CC BY
48
УДК 631.582:631.51:631.8
Факторы повышения эффективности земледелия в Республике Татарстан
P.C. ШАКИРОВ, доктор сельскохозяйственных наук М.Ш. ТАГИРОВ, член-корреспондент АН Республики Татарстан Татарский НИИ сельского хозяйства E-mail: [email protected]
Рассмотрены актуальные проблемы земледелия Татарстана и пути их решения. Внедрение адаптивно-ландшафтной системы земледелия позволяет сохранить плодородие почвы, повысить продуктивность пашни. На базе плодосменных севооборотов разработаны ресурсосберегающие технологии возделывания сельскохозяйственных культур.
Ключевые слова: почва, вспашка, рыхление, севооборот, удобрение, урожайность.
Республика Татарстан расположена в зоне рискованного земледелия. Среднегодовое количество осадков составляет 432-486 мм, в теплый период выпадает 65-75 % их количества. В таблице 1 приведены данные по влагообеспеченности основных сельскохозяйственных культур, возделываемых в республике.
По состоянию на 01.01.2011 г. площадь земель сельскохозяйственного назначения Татарстана составляет 4667,6 тыс. га, из них сельскохозяйственные угодья - 4483,4 тыс. га, в том числе пашня - 3435,0 тыс. га. Черноземные почвы занимают 42 % площади сельскохозяйственных угодий республики, серые лесные - 39,5 %, дерново-подзолистые и дерново-карбонатные - 10,2 %.
В структуре посевных площадей более 50 % отводится под зерновые культуры (яровая и озимая пшеница, рожь, ячмень, овес, горох), 37 % -кормовые культуры. Валовой сбор сельскохозяйственных культур обусловлен, в первую очередь, климати-
ческими условиями года. В среднем валовое производство зерна за последние пять лет составило 3,72 млн т. В 2009 г. собрано 4,8 млн т зерна и в 2011 г. - S млн т., что составляет 1,3 т зерна на одного жителя республики. Засухи значительно снижают урожайность. Так, в 2010 г. было собрано всего 0,7 млн т зерна, в 2012 и 2013 гг. валовой сбор составил соответственно 3,2-4,2 млн т. Полностью аннулировать негативное воздействие погодных условий невозможно, однако можно существенно снизить потери урожая, внедряя в хозяйствах адаптивно-ландшафтные системы земледелия.
Анализ сегодняшнего состояния земледелия показывает, что рост урожайности сельскохозяйственных культур не только в Татарстане, но и в Российской Федерации в целом сопровождается процессами ускоренной деградации почвенного покрова. Так в республике ежегодные потери гумуса составляют от 4S0 до 1100 кг/га, в зависимости от степени эродированности почв. За счет эрозии теряется 6S0-690 тыс. т гумуса с 1300 тыс. га пашни, для восполнения которого ежегодно требуется вносить не менее 7 т/га органических удобрений, а для расширенного воспроизводства плодородия почв -9-12 т/га в переводе на подстилочный навоз. К сожалению, сегодня на 1 га вносится всего лишь 1,4-1^ т органических удобрений. Баланс гумуса по республике отрицательный (-0,3 т/га посевов).
Эту проблему можно решить путем адаптации земледелия к новым социально-экономическим условиям хозяйствования, повышения его устойчивости на основании экологизации, более широкого использования энергетической емкости агроланд-шафта и биологических факторов
интенсификации сельскохозяйственного производства. Известно, что в адаптивно-ландшафтных системах земледелия наиболее полно решаются вопросы защиты почвы от эрозии, сохранения и расширенного воспроизводства плодородия почв.
У нас в республике более половины пахотных земель расположены на склонах различной крутизны и экспозиции, размеры полей варьируют от десятков до сотен гектар. В связи с этим необходима разработка проектов внутрихозяйственного землеустройства каждого хозяйства на ландшафтной основе. В этих проектах следует соблюдать оптимальное соотношение угодий (лес - луг -пашня - водоемы) для каждого конкретного хозяйства и республики в целом, что обеспечит стабилизацию урожайности сельскохозяйственных культур за счет создания условий для саморегуляции агробиоценозов.
Переход на адаптивно-ландшафтную систему земледелия требует корректировки структуры посевных площадей: увеличения площадей культур, пользующихся спросом на рынке (озимых, пшеницы, гречихи, гороха, картофеля), зернофуражных и кормовых культур, многолетних бобовых и бобово-злаковых трав, которые в сочетании с занятыми и си-деральными парами должны определить структуру экологизированных плодосменных севооборотов.
Мы рассматриваем широкое использование бобовых культур, как фактора биологизации земледелия, усиления роли биологического азота за счет расширения посевных площадей и видового разнообразия многолетних трав.
Переход к новым системам земледелия предполагает увеличение посевных площадей многолетних трав до 2S % (до 800 тыс. га). При этом, по нашим расчетам, стоимость 1 т питательных веществ (ЫРК), получаемых из растительных остатков многолетних трав, в 20 раз дешевле минеральных удобрений.
Удорожание техники, удобрений, ГСМ, средств защиты растений сделало технологии многозатратным, а
и
S
ф
Z
■о Ч
P О
I. Влагообеспеченность сельскохозяйственных культур по природно-климатическим зонам Республики
Татарстан, мм
Зона Март Июнь Июль Август
I 2 3 1 2 3 1222222 2222222222222 3 1222222 2222222222222 3
Предкамье 84 41 23 125 55 35 114 64 35 102 56 46
Предволжье 89 43 21 137 55 52 116 64 27 100 58 42
Юго-Восточная 94 44 25 125 53 32 108 66 32 99 53 46
Закамская 94 40 29 134 50 29 116 54 52 109 49 60
Примечание. I - испаряемость, 2 - осадки, 3 - дефицит водопотребления.
2 Земледелие № 7
9
низкие закупочные и рыночные цены на зерно и другие продукты привели к диспаритету цен. В таких условиях сельский товаропроизводитель может рентабельно работать, только увеличивая товарную продукцию и умело сокращая расходы производства. Как показывают наши многолетние исследования [2, 3], основными факторами земледелия являются:
- севообороты с посевом бобовых культур и многолетних бобовых трав, которые повышают продуктивность пашни на 1S-2S %, обеспечивая положительный баланс гумуса (0.45 - 0,S т/г га);
- органоминеральная система удобрений, снижающая потребность в минеральных удобрениях на 3545 %, обеспечивающая получение запланированных урожаев и воспроизводство плодородия почв;
- интегрированная система защиты растений, обеспечивающая экономию средств защиты растений на 30-35 %, повышающая урожайность 15-25 %;
- влагоресурсосберегающий режим обработки почвы (рыхление без оборота пласта), который позволяет экономить 30-35 % ГСМ и снизить потери влаги на 35-40 %;
- пластичные высокоурожайные сорта.
Комплексное применение этих факторов повышает урожайность в 1,5-2 раза, снижает прямые затраты на 40-45 %.
Главным биологическим фактором адаптивно-ландшафтного земледелия является севооборот, на базе которого строятся ресурсосберегающие системы удобрений, обработки почвы и защиты растений.
Как показали многолетние стационарные исследования отдела агрохимии Татарского НИИСХ [4, 5] в восьмипольном зернопаротравяном севообороте с тремя полями люцерны даже без внесения удобрений получен положительный баланс гумуса (0,51 т/га в год). При этом на серой лесной почве с низким содержанием гумуса урожайность яровой пшеницы сорта Люба, размещенной после люцерны III года пользования, составила 4,18 т/га с внесением все-J го 50 кг/га азота. На такую же уро-® жайность пшеницы по кукурузе по-n требовалось внесение 200 кг/га д.в. z NPK, а на получение 5,0 т/га зерна ш пшеницы по кукурузе - 325 кг/га д.в. е; минеральных ударений. Et Другой важнейший фактор ресур-ч сосбережения и повышения плодо-
§ родия почв, особенно в условиях т
высокой стоимости минеральных удобрений - широкое применение органических удобрений [I]. В настоящее время в Татарстане насчитывается I млн S0 тыс. условных голов скота. За стойловый период в год накапливается 10,5 млн т навоза. В нем содержится 47-48 тыс. т азота , 26-27 тыс. т Р205, S2-S3 тыс. т К,0, целый набор микроэлементов.
Исследованиями установлено, что каждая тонна навоза при систематическом внесении в севообороте при учете его последействия дает прибавку более 1 ц в переводе на зерновые единицы. По данным наших многолетних стационарных исследований, в зернопаропропашном и зер-нопаровом севооборотах положительный баланс гумуса достигается внесением не менее 9-10 т/га органических удобрений в год. В зерно-паротравяных севооборотах для расширенного воспроизводства плодородия достаточно S т/га.
В севооборотах система удобрений должна быть органоминераль-ной, при этом насыщенность пашни органическим веществом необходимо довести минимум до 7, максимум до 12 т/га пашни в год (в переводе на подстилочный навоз). Это возможно с помощью сидеральных паров, промежуточных посевов сиде-ральных культур. По нашим расчетам в Татарстане площади сидеральных паров должны составить не менее 300 тыс. га, поукосных и пожнивных сидератов - 200 тыс. га. Использование 20-30 т/га зеленой массы таких посевов на удобрение совместно с корневыми и пожнивными остатками равносильно внесению 10,5 млн т подстилочного навоза. 0собое значение должно приобрести полевое травосеяние. Заделка 37,5 т/га зеленой массы донника один раз за ротацию в зернопаротравяном севообороте обеспечила положительный баланс гумуса (+1,5 т/га).
Дополнительным резервом для пополнения почвы органическим веществом служит солома. Использование ее на удобрение с добавлением 8-10 кг азота на 1 т соломы
повышает продуктивность пашни на 15-16 % и обеспечивает положительный баланс гумуса. Применение соломы на удобрение в 5,6 раза дешевле, чем внесение эквивалентного количества навоза, а заделка 4,0 т/га соломы равноценна внесению 68 кг ЫРК. Все это снижает себестоимость зерна на 19-20 %.
Таким образом, в Республике Татарстан имеются достаточные резервы для обеспечения устойчивого функционирования агроэкосистем, сохранения и расширенного воспроизводства плодородия почвы.
Для сохранения плодородия почв и формирования высокого урожая сельскохозяйственных культур важна правильная обработка почвы. 0с-новная причина деградации почв в республике - эрозия. За последние 40 лет площади пашни, подверженные водной эрозии, возросли здесь более чем в два раза. Ежегодные потери гумуса на слабоэродированных почвах составляют 0,45 т/га, на сред-неэродированных - 0,70 и сильноэ-родированных почвах - 1,1 т/га. Исследования показывают, что систематическая отвальная вспашка снижает плодородие. В наших стационарных опытах систематическая отвальная вспашка через 10 лет снизила общее содержание гумуса на 0,3 %. Кроме того, при постоянно возрастающих ценах на ГСМ обработка почвы становится наиболее затратной частью технологии. Поэтому оптимизация процесса обработки -главное требование сегодняшнего дня. Она должна проводиться с учетом типа и плотности почв, предшественника, фитосанитарного состояния поля с использованием приемов и средств защиты растений. Только при выполнении этих требований минимизация процесса обеспечивает сохранение влаги, повышение плодородия полей, а также экономию средств. Важную роль здесь играет правильный севооборот, который служит каркасом для всех факторов земледелия, предотвращает усиление засоренности посевов, поражение возделываемых
2. Изменение содержания гумуса в пахотном слое почвы 0-25 см за первую ротацию севооборотов, % (1997-2004 гг., Татарский НИИСХ)
Система удобрений Зернопаротравяной Зернопаропропашной
отвальная вспашка безотвальное рыхление отвальная вспашка безотвальное рыхление
Исходная 3,10 3,10 3,02 3,02
Без удобрений 3,25 3,31 2,95 3,09
Органоминеральная 3,84 3,94 3,15 3,35
Минеральная 3,64 3,84 3,05 3,10
3. Объемная масса почвы к концу ротации зернопаротравяного севооборота в различных слоях почвы
в зависимости от системы удобрений и обработки
4. Экономическая эффективность адаптивных технологий возделывания сельскохозяйственных культур в севооборотах (1997-2004 гг. Татарский НИИСХ)
Система удобрений Вспашка Безотвальное рыхление
исходная к концу ротации исходная к концу ротации
0-20 мм 20-30 мм 0-20 мм 20-30 мм 0-20 мм 20-30 мм 0-20 мм 20-30 мм
Без удобрений 1,45 1,45 1,06 1,05 1,40 1,52 1,13 1,13
(контроль)
Органоминеральная 1,70 1,51 1,06 0,97 1,45 1,52 0,90 1,03
Технология Продуктивность пашни, т/га зерн. ед. СВП, руб/га Затраты, руб/га Себестоимость, руб/ц зерн. ед. Условный чистый доход, руб/га Уровень рентабельности, % Расход ГСМ, кг/га
Экстенсивная (контроль) Интенсивная Ресурсосберегающая, биологизированная Восьмипольный зернопаротравяной севооборот 3,00 7693,0 3464,3 115,5 4228,7 4,55 11845,0 8439,8 185,5 3405,2 4,94 12817,8 4619,1 93,5 8198,7 122,1 40,3 177,5 52,5 66,3 33,46
Экстенсивная (контроль) Интенсивная Ресурсосберегающая, биологизированная Восьмипольный зернопаропропашной севооборот 2,50 5346,6 5034,10 201,3 311,9 4,34 8641,0 9798,5 225,8 1157,5 4,52 8922,5 5221,9 115,5 3702,0 6,2 -11,8 70,9 50,3 64,8 38,3
культур болезнями и вредителями.
При минимизации и выборе способа основной обработки почвы надо учитывать индивидуальные особенности возделываемых культур. Например, озимая рожь, яровая пшеница, ячмень, овес не требуют глубокого рыхления, под них достаточно проводить рыхление на глубину 14-16 см. Более того, озимые культуры отрицательно относятся к глубокому рыхлению, особенно перед посевом. Летом оно иссушает почву, которая впоследствии оседая под осенними дождями рвет корешки растений. Здесь отличный эффект дает мелкое рыхление.
По нашим данным, в зернопаро-пропашном севообороте после первой ротации при рыхлении без оборота пласта наблюдалось некоторое увеличение содержания гумуса (0,07 %), а при отвальной вспашке -снижение на 0,07 %, что объясняется усилением минерализации. Применение органоминеральной системы удобрений на фоне рыхления способствовало увеличению гумуса в пахотном горизонте по сравнению с исходным показателем на 0,33 % (табл. 2).
Способы основной обработки почвы оказали определенное влияние и на плотность сложения пахотного слоя. Проведенные нами опыты на серых лесных почвах Татарского НИИСХ показали, что в восьмипольном
зернопаротравяном севообороте (си-деральный пар - озимая пшеница -яровая пшеница с подсевом люцерны - люцерна - люцерна - люцерна - яровая пшеница - овес)плотность пахотного слоя почвы при вспашке, а также при рыхлении улучшилась. К концу ротации севооборота объемная масса почвы благодаря структурообразующей роли люцерны достигла оптимальных значений во всех вариантах (1,03-1,13 г/см3).
На фоне органоминеральной системы удобрений при рыхлении она снизилась до 0,9 г/см3 (табл. 3), что свидетельствует о возможности перехода на прямой посев последующих культур - яровой пшеницы и овса. На фоне органоминеральной системы удобрений урожайность культур севооборота оказалась ближе к запланированному уровню, а в отдельных случаях превысила его. При плане 4,0 т/га зерн. ед. продуктивность пашни в случае применения ресурсосберегающей технологии (максимальное использование биологических факторов земледелия, щадящий режим обработки почвы, органоминеральная система удобрений) достигла 4,94 т/га зерн. ед. в год (табл. 4). Для производства такого количества продукции потребовалось дополнительное использование всего лишь 16 кг/га азота и 20 кг/га д.в. калия.
В этом же зернопаротравяном се-
вообороте при интенсивной технологии (максимальное использование минеральных удобрений и химических средств защиты растений, классическая система обработки почвы) для достижения продуктивности пашни 4^ т/га зер. ед. в год (план - 4 т/га) понадобилось ежегодное внесение 172,8 кг/г д.в. (М68Р16К89).
Экстенсивная технология (без удобрений и средств защиты растений, классическая система обработки почвы) обеспечила получение 3,00 т/га зерн. ед., а урожайность отдельных злаков составляла 2,683,72 т/га зерна.
В зернопаропропашном севообороте для получения 4 т/га зерн. ед. (получено 4^2 т/га зерн. ед.) при ресурсосберегающей технологии применяли 106 кг/га д.в. минеральных удобрений (М43Р23К40) в год. При интенсивной технологии для достижения почти такой же продуктивности пашни (4,34 т/га зерн. ед.) потребовалось внесение 219 кг д.в. ЫРК на 1 га в год (Ы78Р51К90).
В обоих севооборотах производство продукции наиболее рентабель- е но (70,9-177^ %) при ресурсосбере- | гающей технологии (см. табл. 4). д
В остальных вариантах себестои- ел мость повышается, а рентабельность ие производства уменьшается. Более 2 того, в зернопаропропашном сево- 7 обороте при внесении только мине- 2 ральных удобрений на фоне вспаш- ®
ки производство убыточно (-11,8 %), что объясняется применением высокой дозы удобрений (219 кг/га д.в.).
Таким образом, в адаптивно-ландшафтной системе земледелия вла-горесурсосберегающая технология на базе плодосмена обеспечивает увеличение урожайности возделываемых культур и продуктивности пашни в 1,5-2 раза, экономию удобрений - на 40-50 %, ГСМ - на 25-35 %, улучшает плодородие почвы и повышает рентабельность производства зерна до 177 %.
Литература
1. Шакиров P.C. Земное плодородие.
- Казань: Татарское книжное издательство, 1989. - 120 с.
2. Шакиров P.C., Шакирова Г.И. Малозатратные технологии производства биологически безопасной зерновой про-дукции//Доклады Российской академии сельскохозяйственных наук, 1996. - № 6. - С. 28-30.
3. Шакиров P.C., Асхадуллин Х.Г. Ресурсосберегающая технология - стратегическое направление адаптивно-ландшафтных систем земледелия/Ресурсосберегающие технологии для земледелия и животноводства Владимирского ополья: Сб. докладов Всеросс. научно-практ. конф. ГНУ ВНИИСХ Росссельхозакаде-мии, 17-19 июля 2008 г. - Суздаль, 2008. - С. 37-42.
4. Шакиров Р.С., Гайнуллин Р.М. Ресурсосберегающие технологии производства зерна//Аграрная тема, 2013. - № 8 (43). - С. 30-33.
5. Тагиров М.Ш., Шакиров Р.С. Адаптивные технологии производства экологически безопасной зерновой продукции и воспроизводства почвенного плодородия//Вестник Российской академии сельскохозяйственных наук, 2014.
- С. 19-21.
Factors of increasing the efficiency of agriculture in Tatarstan Republic
R.S. Shakirov, M.Sh. Tagirov
The actual problems of agriculture of Tatarstan and their solutions are discussed. J The introduction of adaptive-landscape g system of agriculture preserves soil fertility N and increase the productivity of arable si land. On the basis of crop rotations „ resource-saving technologies of | cultivation of agricultural crops was <!> designed.
« Keywords: soil, plowing, tillage, crop
5 rotations, fertilizer, yield. v m
m ■
УДК 633.11 «324»:519.22:631.559(470.63)
Использование МОУ1 для оценки продуктивности озимой пшеницы в Ставропольском крае
И.Г. СТОРЧАК
Ф.В. ЕРОШЕНКО, доктор
биологических наук
Ставропольский НИИ сельского хозяйства
E-mail: yer-sniish@mail. ru
Проведен анализ многолетних данных по взаимосвязи урожая зерна озимой пшеницы с характеристиками динамики NDVI в условиях Ставропольского края. Показано, что точность регрессионной модели зависимости продуктивности от NDVI среднего за весенне-летний период возрастает при распространении ее на почвенно-климатические зоны края.
Ключевые слова: ДЗЗ, вегетационные индексы, NDVI, озимая пшеница, продуктивность, урожай зерна.
Использование данных дистанционного зондирования Земли (ДЗЗ) в сельскохозяйственном производстве в основном связано с решением таких задач, как инвентаризация сельхозугодий, выделение участков, подверженных эрозии, заболачиванию,
засоленности, опустыниванию и т.д. В последние годы эти данные все больше используются в исследованиях, позволяющих прогнозировать урожайность сельскохозяйственных культур [1, 2, 3]. Существуют различные подходы к прогнозированию урожайности: оценка состояния полей по вегетационным индексам, статистическая обработка результатов мониторинга, поиск года-аналога, построение моделей роста и регрессионных зависимостей продуктивности от вегетационных индексов [4-7].
К сожалению, в Ставропольском крае такие исследования практически не ведутся. Целью нашей работы стало установление возможности использования вегетационного индекса для построения регрессионной модели урожайности основной зерновой культуры Ставропольского края - озимой пшеницы. В качестве исходных данных использованы материалы статистического управления Ставропольского края и Института космических исследований
Регрессионные зависимости урожая зерна от
за вегетативно-генеративный период по районам Ставропольского края (2003-2013 гг.)
Район Уравнение Достоверность Коэффициент
регрессии аппроксимации корреляции
Александровский y=132,15x-41,58 R2=0,79 0,89
Андроповский y=81,481x-17,29 R2=0,46 0,82
Апанасенковский y=93,291x-21,31 R2=0,38 0,51
Арзгирский y=114,80x-29,24 R2=0,74 0,74
Благодарненский y=88,450x-14,76 R2=0,68 0,82
Буденновский y=112,89x-24,04 R2=0,70 0,84
Георгиевский y=147,95x-46,35 R2=0,88 0,94
Грачевский y=102,99x-27,38 R2=0,52 0,72
Изобильненский y=122,23x-31,68 R2=0,60 0,78
Ипатовский y=86,920x-14,11 R2=0,43 0,65
Кировский y=106,06x-25,26 R2=0,74 0,60
Кочубеевский y=118,28x-21,08 R2=0,51 0,89
Красногвардейский y=46,473x+12,98 R2=0,78 0,74
Курский y=108,70x-27,05 R2=0,79 0,89
Левокумский y=130,76x-30,20 R2=0,67 0,82
Минераловодский y=159,27x-61,89 R2=0,70 0,83
Нефтекумский y=106,48x-24,11 R2=0,67 0,81
Новоалександровский y=89,055x-3,49 R2=0,41 0,64
Новоселицкий y=134,14x-34,11 R2=0,79 0,89
Петровский y=87,473x-15,84 R2=0,49 0,70
Предгорный y=48,243x+0,404 R2=0,47 0,69
Советский y=118,45x-23,14 R2=0,68 0,82
Степновский y=103,41x-22,75 R2=0,63 0,79
Труновский y=85,796x-8,294 R2=0,42 0,65
Туркменский y=93,269x-17,00 R2=0,43 0,65
Шпаковский y=90,432x-23,30 R2=0,50 0,70
