,41

0,45

0,61

0,56

В 2009 году формирование урожая гречихи ограничивалось неравномерным выпадением осадков за период вегетации, а так же их количеством — 76,6 мм. Причем, в мае выпало 57 мм, что превышало среднемноголетние данные на 20 мм, за июнь и первые две декады июля выпало 14,2 мм, что почти в четыре раза меньше среднемноголетних данных. Обеспеченность атмосферными осадками в этом году составила 71%.

Рис. 3. Обеспеченность поступления тепла и осадков в годы проведения исследований (3.IV–2.VII)

Май 2009 года отличался теплой погодой (15,4–17,7 °C), однако к третьей декаде июня среднесуточная температура воздуха повысилась до 26,9 °C. Дефицит осадков, при повышенных среднесуточных температурах в июне — июле, оказал сдерживающее влияние на интенсивность роста и развития растений гречихи. Сумма активных температур за вегетацию гречихи составила 1862 °C, что обеспечивается в 36% случаев. В целом вегетационный период 2009 года можно охарактеризовать как неблагоприятный для роста и развития растений гречихи с повышенным температурным режимом и дефицитом осадков во второй его половине.

В 2010 году обеспеченность вегетационного периода гречихи атмосферными осадками была близка к среднемноголетнему уровню. За период вегетации поступило 94 мм осадков, однако 64 мм из них выпало за весенний период. Температура воздуха до начала фазы цветения была выше, чем в остальные годы проведения исследований. В летние месяцы поступление атмосферных осадков было скудным при существенном увеличении температурной напряженности. В июне и июле в течение пяти декад подряд средняя декадная температура воздуха находилась на уровне 25,2–30,5 °C, что на 4–5 °C выше среднемноголетнего значения. В 2010 году за период вегетации гречихи было накоплено наибольшее количество тепловых ресурсов. Сумма температур, накопленная за период вегетации, составила 2106 °C, что обеспечивается с вероятностью не более 6%. Высокая температурная напряженность и недостаток влаги негативно сказались на интенсивности ростовых процессов, плодообразовании и созревании гречихи.

В 2011 году первая половина вегетации гречихи проходила в условиях обилия осадков и умеренных температур. Так, в мае среднесуточная температура воздуха была в пределах 16,2–20,7 °C. В первых двух декадах июня температура составляла 23,2–24,8 °C, а в третьей декаде июня и июле температура превышала критический для гречихи уровень +25 °C. За период вегетации было накоплено 1953 °C среднесуточных температур воздуха, что обеспечивается в регионе с вероятностью не более 22%. За вегетационный период поступило 119 мм осадков с крайне неравномерным распределением по декадам. Обеспеченность поступления 119 мм осадков за период вегетации в регионе составляет 27%, что характеризует год как влажный. В третьей декаде апреля осадков выпало 20,8 мм, что положительно сказалось на прорастании семян и появлении дружных всходов. Более 60% всех осадков, 75,4 мм, выпало в первую декаду мая, в период всходов и начала цветения. Это позволило пополнить запасы почвенной влаги для последующего роста и развития гречихи. В июне-июле выпало всего 6,2 мм осадков, что почти в 9 раз меньше среднемноголетнего значения. Такие условия для посевов гречихи в фазе созревания были не очень благоприятны. По показателям естественной влагообеспеченности вегетационный период гречихи 2011 года оказался наиболее благоприятным для роста и развития растений.

В 2012 году наблюдалось быстрое потепление уже с первой декады апреля, а к концу месяца среднесуточные температуры воздуха превысили 20 °C. В связи с этим посев гречихи проводили раньше обычных сроков — в начале второй декады апреля. В мае наблюдался дефицит осадков со значениями среднесуточной температуры в пределах 20,1–23,6 °C. Повышение температуры до 24,5–27,0 °С в июне–июле сопровождалось обилием атмосферных осадков. За период вегетации гречихи осадки поступили в объеме 115 мм, причем 93,5 мм выпало в летние месяцы. По обеспеченности поступления осадков за период вегетации 2011 год характеризуется как влажный. Сумма среднесуточных температур воздуха за период вегетации составила 2066 °С, что в регионе обеспечивается с вероятностью не более 9%. В целом вегетационный период 2012 года характеризовался повышенным тем-пературным режимом и близким к норме количеством осадков.

Таким образом, в условиях засушливого климата с высокой температурной напряженностью и острым дефицитом поступления атмосферных осадков, на бурых полупустынных почвах целесообразно выращивать гречиху в рисовых чеках с целью компенсации дефицита влаги за счет использования остаточных после риса влагозапасов.

2.5. Агротехника возделывания гречихи в рисовых чеках

Для посева гречихи в рисовых чеках использовали районированный сорт гречихи Саулык. Данный сорт обладает такими характеристиками, как повышенная засухоустойчивость, устойчивость к осыпанию и полеганию. Агротехника возделывания гречихи в опытах разрабатывалась на основе действующих зональных рекомендаций с дополнениями изучаемых приемов [62, 63, 175]. Предшественником во все годы исследований являлся рис.

Агробиологические условия рисовой оросительной системы способствуют расширению видового состава и накоплению специфических сорных растений, которые могут значительно снизить урожайность не только риса, но и сопутствующих культур. Учет сорного компонента в рисовых чеках Калмыкии показал, что самыми злостными сорняками являются просянки (просо крупноплодное, просо рисовое и просо куриное), клубнекамыш (компактный, приморский), камыш, тростник обыкновенный, сыть.

Большое значение при борьбе с сорняками, особенно с болотными (клубнекамыш, камыш, тростник, сыть), отводится основной обработке почвы. Основная обработка почвы включала лущение стерни и вспашку.

Лущение проводилось дисковым лущильником ЛДГ-15 в агрегате с трактором ДТ-75 на глубину 6–8 см. Этот агротехнический прием позволяет максимально сохранить остаточную влагу после уборки риса. Также при разрыхлении верхнего слоя почвы создаются оптимальные условия для ее аэрации, что способствует активизации окислительно-восстановительных процессов.

Через 20 дней после лущения проводили зяблевую вспашку на глубину 20–22 см плугом с предплужником ПЛН-4-35, агрегируемым с трактором ДТ-75. При глубокой зяблевой вспашке с оборотом пласта семена сорняков сбрасываются на дно борозды и уже не смогут весной прорасти. Вывернутые на поверхность пашни клубни и корневища сорняков в течение осеннего и зимне-весеннего периодов промораживаются, иссушаются, значительная их часть теряет жизнеспособность.

Ранней весной для подготовки почвы к посеву, т.е. уничтожению мелких проросших сорняков, выравниванию поверхности поля, провели покровное боронование с использованием борон БЗСС-1,0 и трактора ДТ-75.

При установлении оптимальной увлажненности почвы проводили культивацию культиватором КПС-4.0 в агрегате с трактором МТЗ-82. После обработки поле прикатывали для провоцирования всходов сорняков.

Для уничтожения сорных растений и обеспечения оптималь-ного водного и воздушного режима почвы за один–два дня до посева проводили предпосевную культивацию на глубину заделки семян (5–6 см). Предпосевная культивация улучшает дружность всходов, растения лучше развиты и могут противостоять сорнякам, частично угнетая их.

Посев проводили рядовым способом, ширина 0,15 м, и широкорядным способом, ширина 0,30 м и 0,45 м. Норма высева семян — 2,5 млн всхожих семян/га. Посев осуществляли зернотуковыми се-ялками СЗ-3,6.

Расчетные дозы минеральных удобрений на планируемый урожай зерна гречихи 1,0, 1,5 и 2,0 т/га (соответственно N30P15, N60P30 и N90P45) вносили под основную обработку почвы и при посеве. В качестве удобрений применяли аммофос, содержащий 12% азота и 52% фосфора. Недостаток азота компенсировали внесением мочевины (карбамида), содержащей более 46% азота.

Против однолетних двудольных и злаковых сорняков за два-три дня до появления всходов обрабатывали посевы гречихи гербицидами 2,4-Д при норме расхода 1,3–2,0 л/га.

В фазу первого настоящего листа осуществляли боронование по всходам средними боронами поперек направления рядков. Послевсходовое боронование проводили при скорости движения агрегата 4–5 км/ч в полуденные часы, когда у растений снижается тургор и уменьшается вероятность их повреждения. Боронование после всходов уничтожает значительное количество сорняков, а также обеспечивает сплошное рыхление почвы, что способствует лучшему развитию растений гречихи.

В случае превышения экономического порога вредоносности злаковых сорняков (2,5–3,5 шт/м2), в период ветвления-бутонизации гречихи эффективно применение гербицида Фюзелад Супер нормой 1,0–1,5 л/га. Обработка гербицидом проводится методом опрыски-вания в фазе 2–4 листьев у представителей злаковых сорняков.

Благодаря применению комплекса агротехнических и химических мероприятий по борьбе с сорняками нам удалось значительно снизить засоренность посевов и почвы.

В течении вегетации для эффективной защиты растений гречихи от вирусных болезней и вредителей необходимо применять систему профилактических мероприятий. При подготовке семян к посеву их заблаговременно протравливали 65 %-ным смачивающимся порошком фептиурама (из расчета 2 кг/т). За несколько дней до наступления фазы «начало цветения» для профилактики и лечения фитофтороза посевы обрабатывали 1%-ной бордоской жидкостью. Для предотвращения повреждений посевов вредителями проводили опрыскивание инсектицидом Метафос, кэ (400 г/л) 0,5–1,0 л/га.

Уборку посевов проводили раздельным способом. При побурении на растениях 75–80% плодов посевы скашивались в валки с использованием жатки ЖВН-6. Скашивание проводили в утренние и вечерние часы, при относительной влажности — не менее 55%. Через 4–5 дней после скашивания, при снижении влажности зерна в валках до 15–17%, проводили подбор и обмолот валков комбайном СК-5 «Нива» с подборщиком ППТ-3А. После уборки обмолоченное зерно обрабатывалось зерноочистительными машинами.

3. Водный режим почвы и водопотребление гречихи в рисовых чеках

3.1. Особенности водного режима почвы в посевах гречихи

Для нормального развития и особенно плодоношения гречихе необходимо большое количество воды, что обусловливается одновременностью развития вегетативных и репродуктивных органов. Количество потребляемой воды и требовательность растений к влажности почвы по фазам развития неодинаковы: в период от всходов до начала цветения гречиха потребляет около 10–11%, а в период от начала цветения до созревания — 85–90% воды от общей потребности во влаге.

Хорошие урожаи зерна гречихи получают только при благоприятных погодных условиях во второй половине периода вегетации (цветение – образование зерна). Если в это время после засухи создаются благоприятные условия увлажнения и температуры, образуется нормальный урожай (при некотором уменьшении общей сухой массы). В период от начала цветения до формирования плодов особенно нужны осадки, которые не только пополняют запасы влаги в почве, но и поддерживают необходимую влажность. При резком недостатке воды опадают оплодотворенные и сформировавшиеся завязи, что снижает урожай. В условиях достаточной влагообеспеченности гречиха хорошо ветвится, образует больше цветков, улучшается образование завязей, повышается озерненность растений и урожай. Наиболее высокая урожайность у гречихи отмечается в теплые и умеренно влажные годы.

Характерными чертами климата зоны исследований являются: недостаточное увлажнение, кратковременный ливневый характер летних осадков, высокие летние температуры, наличие значительного числа дней с низкой относительной влажностью воздуха. Все эти факторы негативно влияют на рост и развитие гречихи в период вегетации, и как следствие получение низких и нестабильных урожаев.

В гидрологических условиях региона светло-каштановых почв Республики Калмыкия основными статьями, восполняющими потребление воды растениями, являются использование запасов почвенной влаги и естественные осадки.

При возделывании сельскохозяйственных культур в рисовых севооборотах наиболее стабильной статьей водного баланса являются почвенные влагозапасы. Как показали исследования [16, 17, 20, 45], в рисовых чеках после возделывания основной культуры остается значительный запас почвенной влаги, рациональное использование которой позволяет повысить продуктивность сельскохозяйственных культур.

В суммарном водопотреблении гречихи доля почвенной влаги в среднем по годам составляла 42,2–45,5%, доля атмосферных осадков изменялась от 33,1 до 37,1%, на грунтовые воды приходилось от 20,7 до 21,6% (табл. 4).

В годы проведения исследований на суммарное водопотребление гречихи из почвы расходовалось от 843 до 1242 м3/га запасенной влаги, что составило 37,3–50,4% суммарного водопотребления.

Наибольшее влияние на долю участия запасов почвенной влаги в структуре суммарного водопотребления гречихи оказывал уровень минерального питания. Например, в среднем по годам, при рядовом способе посева на участках без внесения минеральных удобрений посевами гречихи из почвы использовалось 985 м3/га воды (42,2%), а при внесении удобрений дозой N90P15 – 1107 м3/га (44,7%).

Таблица 4

Основные статьи водного баланса гречихи при возделывании в рисовых чеках

Доза внесения минеральных удобрений, кг д. в./га

Способ посева

Год иссле-дова-ний

Почвенные
влагозапасы

Осадки

Исполь-зование грун-товых вод, м 3/га

м 3/га

% от суммар-ного водопот-ребления

м 3/га

% от суммар-ного водопот-ребления

1

2

3

4

5

6

7

8

N0P0

рядовой
(0,15 м)

2007

982

42,7

807

35,1

511

2008

1012

41,5

892

36,6

536

2009

1028

45,5

766

33,9

466

2010

932

40,3

903

39,1

475

2011

843

37,3

988

43,7

429

2012

1115

45,9

838

34,5

477

среднее

985

42,2

866

37,1

482

N0P0

широкорядный
(0,30 м)

2007

1012

43,4

807

34,6

511

2008

1037

41,8

892

36,0

551

2009

1057

45,9

766

33,3

477

2010

1032

42,3

906

37,1

502

2011

921

38,9

988

41,7

461

2012

1164

46,7

838

33,7

488

среднее

1037

43,2

866

36,1

498

N0P0

широкорядный
(0,45 м)

2007

1050

43,9

807

33,8

533

2008

1070

42,6

892

35,5

548

2009

1107

46,9

766

32,4

487

2010

1114

43,7

906

35,5

530

2011

963

39,8

988

40,8

469

2012

1189

47,2

838

33,3

493

среднее

1082

44,0

866

35,2

510

N30P15

рядовой
(0,15 м)

2007

1055

44,1

807

33,8

528

2008

1070

42,5

892

35,4

558

2009

1096

46,6

766

32,6

488

2010

982

41,3

903

37,9

495

2011

918

38,9

988

41,9

454

2012

1151

46,4

838

33,8

491

среднее

1045

43,3

866

35,9

502

широкорядный
(0,30 м)

2007

1072

44,3

807

33,3

541

2008

1062

41,5

939

36,7

559

2009

1107

46,7

766

32,3

497

2010

1127

44,0

906

35,4

527

2011

978

39,9

988

40,3

484

2012

1218

47,6

838

32,7

504

среднее

1094

44,0

874

35,1

519

широкорядный
(0,45 м)

2007

1105

45,1

807

32,9

538

2008

1111

43,4

892

34,8

557

2009

1142

47,4

766

31,8

502

2010

1169

44,6

906

34,6

545

2011

1037

41,2

988

39,2

495

2012

1242

48,0

838

32,4

510

среднее

1134

44,9

866

34,3

525

N60P30

рядовой
(0,15 м)

2007

1108

45,2

807

32,9

535

2008

1116

43,2

892

34,6

572

2009

1138

47,2

766

31,8

506

2010

1038

42,4

906

37,0

506

2011

961

39,7

988

40,8

471

2012

1197

47,1

838

33,0

505

среднее

1093

44,1

866

35,0

516

N60P30

широкорядный
(0,30 м)

2007

1103

44,8

807

32,8

550

2008

1086

41,9

939

36,2

565

2009

1136

47,1

766

31,8

508

2010

1157

44,5

906

34,8

537

2011

1000

40,3

988

39,8

492

2012

1187

45,7

898

34,5

515

среднее

1112

44,0

884

35,0

528

широкорядный
(0,45 м)

2007

1137

45,5

807

32,3

556

2008

1119

42,5

939

35,7

572

2009

1171

47,8

766

31,3

513

2010

1212

45,2

906

33,8

562

2011

1069

41,8

988

38,6

503

2012

1218

46,1

898

34,0

524

среднее

1142

45,2

837

33,1

547

N90P45

рядовой
(0,15 м)

2007

1139

47,3

766

31,8

505

2008

1126

43,5

892

34,4

572

2009

1139

47,3

766

31,8

505

2010

1053

42,6

906

36,7

511

2011

969

39,9

988

40,7

473

2012

1216

47,5

838

32,7

506

среднее

1107

44,7

859

34,7

512

широкорядный
(0,30 м)

2007

1120

45,2

807

32,5

553

2008

1103

42,3

939

35,9

568

2009

1138

47,2

766

31,8

506

2010

1190

45,1

906

34,3

544

2011

1015

40,6

988

39,5

497

2012

1194

45,7

898

34,4

518

среднее

1127

44,4

884

34,7

531

широкорядный
(0,45 м)

2007

1187

46,2

807

31,4

576

2008

1128

42,7

939

35,6

573

2009

1240

50,4

766

31,1

454

2010

1230

45,6

906

33,6

564