Эксперимент по дифпосеву подсолнечника на каштановых почвах

Эксперимент по дифпосеву подсолнечника на каштановых почвах

Татьяна Ковальчук
27.11.2020
г. Минск
432
Эксперимент проходил в 2019 году в Украине. Его проводил Всеволод Генин, cпециалист по ГИС и агрохимии. Он рассказывает, как переменная норма высева повлияла на всхожесть семян подсолнечника на каштановых почвах. А главное — удалось ли поднять урожайность культуры с помощью дифференцированного посева.

С точки зрения урожайности любое поле неоднородно: ведь на одном участке каждый год вы собираете, скажем, 12 тонн зерна на гектар, а на другом — 4. Чем выше многолетняя урожайность участка, тем он продуктивнее. По логике, если для таких участков норму высева увеличить, урожайность вырастет. В зонах с низкой продуктивностью, напротив, норму высева можно уменьшать — урожайность не изменится. Такой подход к посеву называется дифференцированным. В теории он экономит семена и повышает урожай.

В прошлом году я решил выяснить, так ли это, и провёл в Украине несколько экспериментов на яровых культурах: кукурузе, сое и подсолнечнике. Сегодня расскажу про один из них — эксперимент на полях с подсолнечником в Херсонской области.

Оптимальная норма высева подсолнечника — вопрос спорный. Обычно хозяйства придерживаются той нормы, которую им рекомендует местный поставщик семян. Я же решил посеять подсолнечник с переменной нормой, чтобы узнать, как это повлияет на урожайность и удастся ли сэкономить на семенах. Работал на двух полях с разным уровнем влаги: одно поле было на орошении, другое — на богаре, т. е. землях без искусственного орошения.

Как я проводил эксперимент

Выделил зоны продуктивности

Логику эксперимента я выстроил вокруг анализа зон продуктивности. Зоны я выделял с помощью данных о вегетации, которые получил по спутниковым снимкам, и данных фактической урожайности. Ими поделился агрохолдинг, на полях которого и проходил эксперимент.

Рис. 1 — Зоны продуктивности поля 1 (на орошении). Площадь 45,5 га. Поле орошалось круговыми системами ирригации. Почвы каштановые, суглинистого гранулометрического состава. Рельеф на поле однородный, перепад высот примерно 1−2 метра.

Рис. 2 Зоны продуктивности поля 2 (на богаре). Площадь 101 га. Почвы каштановые, суглинистого гранулометрического состава. Рельеф этого поля более неоднородный: здесь перепад высот около 5 метров.

Сформировал две гипотезы

Я предположил, что на участках с высокой продуктивностью при увеличении нормы высева урожайность вырастет. На участках с низкой продуктивностью количество питательных веществ меньше, поэтому норму высева для них можно уменьшить — на урожай это не должно повлиять. Но повлияет на расход семян — я сэкономлю. Так была сформирована первая гипотеза.

Вторая, или обратная, гипотеза родилась из нового предположения. Возможно, на участках с высокой продуктивностью растения конкурируют не за питательные вещества, а, например, за солнечный свет. А на участках с низкой продуктивностью они могут быть равномерно угнетены.

Тогда, если на участках с высокой продуктивностью снизить норму высева, меньшее количество растений даст больший или такой же урожай, как при высокой норме высева. А на участках с низкой продуктивностью при увеличении нормы высева мы заметим увеличение урожайности. Такой была обратная гипотеза.

Составил карту-задание для техники

Чтобы определить количество семян для разных участков и составить карты-задания для техники, я использовал зоны продуктивности.

На каждую зону продуктивности у меня было три нормы высева. Низкая и высокая — для тестирования двух гипотез. Средняя — та, которую обычно использовали в хозяйстве.

Чтобы проверить вторую гипотезу, на обоих полях я заложил две тестовых полосы. На первой сеял среднюю норму. На второй — на участках высокой продуктивности норму высева снижал, а на участках с низкой продуктивностью — увеличивал.

Рис. 3 — Карта-задание для поля 1. Норма, которая обычно использовалась в хозяйстве, — 60 тыс./га. На участках высокой продуктивности норму высева я увеличил, на участках низкой и средней продуктивности — уменьшил. В итоге норма высева варьировалась от 40 до 64,5 тыс. семян на га.

Рис. 4 — Карта-задание для поля 2. Средняя норма высева в этом регионе — 45 тыс./га. Здесь для эксперимента я использовал нормы в диапазоне 33−45 тыс./га. Другими словами, во всех зонах продуктивности на этом поле норму высева я уменьшал.

Определил ограничивающий фактор в зонах низкой и средней продуктивности. Это нужно, чтобы верно интерпретировать результаты эксперимента и понимать, что именно могло помешать развитию растений.

По опыту прошлых экспериментов такими факторами могут быть недостаток влаги, вызванный особенностями рельефа и гранулометрическим составом почвы, аномальные значения кислотности, низкое содержание органики или засоление почвы.

Если интересно, вот тут можно подробнее прочитать, как я определял ограничивающий фактор для каждого поля: https://bit.ly/37ayeJP.

Оценил всхожесть семян

Для этого я использовал детальные карты полей, полученные с помощью беспилотника. Их тоже предоставил агрохолдинг. Партнёрская компания помогла с подсчётом всходов на полях. Эти значения я сгруппировал по квадратам 10 на 10 метров и соотнёс с фактическим посевом для каждого квадрата. В итоге получил всхожесть в процентах. Это пригодилось для оценки зависимости всхожести семян от нормы высева.

Проанализировав все данные, я понял, что всхожесть семян не зависит от зоны продуктивности поля и падает при увеличении нормы высева.

Рис. 5 — Карта всхожести для поля 1. На всех участках с нормой высева 40 тыс./га всхожесть оказалась на уровне 78−93%. На участках с нормой высева 64,5 тыс./га — в диапазоне 60−66%.

Рис. 6 — Карта всхожести для поля 2. На втором поле для зон высокой продуктивности норма высева была 33 тыс./га. Средняя всхожесть здесь — 82%. При норме высева 45 тыс./га я получил всхожесть 77%. Для участка низкой продуктивности при норме высева 33 тыс./га всхожесть оказалась 82%. При норме высева 45 тыс./га — 77%.

Проанализировал урожайность

По картам урожайности с бортовых компьютеров (Рис. 7 и 8 ) и по зонам однородности, которые я выделил вручную.

Как понимать карты? По картам видно, что урожайность тестовых полос в зонах с разными нормами высева и одинаковой продуктивностью не меняется. В первом приближении это значит, что норма высева на урожайность подсолнечника не повлияла.

Этот способ хорош, когда нужно дать оценку на глаз, но в таком случае легко не заметить важные зависимости. Поэтому я анализировал урожайность ещё и по зонам однородности.

Тут важно понимать, почему такое дело нельзя доверить технике. Данные урожайности комбайнов всегда неоднородны, с шумами. Шумы — это аномальные значения урожайности в конкретной точке. Если комбайн во время уборки забуксовал, скорее всего, в этой точке мы увидим аномально низкие значения урожайности. При выгрузке зерна, напротив, — аномально высокие. Если комбайн едет по технологической колее, значения снова будут низкими. Отфильтровать автоматически эти шумы нельзя, поэтому надёжнее сделать ручную обработку.

К сожалению, прикрепить больше изображений не получается, поэтому оставлю ссылку на подробности: https://bit.ly/37ayeJP, и перейду к выводам.

К каким выводам я пришёл

Ни на богаре, ни на орошении норма высева не повлияла на урожайность подсолнечника. Я предполагаю, что так произошло из-за пластичности самой культуры или из-за гибрида, который я сеял. Чтобы выяснить, есть ли гибриды, которые позитивно реагируют на переменную норму высева, в 2020 году я продолжил эксперименты в ещё больших масштабах. Обязательно буду рассказывать о них дальше!


г. Минск
Опубликовано: 27 ноября, 2020 в 13:50
Тэги:

2 комментария

Очень интересно. Ещё бы данные агрохим анализ и плотности почвы в плане наличия или отсутствия плужной подошвы
27.11.2020
Евгений Сергеевич Марков,  
К сожалению, это вся информация по этому эксперименту. С подробностями по агрохим анализу был у Всеволода другой эксперимент, вот тут делилась:direct.farm/post/5463...
30.11.2020
Похожие посты