CC BY
51
культур в таких условиях составило в среднем 9,9 кг (0,81%) на одно сорное растение. Потери зерновых единиц в годы с высокой влагообеспеченностью были значительно ниже - 5,9 кг (0,28 %), что в натуральных величинах почти в 2 раза, а в процентном отношении в 3 раза меньше, чем в сухие.
По снижению урожая на 1 г вегетативной массы сорных растений наибольший вред сорняки наносили во влажные годы. Уменьшение урожая составляло 0,98 кг/г, в средние годы величина этого показателя была равна 0,78 кг/г, в сухие - 0,58 кг/г При использовании удобрений вредоносность сорной растительности в расчете на 1 г биомассы снижается в годы с высокой влагообеспеченностью, по сравнению с фоном без удобрений, на 10 %. В сухие и средние по влагообеспеченности годы в натуральных величинах она возрастает, а в процентном отношении остается на уровне фона без удобрений. Внесение минеральных элементов во влажные годы способствует более сильному накоплению сорняками вегетативной массы. Однако в этихусловиях нет острой конкуренции за основной лимитирующий фактор - воду, поэтому
хорошо развитые культурные растения эффективно противостоят сорным в борьбе за питательные вещества. Как следствие, вредоносность сорняков в расчете 1 г биомассы значительно снижается.
Выводы. Доля многолетних сорняков по мере ротации севооборота снижается, а однолетних возрастает, и они становятся преобладающими, особенно во влажные годы.
Минеральные удобрения стимулируют развитие однолетних сорняков во все годы. Наиболее сильно это проявляется в условиях достаточной влагообес-печенности.
Сочетание агротехнических и химических мер борьбы позволяет удерживать засоренность в севообороте на низком уровне, при котором количество сорняков меньше, чем в контроле, в 2,8-3,3 раза, масса - в 3,9-4,0 раза.
Наибольшая удельная вредоносность одного сорного растения наблюдалась в засушливые годы, а в расчете на 1 г вегетативной массы сорняков - в случае высокой влагообеспеченности. При этом внесение удобрений позволяет снизить их вредоносность.
Литература.
1. Захаренко В.А., Спиридонов Ю.Я. Научно обоснованные системы применения гербицидов для борьбы с сорняками в практике растениеводства. - Голицыно, 2005. - С. 3.
2. Спиридонов Ю.Я., Ларина Г.Е., Шестаков В.Г. Методическое руководство по изучению гербицидов, применяемых в растениеводстве. - М., 2009. - 247 с.
3. Спиридонов Ю.Я, Шестаков В.Г. Рациональная система поиска и отбора гербицидов на современном этапе. - М., 2006. - 265 с.
4. Проведение полевых и производственных опытов по разработке и совершенствованию систем комплексного применения средств химизации в интенсивных технологиях возделывания зерновых культур // Методические указания. - М., 1985. - 86 с.
INFLUENCE OF VARIOUS ON FORMATION OF SPECIFIK STRUCTURE OF WEEDS AND LEVEL OF CROP CONTENT OF IMPURITIES IN CROP ROTATIONS OF THE VOLGA REGION N.I. Strizhkov, V.B. Lebedev, S.E. Kamenchenko, Yu.I. Dolgopolov, L.D. Yakusheva, G.I. Vlasenko Summary. Regularites of weed plants specific structure formation depending on weather conditions, fertilizers applications and herbicides are reflected at the article.
Key words: weed plants, herbicides, fertilizers, weather, injuriousness.
УДК 551.458:504.54:631.559:633.11
НАПРАВЛЕННОСТЬ БИОСФЕРНЫХ ПРОЦЕССОВ И ИХ ВЛИЯНИЕ НА ПРОДУКТИВНОСТЬ ЗЕРНОВЫХ КУЛЬТУР В АГРОЛАНДШАФТАХ ПОВОЛЖЬЯ
И.Ф. МЕДВЕДЕВ, доктор сельскохозяйственных наук, ведущий научный сотрудник
Н.Г. ЛЕВИЦКАЯ, кандидат сельскохозяйственных наук, зав. лабораторией НИИСХ Юго-Востока E-mail: raiser saratov@mail.ru
Резюме. В статье изложены результаты наблюдений на стационарных опытах и блоках почвенного мониторинга Саратовской области за биосферными процессами в системе «почва - вода - растение». Установлена связь почвенно-климатических изменений с уровнем и качеством урожая зерновых культур. Ключевые слова: климат, агроландшафт, зерновые культуры, водная эрозия, грунтовые воды, продуктивность, клейковина, минерализация.
Достижения науки и техники АПК, №05-2010 __
Глобальное изменение климата и его влияние на окружающую среду - одна из наиболее актуальных проблем XXI в. Вместе с интенсивным хозяйственным использованием почвенных ресурсов без достаточного возврата органического вещества оно способствует перестройке биосферных процессов в агроландшафтах, что определенным образом отражается на продуктивности сельскохозяйственных культур [1,2,3]. Поэтому системный анализ глубины трансформации биосферных процессов и разработка эффективных путей адаптации сельского хозяйства к новым условиям - важнейшие задачи современной аграрной науки.
Цель наших исследований - изучить направленность биосферных процессов и их влияние на продуктивность и качество зерновых культур в агроландшафтах Поволжья.
-------------------------------------------- 17
ный период. При этом в экстремально теплые зимы оно достигает 45...63 дней при норме 32 дня.
Продолжительные глубокие оттепели способствуют таянию снега, а нередко обусловливают его полный сход с полей. В результате наблюдается уменьшение запасов воды к началу весеннего снеготаяния, что отражается на
Рис.1. Вековой ход аномалий средней температуры воздуха теплого (^) и холодного условиях формирования (^) периодов в Саратове (5-илетнее скользящее осреднение). стока талых вод.
Задачи исследований включали оценку региональных климатических изменений, их влияния на развитие эрозионных процессов, режим увлажнения и уровень минерализации почвы, уровень и минерализацию грунтовых вод, а также определение особенностей дифференциации урожайности и качества зерна озимой пшеницы в зависимости от содержания гумуса и размещения на агроландшафте.
Условия, материалы и методы. Материалом для исследований послужили результаты научных экспериментов и наблюдений, проводимых в сертифицированных РАСХН (№065 и №057) длительных (1972-2009 гг) стационарных опытах НИИСХ Юго-Востока, а также на локальных блоках почвенноэкологического мониторинга в Саратовской области. Для определения тенденций изменения климатических характеристик использовали данные многолетних наблюдений по метеостанции Саратов ЮВ и агрометеорологические бюллетени по Саратовской области. Обработку материалов проводили методами дисперсионного, корреляционного, статистического анализов и построения трендов.
Агрохимическую диагностику почвы стационарных опытов и локальных блоков мониторинга осуществляли на основе применения компьютерных технологий с использованием навигационного прибора системы CPS и компьютерной программы ArcView.
Результаты и обсуждение. Мы установили, что во всех почвенно-климатических зонах Поволжья наблюдается устойчивый рост среднегодовой температуры воздуха. С 1979 по 2008 гг. она увеличилась, по сравнению с нормой климатического справочника за 1912-1980 гг., на 1,1...1,3°. При этом среднемесячная температура января выросла на 3,3...4,60, февраля - на 2,5...3,10, а мая и июня -всего на 0,1...0,60.
Оценка внутривекового хода аномалий средней температуры воздуха за теплый и холодный периоды показала, что темпы роста зимних температур в 2-3 раза превышают скорость увеличения средней температуры теплого периода. Наиболее ярко эта тенденция проявляется с конца 70-х гг. (рис.1).
С 1951 по 2008 гг. в регионе наблюдалось 20 экстремально теплых и лишь 4 экстремально холодных зимних сезона, когда аномалия средней температуры декабря - февраля превысила 3,50. Причем последняя экстремально холодная зима отмечена в 1969 г., а 15 экстремально теплых - в период с 1981 по 2008 гг.
Повышение зимних температур сопровождается увеличением числа дней с оттепелями в холод-
В стационарных опытах на черноземах южных (экспериментальное хозяйство НИИСХ Юго-Востока) прослеживается четко выраженная тенденция уменьшения активности стока, особенно на зяби (рис. 2). На первом этапе наблюдений (1973-1982 гг.) он формировался ежегодно, за исключением 1975 г. В среднем за 10 лет на зяби его величина составля-
Рис. 2. Тренд стока талых вод: ■ уплотненной пашне (1973-2009 гг.).
■ - на зяби;------на
ла 8,6 мм, а на уплотненной пашне - 34,2 мм. В 1982-1992 гг. сток талых вод уменьшился до 5,6 и 19,1 мм соответственно, а в последние 7 лет (20022009 гг.) - до 1,4 и 5,3 мм.
Построение линий трендов показывает, что в последние годы наблюдается тенденция к увеличению количества осенне-зимних осадков и уменьшению осадков, выпадающих в наиболее ответственные периоды вегетации сельскохозяйственных культур.
Еще одна примечательная особенность - увеличение частоты выпадения обильных осадков. В Саратове за период 1985-2008 гг. число дней с суточной суммой осадков, превышающей 80 % месячной нормы, увеличилось в теплый период, по сравнению с 1965-1984 гг., в 1,7 раза, а в сентябре - в 8 раз.
Рассчитанные за период с 1950 по 2008 гг. тренды запасов продуктивной влаги в метровом слое почвы свидетельствуют об устойчивой тенденции их роста, как весной, так и осенью. При этом темпы увеличения запасов влаги осенью в 2-4 раза выше, чем весной. В последние десятилетия в правобережных районах Саратовской области влагозапасы метрового слоя почвы перед уходом в зиму выросли на 25...60 %, а в левобережных - на 100 %. В 19912008 гг. повторяемость лет, когда осенние запасы продуктивной влаги в слое почвы 0.100 см были __ Достижения науки и техники АПК, №05-2010
Рис. 3. Результаты мониторинга УГВ и уровня их минерализации ция; - УГВ;-----минерализация;-----УГВ.
близки к наименьшей полевой влагоемкости (НПВ) в правобережных районах области составила 60 %.
В сухостепных районах Заволжья она изменялась от 40 до 72 %, а в полупустынных районах такая ситуация наблюдалась не чаще 2-4 раз за 10 лет. Запасы влаги весной в черноземно-степных районах во все эти годы составляли 131...160 мм.
Увеличение количества осенне-зимних осадков и значительный рост температуры воздуха в холодный период способствовали повышению температурного режима почвы, уменьшению инерции холода и улучшению условий поглощения талых вод почвой. Это на фоне повышенного осеннего запаса влаги привело к усилению процессов выщелачивания почвенного профиля. Косвенно миграцию почвенного раствора подтверждают результаты длительного наблюдения за уровнем залегания грунтовых вод (УГВ) и минерализацией в стационарном опыте (рис.3).
Мы установили достаточно тесную (г=-0,60...0,75) обратную корреляционную зависимость между величинами этих показателей.
В условиях относительно близкого залегания к поверхности (3.7 м) среднегодовое колебание УГВ не превышало 40.50 см. Основная причина таких изменений - различный объем выпадающих атмосферных осадков. Наряду с ростом уровня грунтовых вод отмечается устойчивая тенденция повышения их минерализации. В среднем за 20 лет он увеличился почти в 2 раза. Косвенное подтверждение внутрипочвенной миграции минеральных и органических веществ в грунтовые воды из почвенного профиля - результаты сопряженного анализа образцов почвы, отобранных в 1970 и 2009 гг. За 39 лет уровень минерализации раствора в среднем по профилю снизился в 3,8 раза, а показатель его реакции (рН) вырос с 7,9 до 8,5, что свидетельствует о присутствии соды и усилении процессов осолонцевания.
В результате наблюдаемых тенденций в изменении биосферных процессов урожайность озимой пшеницы возрастает, а яровой мягкой - снижается. За 33 года наблюдений в стационарных опытах изменения по тренду составили 10,2 и 8,0 ц/га соответственно.
Глобальное изменение климата и водного режима почвы отразились на закономерностях формирования уровня урожайности в агроландшафтах со сложным рельефом (рис. 4).
Многолетние наблюдения в различных частях длинных склонов (1,5.. .2,0 км) позволили выявить следующие закономерности. Наибольшая урожайность озимой пшеницы наблюдается в нижней части склона, а самое высокое содержание клейковине в зерне - в верхней. При этом разница между нижней и верхней частью склона в среднем по тренду составила 5,6 ц/га и 10,1 %.
Мониторинговые наблюдения за урожайностью и качеством зерна на едином рабочем участке и использование цифровых почвенно-агрохимических карт, выполненных на основе ГИС-технологии, позволили определить взаимосвязь между содержанием гумуса, продуктивностью и качеством зерна озимой пшеницы. При этом коэффициент корреля-
■ - минерализа-
ции между количеством гумуса в почве и урожайно-
Рис.4. Дифференциация урожайности и содержания
клейковины в зерне озимой пшеницы по длине склона:-
гумус,%;----урожайность, ц/га;--содержание клейко-
вины,%.
стью озимой пшеницы составил г=0,60 (средний уровень), а с содержанием в зерне клейковины г=0,67 (высокий уровень).
Выводы. Таким образом, глобальное изменение климата привело к существенной перестройке биосферных процессов в агроландшафте. В условиях повышения температуры и изменения водного режима почвы отмечается снижение активности проявления процессов водной эрозии и полное поглощения почвой зимних осадков, способствующее активизации процессов выщелачивания.
Современная направленность биосферных процессов обусловила дифференциацию по уровню урожайности и качеству продукции озимых и яровых зерновых культур.
Литература.
1. Иванова А.А. Глобальные появления изменений климата в агропромышленной сфере, М., 2004. - 331 С.
2. Медведев И.Ф., Левицкая Н.Г. Глобальное изменение климата и эффективность удобрений на черноземных почвах Поволжья // Бюлл. Всер. ВНИИУА им. Д. И. Прянишникова. - №119. - М: Агроконсалт, 2003. - С. 127-130.
3. Медведев И.Ф. Агроэкологические основы повышения плодородия склоновых черноземных почв Поволжья: Авто-реф. дис. ... д-ра с.-х.наук. Саратов, 2001. - 43 С.
Достижения науки и техники АПК, №05-2010 ___________________________________________________ 19
ORIENTATION OF BIOSPHERIC PROCESSES AND THEIR INFLUENCE ON EFFICIENCY OF GRAIN CROPS IN AGRARIAN LANDSCAPES IN VOLGA REGION
I.F. Medvedev, N.G. Levitskaya
Summary. In clause data of supervision on stationary experiences and blocks of soil monitoring of the Saratov area behind biospheric processes in system ground - water - a plant are stated. Communication of soil-climatic changes with a level and quality of a grain yield of cultures is established.
Key words: a climate, an agrarian landscape, grain crops, water erosion, subsoil waters, efficiency, cleycovina, a mineralization.
УДК 633.854.78:631.52.57 (470.4)
ИЗМЕНЕНИЕ КЛИМАТА И СТРАТЕГИЯ СЕЛЕКЦИИ ПОДСОЛНЕЧНИКА В ПОВОЛЖЬЕ
B.М. ЛЕКAРЕB, кандидат сельскохозяйственных наук, зав. лабораторией.
B.Ф. ПИМAХИН, доктор сельскохозяйственных наук, главный научный сотрудник НИИСХ Юго-Bостока B.П. ГРAФОB, директор
Aрадакская сельскохозяйственная опытная станция A.B. KOBAnEHKO, научный сотрудник НИИСХ Юго-Bостока E-mail: raiser saratov@mail.ru
Резюме. Обсуждаются происходящие изменения климата в Поволжье и обосновываются главные направления селекции подсолнечника на ближайшую перспективу. Большинство из них обусловлены увеличением продолжительности вегетационного периода и улучшением условий увлажнения, а также ростом вероятности возникновения новых вирулентных рас возбудителей болезней и появления опасных патогенов, не имевших распространения в предшествующие годы. Ключевые слова: климат, температура, осадки, гибрид, сорт, продуктивность, подсолнечник.
Климат Поволжья характеризуется большим разнообразием, резкими колебаниями погоды и засушливостью в течение периода вегетации сельскохозяйственных растений. В процессе происходящего глобального потепления существенно изменяются границы сложившихся в предшествующий период климатических зон. Общая направленность этих изменений хорошо прослеживается в Саратовской области, расположенной в центре Поволжья.
Так, если в 80-е гг климатическая зона с суммой активных температур выше 2900 °С занимала около 30 % левобережья, то сейчас она охватывает всю территорию этого субъекта Федерации. Существенно увеличилась среднегодовая температура воздуха во всех микрозонах области, а также повторяемость и интенсивность засух. Вместе с тем, значительно улучшилась влагообеспеченность растений в период вегетации. В основном это происходит благодаря осенне-зимним осадкам, которые играют важную роль в формировании урожая подсолнечника [1,2,3,4].
В связи с такими значительными изменениями потребовалось внесение корректив в стратегию и основные направления селекции подсолнечника в регионе.
Цель наших исследований - создание новых высо-
копродуктивных сортов и гибридов подсолнечника, в наибольшей степени использующих изменения климата, устойчивых к новым расам патогенов, адаптированных к климатическим особенностям региона, а также обоснование стратегии и новых направлений селекции этой культуры на ближайшую перспективу.
Условия, материалы, и методы. В качестве исходного материала использовали лучшие сорта и гибриды отечественной и зарубежной селекции, гибриды от скрещивания их с однолетними и многолетними видами, синтетики, образцы из коллекции ВИР, лучшие формы собственной селекции.
Исследования проводили по общепринятой методике селекционных работ в нашей модификации. Для ускорения процесса использовали климатические камеры и теплицы.
Результаты и обсуждение. Анализ динамики изменения метеоусловий Саратовской области, показывает, что за последние 30 лет (1979-2009 гг) среднегодовая температура воздуха, по сравнению со среднемноголетними данными увеличилась в правобережных районах на 1,4...1,8 °С, а в левобережных - на 1,5...2,3 °С.
Это произошло в основном в результате повышения температур воздуха в зимний период. Сроки перехода среднесуточных температур через 0, +5 и +10 °С сместились на более ранние и соответственно период активной вегетации растений увеличился на 10.14 дней, а безморозный - на 16 дней. За это время существенно повысилось годовое количество осадков по всем микрозонам области (на 8.10 %) и весеннее содержание запасов продуктивной влаги в метровом слое почвы (на 15.30 мм). В правобережных районах области повторяемость лет с хорошими весенними запасами влаги (более 130.160 мм) составила 80.100 %, а в сухостепных и полупустынных заволжских районах заметно снизилось количество лет с низкими (60.90 мм) запасами весенней влаги. Еще сильнее эти тенденции проявляются в последние годы.
Таким образом, открываются возможности для расширения посевов подсолнечника в левобережных районах и создаются условия для повышения стабильности урожаев в самых благоприятных зонах.
Вместе с тем, при потеплении климата возрастает вероятность возникновения более вирулентных рас заразихи, возбудителей известных болезней и вредителей, появления новых опасных патогенов, не имевших распространения в предшествующий период. Этому способствует не только переход многих хо-Достижения науки и техники АПК, №05-2010
