CC BY
7УДК 631.58:[551.58+631.43]
ОПТИМИЗАЦИЯ СИСТЕМ ЗЕМЛЕДЕЛИЯ НА ТЕРРИТОРИИ СЕВЕРНОГО ПРИЧЕРНОМОРЬЯ В
УСЛОВИЯХ ИЗМЕНЕНИЯ КЛИМАТА И ЭКОЛОГО-МЕЛИОРАТИВНОГО СОСТОЯНИЯ ПОЧВ
Коковихин С.В., доктор сельскохозяйственных наук, профессор; Василько В.П., кандидат сельскохозяйственных наук, профессор, Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Кубанский государственный аграрный университет имени И. Т. Трубилина». Сташкина А.Ф., кандидат сельскохозяйственных наук, старший научный сотрудник ФИЦ ИнБЮМ Карадагская научная станция им. Т.И. Вяземского -природный заповедник РАН.
Установлено, что в условиях Северного Причерноморья проявляется негативное влияние засухи и суховеев с бездождевыми периодами продолжительностью более 1,0-1,5 месяца. При климатических изменениях и невозможности применять орошение на больших площадях вследствие разрушения Каховской ГЭС необходимо разработать и внедрить в сельскохозяйственное производство адаптивные системы земледелия с комплексом ресурсосберегающих, экологически безопасные технологий и противоэрозионных мероприятий. В системах орошаемого земледелия в
OPTIMIZATION OF AGRICULTURAL SYSTEMS IN THE TERRITORY OF THE NORTHERN BLACK SEA REGION
IN CONDITIONS OF CLIMATE CHANGE AND ECOLOGICAL AND AMELIORATIVE STATE OF SOIL
Kokovikhin S.V., Doctor of Agricultural Sciences, Professor;
Vasilko V.P., Candidate of Agricultural Sciences, Professor, Federal State Budgetary Educational Institution of Higher Education "Kuban State Agrarian University named after I. T. Trubilin". Stashkina A.F., Candidate of Agricultural Sciences, Senior Researcher at FIT InBUM Karadag Scientific Station named after T.I. Vyazemsky - Nature Reserve of the Russian Academy of Sciences.
It has established that in the conditions of the Northern Black Sea region there is a negative impact of drought and hot winds with rainless periods lasting more than 1.0-1.5 months. With climate change and the impossibility of using irrigation over large areas due to the destruction of the Kakhovskaya hydroelectric power station, it is necessary to develop and implement adaptive farming systems with a set of resource-saving, environmentally friendly technologies and anti-erosion measures into agricultural production. In irrigated farming systems, when it is impossible
71
условиях невозможности проводить масштабное орошение на больших площадях приоритет следует отдавать локальным системам искусственного увлажнения с применением инновационных технологий орошения, цифровых технологий, специальных компьютерных программ для внедрения новых методов моделирования продукционных процессов в адаптивных системах земледелия.
Ключевые слова: системы земледелия, культуры, климатические условия, орошение, севооборот, урожайность, пожнивные посевы, адаптивность.
to carry out large-scale irrigation over large areas, priority should give to local artificial humidification systems using innovative irrigation technologies, digital technologies, and special computer programs for the introduction of new methods for modeling production processes in adaptive farming systems.
Key words: farming systems, crops, climatic conditions, irrigation, crop rotation, productivity, stubble crops, adaptability.
Введение. Основой экономически целесообразного, стабильного и долгосрочного сельскохозяйственного использования мелиорированных агроэ-косистем является формирование и поддержание их экологического баланса. Поэтому дальнейшее развитие земледелия требует установления допустимых пределов экологических рисков в соответствии с существующими требованиями безопасности и разработки системы принятия управленческих решений для предотвращения их проявления и возможных последствий [1; 2; 3]. Орошение играет важную стабилизирующую роль в продовольственном, ресурсном и финансовом обеспечении отечественного сельского хозяйства государства, особенно в годы с неблагоприятными погодными условиями, что усиливает значение мелиорированных земель в связи с глобальными изменениями климата и обостряющимися процессами опустыниванием территорий. На сегодняшний день это является одним из главных факторов и условий интенсификации земледелия в районах неустойчивого и недостаточного природного увлажнения [4, 5; 6; 7].
Природные ресурсы, которые можно нормировать за счет изменения уровней интенсификации современного земледелия - это структура посевных площадей, химизация (внесение удобрений, гипсование почв, использование пестицидов и др.), системы обработки почвы, орошение, биологизация и т.п. На основе этих факторов повышается плодородие почвы, улучшается водообеспе-ченность, создаются оптимальные условия для получения высоких, стабильных, качественных, экономически выгодных и экологически обоснованных урожаев сельскохозяйственных культур [8; 9; 10; 11; 12]. Характерной особенностью интенсивного земледелия является усиление зависимости от ресурсов жизнедеятельности растений. Степень их использования обусловлена биологическими особенностями и генетическим потенциалом с.-х. культур, взаимодействием
72
ресурсов жизни растений в процессе формирования урожая. Поэтому основная задача в направлении получении высокой продуктивности растений состоит в максимальном приближении условий внешней среды к потребностям растений, что можно обеспечить в научно обоснованном объединении и взаимодействии приёмов интенсивного и биологизированного земледелия [13; 14; 15; 16; 17].
Современное развитие отрасли земледелия в последние десятилетия происходило на основе применения высоких норм минеральных удобрений (без учёта содержания элементов питания в почве на конкретных полях севооборотов) и без внесения органических, а также интенсификации защиты посевов за счет увеличения кратности обработки пестицидами. В таких условиях качество продукции не всегда повышалось. Это требует поиска путей улучшения качества продукции, которой в последние годы стало уделяться много внимания. Одним из направлений производства высококачественной продукции растениеводства является биологизация технологии выращивания с.-х. культур, которая имеет неоспоримые экологические и экономические преимущества, особенно в долгосрочной перспективе для оптимизации систем земледелия, восстановления и улучшения почвенного плодородия, снижения уровня химизации и т.д. [18; 19; 20].
Материал и методы исследований. Целью исследований было установить основные направления оптимизации систем земледелия на территории Северного Причерноморья в условиях климатических изменений и ухудшения эколого-мелиоративного состояния почв в настоящее время и на перспективу.
Исследования проведены с использованием методики опытного дела и моделирования в агрономии [21]. Исходными данными для комплексного анализа продуктивности систем земледелия и моделирования были экспериментальные данные по выращиванию полевых культур в севооборотах на орошаемых и неполивных землях Северного Причерноморья [22; 23].
Результаты и обсуждения. Климатические изменения, неблагоприятные погодные и антропогенные условия (опустынивание, снижение плодородия, эрозия и деградация почв), военные конфликты, повышение цен на энергоносители, технику, удобрения и агрохимикаты, дефицит экологически безопасного продовольствия и качественной пресной воды обосновывают необходимость применения новых научных подходов и практических мероприятий для формирования и устойчивого развития агропромышленного комплекса, особенно в регионах с засушливым климатом и рискованным земледелием, к которым относится Северное Причерноморье. После разрушения Каховской ГЭС действие неустранимых негативных природных факторов (дефицит и неравномерность выпадения осадков, высокие температуры и низкая влажность воздуха, суховеи и др.) в значительной мере усилились и будут нарастать из-за отсутствия орошения. Поэтому в такой ситуации для снижения техногенных последствий необходимо адаптировать системы земледелия на неполивных землях к новым условиям на основе применения инновационных агротехнологий, основанных
73
на водо- и ресурсосберегающих принципах - минимизации и изменения глубины обработки почвы, нормирования затрат всех видов ресурсов, биологизации, повышения экономической эффективности растениеводческой отрасли, обеспечения экологической безопасности сельскохозяйственного производства. До разрушения Каховской ГЭС главными культурами орошаемых севооборотов в Северном Причерноморье были соя и кукуруза, которые невозможно выращивать в засушливых условиях региона на неполивных землях. Начиная с 2024 г и на ближайшие несколько лет (до момента восстановления Каховской ГЭС и систем масштабного орошения) необходимо заменить эти культуры другими, выдерживающими неблагоприятные природные гидротермические условия. Также нужно с максимальной эффективностью использовать возможности капельного орошения с водозабором из скважин и локальных источников.
Каждая почвенно-экологическая подзона Северного Причерноморья характеризуется определенным типом почв, отличающихся между собой по показателям агрономического качества, а, следовательно, и потенциальной продуктивностью, которые обуславливают формирование урожая, экономическую эффективность и экологическую безопасность аграрной отрасли на уровне каждого хозяйства. На территории региона сформировались три основных типа почв: черноземы южные, каштановые почвы и солонцы. В основу выделения географических зон и подзон степной территории положены типы природных условий, за главный критерий принят типовой состав почвенного покрова, который сформировался под влиянием климатических факторов (табл. 1).
Таблица 1. Параметры природного потенциала плодородия почв Северного Причерноморья, которые могут быть использованы для _выращивания растениеводческой продукции_
Физическая глина, % Содержание гумуса ГТК по периодам вегетации (месяцам) Осадки за Х1-111
0-30 см т/га в профиле У-У11 УШ-1Х У-1Х мм % использования
Чернозём южный
36-40 2,1-2,3 180 0,77 0,45 0,64 120-140 80
51-55 3,0-3,2 210 0,77 0,45 0,64 120-140 30
Темно-каштановая почва
41-45 2,0-2,3 160 0,69 0,45 0,59 120 72
61-65 3,1-3,3 210 0,75 0,44 0,63 140 72
Каштановая почва
41-45 1,6-1,8 95 0,54 0,45 0,50 120-140 72
61-65 2,2-2,4 160 0,53 0,45 0,50 120-140 72
Черноземы южные распространены в зоне Северного Причерноморья с показателем гидротермического коэффициента (ГТК) на уровне 0,61-0,67, они
74
представлены в основном одним слабогумусированным подтипом с содержанием гумуса 2,7-4,0%. Особенностью черноземов южных является равнин-ность территории распространения, что способствует их высокоэффективному растениеводческому использованию. Черноземные почвы характеризуются самым высоким потенциалом плодородия в мире.
Каштановые почвы сформировались в зоне Северного Причерноморья при показателе ГТК на уровне 0,45-0,60. По природному плодородию эти почвы делятся на два подтипа: темно-каштановые малогумусированные (содержание гумуса в пахотном слое 2,3-3,3%) и каштановые солонцеватые малогумусированные (1,6-2,4%).
Каштановые солонцеватые почвы в комплексе с солонцами распространены в сухой подзоне Присивашско-Причерноморского региона с пониженным ГТК в период вегетации яровых культур (У-!Х) на уровне 0,45-0,51. В профиле каштановых солонцов четко выражены признаки солонцеватости, что вместе с аридно-стью климата значительно ухудшает их условия для выращивания с.-х. культур.
Практически на всей территории Северного Причерноморья количество тепла достаточно для выращивания большинства культур умеренного пояса (табл. 2).
Таблица 2. Климатические параметры территории _Северного Причерноморья_
Период вегетации Температура января, °С Осадки за год, мм
Х1-111
Сумма ^10°С ГТК Осадки, мм Осадки, мм
Зона Южной Степи
2950-3050 0,61-0,67 180-200 120-160 -(4,4-0,7) 370-430
Зона Сухой Степи
3000-3050 0,45-0,60 140-185 120-140 -(4,4-2,0) 310-390
Подзона сухостепная сухая
3000-3050 0,52-0,60 155-185 120-140 -(4,4-2,0) 340-390
Подзона сухостепная очень сухая
3000-3050 0,45-0,51 140-165 120-140 -(3,2-2,0) 310-345
Районирование по почвенно-экономическому статусу дает возможность дифференцированно и эффективно использовать природные ресурсы путем применения научно обоснованных систем земледелия, разрабатывать и внедрять соответствующие агроприёмы биологизации, водосбережения, улучшения плодородия почв и др. Именно с этой целью необходимо детально анализировать почвенно-экологические ресурсы на уровне каждого хозяйства, севооборота и поля для формирования адаптированных к локальным условиям технологий выращивания с.-х. культур.
75
Важнейшими условиями дальнейшего повышения эффективности земледелия являются научные исследование и комплексная оценка природных ресурсов региона, основанные на глубоком анализе зависимости урожайности сельскохозяйственных культур от почвенно-климатических особенностей и степени интенсификации агротехнологий. Постоянно растущая потребность учета почвенно-климатических факторов обусловлена усилением их влияния на конечный результат. Сопоставление данных реального уровня агроклиматических ресурсов с потребностями растений позволяет с достаточно высокой точностью установить факторы, лимитирующие получение высоких, качественных и экономически выгодных урожаев.
Важно отметить, что в интенсивных системах земледелия такие факторы
как тепло, свет, влага, питательные вещества используются с максимальным коэффициентом полезного действия. При недостаточном уровне агротехники почвенно-климатические ресурсы расходуются в большей степени не на накопление биологической массы, а на физиологические процессы, что приводит к потерям накопленного органического вещества, ухудшает экономические показатели, вызывает негативные экологические изменения в почве. Для рационального исследования почвенно-климатических ресурсов необходимо более точное определение для каждой культуры первостепенных биоклиматических констант.
За среднемноголетний период установлено, что в зоне Северного Причерноморья вегетационный период в южной части региона начинается 20-31 марта, в северной - 1-5 апреля. Конец вегетационного периода выпадает на 15-25 ноября в юго-западной части и на 1-15 ноября - в северо-восточной. Сравнение фактических ресурсов тепла на территории Северного Причерноморья с приведенными потребностями в нем культур указывает на полное удовлетворение потребностей самых теплолюбивых культур, особенно при применении орошения: рис, бахчевые, овощные, а также на целесообразность применения повторных посевов после выращивания некоторых культур с коротким периодом вегетации.
При выращивании отдельных с.-х. культур используется только часть вегетационного периода и остается некоторый энергетический резерв, который можно направить для выращивания промежуточных культур. Остаток ресурсов тепла и периода вегетации после сбора некоторых культур или смешанных посевов и возможности их использования для выращивания промежуточных
посевов определяют по таблице 4.
При выращивании с.-х. культур в пожнивный период (после уборки озимой пшеницы и других озимых культур) следует учитывать их способность сокращать продолжительность вегетации из-за более высоких температур в начальный период роста и характерную фотопериодическую реакцию. Так, культуры длинного дня в послеуборочных посевах отличаются более интенсивным ростом. Хотя прохождение фаз развития у них задерживается, однако растет способность к большему нарастанию вегетативной массы. При этом на 200-300°С уменьшается их потребность в тепле. Все это определяет благоприят-
76
ность условий для пожнивного выращивания сельскохозяйственных культур.
Таблица 4. Продолжительность безморозного периода и остаток _тепла после уборки урожая сельскохозяйственных культур
Культура Период уборки урожая Число дней до заморозков Сумма активных температур, °С '
фаза вегетации календарные число/месяц
Озимый ячмень Начало колошения 30/05-05/06 130-135 2300-2850
Озимая пшеница Полная спелость 05/07-10/07 90-100 1600-2150
Яровой ячмень Начало колошения 10/06-15/06 120-125 2100-2700
Кукуруза Молочно-восковая спелость 05/08-15/08 60-70 900-1350
Горох Техническая спелость 10/07-15/06 120-125 2100-2400
Продолжительность вегетации конкретных с.-х. культур определяется по температурному потенциалу, который устанавливается в результате общения экспериментальных данных за многолетний период (табл. 5). Таблица 5. Продолжительность вегетационного периода потребности в
тепле при выращивании полевых культур в пожнивный период
Культура Фаза вегетации при уборке Вегетационный период, дней Минимальная сумма активных температур, °С
Раннеспелые сорта проса, гречихи, гороха, горчицы Полная спелость 70-85 1100-1200
Среднеспелые сорта этих культур, раннеспелые гибриды кукурузы Полная спелость 95-125 1550-2100
Ячмень, просо, райграс, горох, соя, вика, гречиха Цветение 60-65 950-1050
Кукуруза, сорго, суданская трава, просо Полная спелость 60-90 1400-1600
Список выращиваемых в условиях Северного Причерноморья с.-х. культур отличается значительным разнообразием. Тепловые ресурсы здесь обеспечивают возможность получения высоких урожаев, в том числе позднеспелых культур (кукуруза, просо, соя) не только в основной срок посева, но и в после-
77
уборочный период. Важно не допустить больших разрывов между собиранием предыдущей основной культуры и посевом повторной. Так, при десятидневном разрыве указанных сроков теряется 200-250°С активных температур, что равноценно потере будущего урожая зерна примерно в пределах 7-12 ц/га. В данном засушливом регионе из-за резкого дефицита атмосферных осадков и ограниченности ресурсов влаги в этот период гарантированное выращивание промежуточных культур эффективно только при орошении.
При аридном климате условия влагообеспеченности как важнейший фактор жизнедеятельности растений лимитируют получение высоких и стабильных урожаев. Главной особенностью этого фактора является то, что некоторые его величины (влажность почвы, влажность воздуха в посеве) можно изменять с помощью комплекса агротехнических и мелиоративных мероприятий и таким образом улучшать условия выращивания сельскохозяйственных культур. Величины, входящие в комплекс условий влагообеспеченности, характеризуют режим увлажнения приземного слоя атмосферы и почвы. К ним относятся: абсолютная и относительная влажность воздуха, его дефицит, характеристики режима атмосферных осадков и запасов влаги в почве, комплексные показатели условий тепло- и влагообеспеченности. Эти величины меж собой тесно связаны. Основным источником влагообеспеченности земной поверхности являются атмосферные осадки, которые выпадают в капельно-жидкой или твердой фазе. Причём, из всех метеорологических величин количество осадков одно из самых изменчивых в пространстве и времени. Характерной чертой территориального распределения осадков является значительная неравномерность их выпадения, особенно во время ливней, которые в отдельные годы достигают, а иногда и превышают абсолютный месячный максимум. Наибольшая пространственная изменчивость осадков свойственна приморским районам Северного Причерноморья. Для временной изменчивости месячных сумм осадков характерными признаками являются значительные колебания по годам, при этом они могут быть в несколько раз меньше или больше многолетней нормы.
Анализ многолетних данных свидетельствует о высокой вероятности дефицитом влаги в послеуборочный период, что связано с летними засухами, низким количеством осадков (менее 50% от суммы за весь вегетационный период), высокой испаряемостью (эвапотранспирацией) и значительным водопо-треблением с.-х. культур в севооборотах за предыдущий период.
Если средние многолетние запасы влаги на территории Северного Причерноморья во время посева поздних культур составляют 25-35 мм в пахотном слое почвы, или 100-150 мм в метровом слое, то при своевременном проведении весенних полевых работ и оптимальных сроков посева появляются нормальные всходы. В послеуборочный период запасы почвенной влаги уменьшаются до 5-10 мм в пахотном слое и до 20-50 мм - в метровом слое, однако такого количества влаги недостаточно для прорастания семян и нормального развития растений. Следует отметить, что снижение запасов продуктивной влаги в пахотном
78
слое до 20 мм считается началом засушливого периода, а до 10 мм - началом сухого периода. В то же время необходимо учитывать климатические изменения, которые проявляются в некотором увеличении количества осадков на территории Северного Причерноморья, а также значительного нарастания их неравномерности распределения в пространстве и времени. Расчетные величины урожайности полевых культур находятся в тесной взаимосвязи с количеством атмосферных осадков, количество которых определяет общую эффективность систем земледелия и степень их адаптивности к климатическим изменениям (табл. 6). Например, в условиях орошаемого земледелия создается наиболее благоприятный для растений водный режим. Однако, важное значение имеет рациональное использование имеющихся водных ресурсов. В связи с этим необходимо знать количество дефицита влаги в разные по влагообеспеченности годы, поэтому расчет влагообеспеченности целесообразно устанавливать не по осадкам, а по дефициту водопотребления, что является комплексным показателем водного баланса активного корнесодержащего слоя почвы. При моделировании динамики водного режима необходимо учитывать, что в величине водопотребления участвуют не только атмосферные осадки вегетационного периода, но и запасы влаги почвы, наличие которых, особенно в начале вегетации, зависит в основном от осадков предыдущего периода. Роль почвенных запасов влаги значительна, они могут составлять 40-50% общего водопотребления.
Таблица 6. Теоретические величины урожайности полевых культур,
рассчитанные по количеству атмосферных осадков, ц/га
Культуры Срок посева
весенний пожнивный
Ранние зерновые: - на зерно - на зелёную массу 20-26 225-325 150-200
Поздние зерновые: - на зерно - на зелёную массу 30-36 375-450 16-22 200-275
Важнейшими характеристиками экстремальности условий влагообеспе-ченности Северного Причерноморья являются показатели интенсивности и повторяемости засушливых явлений: продолжительность и повторяемость бездождевых периодов, продолжительность, повторяемость и охват территории засухами, число дней с суховеями и их интенсивность. Ежегодно наблюдаются бездождевые периоды, продолжительность которых в отдельные годы (например, 2007, 2012, 2020 гг.) превышает 1,0-1,5 месяца. Ежегодно два-три раза бывают бездождевые периоды продолжительностью 10-20 дней в течение вегетационного периода. Первые дни бездождевых периодов не представляют опасности для развития с.-х. культур. Начиная с десятого дня при отсутствии осадков начинаются негативные физиологические изменения состояния растений, особенно в фазы активного водопотребления (так называемый «критиче-
79
ский период»). Повторяемость весенних засух на территории Северного Причерноморья составляет около 40%, летние засухи достигают 80-90%, а осенние - всего 20%. Вероятность засух, охватывающих весь летний период, меняется с севера на юг от 20 до 50%. В южной прибрежной полосе Херсонской области и Северной части Крыма их вероятность составляет 50-60%.
Негативное влияние на формирование урожайности с.-х. культур имеют суховеи и пониженная влажность воздуха. Дни, когда относительная влажность воздуха меньше 30%, считаются сухими. Сухие дни отмечаются преимущественно в теплый период года. Зимой число таких дней незначительно. Весной их количество растет и в апреле-мае в отдельных пунктах достигает 7-9 дней. В весенний период большой вред озимым культурам наносит сочетание низкой влажности воздуха (менее 30%) с пониженными температурами (холодная засуха). Особенно вредны такие условия в конце апреля - начале мая, когда у озимых растений происходит формирование колосковых бугорков и цветков в колосках. Под влиянием таких условий может значительно снизиться число зерен в колосе, что в конечном счете сказывается на урожае и качестве растениеводческой продукции. В Северном Причерноморье июль и август являются самыми сухими месяцами года. Интенсивный прогрев воздуха и уменьшение количества осадков приводит в районах, удаленных от морского побережья, к увеличению числа сухих дней до 9-12 и уменьшению влажности воздуха ниже 30%.
Изменение климата оказывает существенное влияние на продуктивность сельского хозяйства, включая существенные колебания количества атмосферных осадков, температур воздуха и губительное действие засухи. Поэтому при таких условиях необходимо научно обосновать и внедрить в производство адаптивные системы земледелия, которые являются наиболее устойчивыми к влиянию негативных последствий изменения климата на глобальном и региональном уровнях. Важнейшим приёмом борьбы с засухами является орошение, которое в условиях Северного Причерноморья позволяет повысить урожайность озимой пшеницы в 3,4 раза, кукурузы на зерно - в 4,7; сои - в 3,5; сена люцерны - в 2,5 раза (рис. 1). Нормирование расхода поливной воды и других агроресурсов позволяет получить максимальную чистую прибыль и
уменьшить антропогенное давление на орошаемые почвы.
По предварительной оценке, в современных условиях и на перспективу
(возможно на несколько лет - пока будет отсутствовать орошение и не будет восстановлена Каховская ГЭС), формирование адаптивных систем земледелия на неполивных землях Северного Причерноморья целесообразно с включением основных с.-х. культур: озимая пшеница, озимый ячмень, подсолнечник, горох и другие. При этом следует корректировать структуру посевных площадей экономически важных культур и заменять кукурузу, сою рис риса, которые без орошения выращивать невозможно, другими засухоустойчивыми культурами. При этом важнейшее значение при этом имеют приёмы влагонакопления и во-досбережения, которые предусматривают выбор лучших предшественников,
80
включение в севообороты паровых полей, дифференцированную и минимизированную систему обработки почвы, нормирование удобрений, интегрированную защиты растений от вредителей, болезней и сорняков, оптимизация сроков проведения всех без исключения агротехнологических операций др. Кроме того, нужно уделять первостепенное внимание подбору сортов и гибридов выращиваемых в зоне Северного Причерноморья с.-х. культур с приоритетом засухоустойчивости, адаптивности к местным условиям, разных групп спелости для планирования севооборотов и сроков уборки урожая. Также в условиях изменения климата и эколого-мелиоративного состояния почв большую роль будут играть агроприёмы, направленные на биологизацию земледелия, в первую очередь внесение органических удобрений, замена пестицидов биопрепаратами, применение деструкторов для улучшения использования пожнивных
Озимая пшеница Кукуруза Соя Люцерна (сено)
В Без орошения □ При орошении
Рисунок 1. Эффективность орошения в условиях Северного Причерноморья при выращивании основных сельскохозяйственных культур (по данным Института орошаемого земледелия [21; 22; 23], среднее за 2015-2020 гг.)
Выводы. Таким образом, на территории Северного Причерноморья важными проблемами агарной науки и производства является создание адаптивных систем земледелия, которые могут обеспечить формирования высоких, стабильных и экономически выгодных урожаев в условиях климатических изменений, ухудшения эколого-мелиоративного состояния почв из-за разрушения Каховской ГЭС и невозможности применять орошение в настоящее время и на ближайшую перспективу. Для обеспечения нормального функционирования систем земледелия в соответствии с экологическими нормами необходимо
81
учитывать весь комплекс природно-климатических и хозяйственно условий для создания новой эколого-экономической модели использования земель региона.
Учитывая региональные изменения климата на территории Северного Причерноморья, необходимо научное обоснование комплекса агроприёмов для адаптации систем земледелия к новой агроэкологической ситуации, которая предусматривает: районирование территорий для выращивания основных культур на основе оценки природных агроклиматических ресурсов; создание новых сортов и гибридов культур с оптимальными параметрами адаптации к засушливым условиям и региональным климатическим изменениям; уменьшение удельного веса распаханности сельскохозяйственных угодий и ростом площадей с использованием агромелиоративных мероприятий; разработку систем обработки почвы, способствующих сохранению плодородия почв и предупреждающее их деградацию; восстановление и строительство новых оросительных систем, развитие орошаемого земледелия в засушливых условиях Северного Причерноморья для гарантированного и стабильного получения необходимых объёмов растениеводческой продукции.
Формирование высоких и стабильных урожаев сельскохозяйственных культур базируется на высокоэффективном использовании почвенно-клима-тических ресурсов Северного Причерноморья. В сельскохозяйственном производстве, в отличие от других отраслей народного хозяйства, эти условия являются важнейшими составляющими средствами, без чего невозможен сам процесс получения растениеводческой продукции. Вместе с тем, природные ресурсы отличаются от обычных средств производства тем, что способны естественным путем восстанавливать свои свойства, потерянные полностью или частично в процессе использования. При этом степень восстановления свойств одних видов ресурсов (солнечная радиация, тепло и другие) мало зависят от характера производства продукции, а степень восстановления других (агрофизическая структура почвы, запасы питательных веществ и продуктивной влаги в почве) определяются интенсивностью их использования в процессе выращивания урожая. При планировании систем земледелия необходимо разработать и внедрить в сельскохозяйственное производство ресурсосберегающие, экологически безопасные технологии и противоэрозионные мероприятия, основанные на принципах водосбережения и применения комплекса мероприятий по влагонакоплению в почве. В системах орошаемого земледелия в условиях невозможности проводить масштабное орошение на больших площадях большую роль будут играть локальные системы искусственного увлажнения с инновационными технологиями орошения (микродождевание, подпочвенное орошение, автоматизация полива) с применением цифровых технологий, создания специальных компьютерных программ для внедрения новых методов моделирования продукционных процессов в адаптивных системах земледелия.
82
Список использованных источников:
1. Николаев, Е. В. Адаптивные технологии - основное направление развития растениеводства / Е. В. Николаев, А. М. Изотов, Б. А. Тарасенко // Научные труды Южного филиала Национального университета биоресурсов и природопользования Украины "Крымский агротехнологический университет". Серия: Сельскохозяйственные науки. - 2012. - № 149. - С. 5-13.
2. Гонгало, А. А. Качество зерна озимого ячменя при прямом посеве с инокуляцией семян комплексом микробных препаратов в условиях степного Крыма / А. А. Гонгало, А. М. Изотов // Известия сельскохозяйственной науки Тавриды. - 2022. - № 29(192).
- С. 16-21.
3. Макаренко, А. А. Моделирование и оптимизация режима орошения полевых культур на уровне севооборотов и полей с учётом метеорологических факторов / А. А. Макаренко, С. В. Коковихин, Е. С. Бойко // Политематический сетевой электронный научный журнал Кубанского государственного аграрного университета. - 2023. - № 191. - С. 238-253.
4. Измаилова, Д. С. Влияние азотных удобрений и органоминеральных препаратов на урожайность и качество зерна твердой пшеницы / Д. С. Измаи-лова, А. М. Изотов // Таврический вестник аграрной науки. - 2021. - № 1(25).
- С. 113-123.
5. Адамень, Ф. Ф. Математическое моделирование продуктивности орошаемой озимой пшеницы в зависимости от влияния метеорологических факторов в условиях Северного Причерноморья / Ф. Ф. Адамень, С. В.
References:
1. Nikolaev, E. V. Adaptive technologies - the main direction of development of crop production / E. V. Nikolaev, A. M. Izotov, B. A. Tarasenko // Scientific works of the Southern Branch of the National University of Bioresources and Nature Management of Ukraine "Crimean Agrotechnological University"
. Series: Agricultural Sciences. - 2012. -No. 149. - P. 5-13.
2. Gongalo, A. A. Quality of winter barley grain during direct sowing with seed inoculation with a complex of microbial preparations in the conditions of the steppe Crimea / A. A. Gongalo, A. M. Izotov // News of agricultural science of Tavrida. - 2022. - No. 29(192). -pp. 16-21.
3. Makarenko, A. A. Modeling and optimization of the irrigation regime of field crops at the level of crop rotations and fields, taking into account meteorological factors / A. A. Makarenko, S. V. Kokovikhin, E. S. Boyko // Polythematic network electronic scientific journal of Kuban State Agrarian University. - 2023. - No. 191. - P. 238-253.
4. Izmailova, D. S. The influence of nitrogen fertilizers and organomineral preparations on the yield and quality of durum wheat grain / D. S. Izmailova, A. M. Izotov // Tauride Bulletin of Agrarian Science. - 2021. - No. 1(25). -pp. 113- 123.
5. Adamen, F. F. Mathematical modeling of the productivity of irrigated winter wheat depending on the influence of meteorological factors in the conditions of the Northern Black Sea region / F. F. Adamen, S. V. Kokovikhin, A. F. Stashkina // News of Agricultural Science
83
Коковихин, А. Ф. Сташкина // Известия сельскохозяйственной науки Тавриды.
- 2023. - № 33(196). - С. 6-16.
6. Вожегова, Р. А. Моделирование и агромелиоративное обоснование севооборота на неполивных и орошаемых землях Южной Степи Украины / Р. А. Вожегова, И. Н. Беляева, С. В. Коковихин // Научно-технический бюллетень Института масличных культур НААН.
- 2016. - № 23. - С. 110-120.
7. Коковихин, С. В. Агрометеорологическое обоснование климатической оптимизации агротехнологий основных культур на территории До-нецко-Донского северо-степного края / С. В. Коковихин // Известия сельскохозяйственной науки Тавриды. - 2022.
- № 30(193). - С. 89-97.
8. Урожайность зерна озимой пшеницы в зависимости от норм применения минеральных удобрений на черноземе выщелоченном центральной зоны Краснодарского края / Е. Н. Григорьев, А. С. Найденов, А. А. Макаренко, О. А. Кузьминов // Научное обеспечение агропромышленного комплекса : Сборник статей по материалам IX Всероссийской конференции молодых ученых, Краснодар, 24-26 ноября 2015 года / Ответственный за выпуск: А.Г. Кощаев. - Краснодар: Кубанский государственный аграрный университет, 2016. - С. 636-638.
9. Ничипуренко, Е. Н. Влияние системы удобрений на фоне отвальной обработки на продуктивность озимой пшеницы на мочарных почвах центральной зоны Краснодарского края / Е. Н. Ничипуренко // Научное обеспечение агропромышленного комплекса : Сборник статей по материалам XII
of Tavrida. - 2023. - No. 33(196). -P. 6-16.
6. Vozhegova, R. A. Modeling and agro-reclamation justification of crop rotation on non-irrigated and irrigated lands of the Southern Steppe of Ukraine / R. A. Vozhegova, I. N. Belyaeva, S. V. Kokovikhin // Scientific and Technical Bulletin of the Institute of Oilseed Crops of the National Academy of Sciences. -2016. - No. 23. - P. 110-120.
7. Kokovikhin, S. V. Agrometeorological justification for climate optimization of agricultural technologies of main crops on the territory of the Donetsk-Don north-steppe region / S. V. Kokovikhin // News of Agricultural Science of Taurida. - 2022. - No. 30(193). - pp. 89-97.
8. Grain yield of winter wheat depending on the application rates of mineral fertilizers on leached chernozem in the central zone of the Krasnodar Territory / E. N. Grigoriev, A. S. Naidenov, A. A. Makarenko, O. A. Kuzminov // Scientific support of the agro-industrial complex : Collection of articles based on the materials of the IX All-Russian Conference of Young Scientists, Krasnodar, November 24-26, 2015 / Responsible for the issue: A.G. Koshchaev. - Krasnodar: Kuban State Agrarian University, 2016. - P. 636-638.
9. Nichipurenko, E. N. The influence of the fertilizer system against the background of moldboard cultivation on the productivity of winter wheat on mochar soils in the central zone of the Krasnodar region / E. N. Nichipurenko // Scientific support of the agro-industrial complex: Collection of articles based on the materials of the XII All-Russian
84
Всероссийской конференции молодых ученых, Краснодар, 05-08 февраля 2019 года / Отв. за вып. А.Г. Кощаев. - Краснодар: Кубанский государственный аграрный университет имени И.Т. Трубилина, 2019. - С. 233-234.
10. Нодиров, Н. Ф. Воздействие технологии выращивания сельскохозяйственных культур на содержания гумуса в подпахотном слое / Н. Ф. Ноди-ров, Т. Д. Федорова, Е. Н. Ничипуренко // Научное обеспечение агропромышленного комплекса : Сборник статей по материалам 77-й научно-практической конференции студентов по итогам НИР за 2021 год. В 3-х частях, Краснодар, 01 марта 2022 года / Отв. за выпуск А.Г. Кощаев. Том Часть 1. - Краснодар: Кубанский государственный аграрный университет имени И.Т. Трубилина, 2022. - С. 129-131.
11. Corona discharge influence on winter wheat and winter barley seeds infected by fungal disease / V. L. Bychkov, V. A. Chernikov, K. I. Deshko [et al.] // IEEE Transactions on Plasma Science. -2021. - Vol. 49, No. 3. - P. 1034-1040.
12. Ничипуренко, Е. Н. Изменения содержания общего гумуса в почве тра-вяно-зернопропашного севооборота в зависимости от системы основной обработки почвы в низинно-западинном агроландшафте / Е. Н. Ничипуренко, Д. В. Горобец, И. А. Павелко // Научное обеспечение агропромышленного комплекса : Сборник тезисов по материалам Всероссийской (национальной) конференции, Краснода, 19 декабря 2019 года / Ответственный за выпуск А. Г. Кощаев. - Краснода: Кубанский государственный аграрный университет имени И.Т. Трубилина, 2019. - С.19-20.
Conference of Young Scientists, Krasnodar , February 05-08, 2019 / Rep. per issue A.G. Koshchaev. - Krasnodar: Kuban State Agrarian University named after I.T. Trubilina, 2019. - pp. 233-234.
10. Nodirov, N. F. Impact of technology for growing agricultural crops on the humus content in the subsoil layer / N. F. Nodirov, T. D. Fedorova, E. N. Nichipurenko // Scientific support of the agro-industrial complex: Collection of articles based on materials 77- th scientific and practical conference of students based on the results of research for 2021. In 3 parts, Krasnodar, March 01, 2022 / Rep. for the release of A.G. Koshchaev. Volume Part 1. - Krasnodar: Kuban State Agrarian University named after I.T. Trubilina, 2022. - pp. 129-131.
11. Corona discharge influence on winter wheat and winter barley seeds infected by fungal disease / V. L. Bychkov, V. A. Chernikov, K. I. Deshko [et al.] // IEEE Transactions on Plasma Science. -2021. - Vol. 49, No. 3. - P. 1034-1040.
12. Nichipurenko, E. N. Changes in the content of total humus in the soil of grass-grain crop rotation depending on the system of basic tillage in the low-lying agricultural landscape / E. N. Nichipurenko, D. V. Gorobets, I. A. Pavelko // Scientific support of the agro-industrial complex: Collection of abstracts based on the materials of the All-Russian (national) conference, Krasnoda, December 19, 2019 / Responsible for the issue A. G. Koshchaev. - Krasnoda: Kuban State Agrarian University named after I.T. Trubilina, 2019. - pp. 19-20.
13. Izotov, A. M. Elements of fertility and yield of winter wheat in connection with the electrical resistivity of the soil
85
13. Изотов, А. М. Элементы плодородия и урожайность озимой пшеницы в связи с удельным электрическим сопротивлением почвы / А. М. Изотов, Б. А. Тарасенко, Д. П. Дударев // Известия Оренбургского государственного аграрного университета. - 2015. - № 5(55). - С. 35-38.
14. Макаренко, А. А. Продуктивность озимой пшеницы в зависимости от системы основной обработки почвы, применения минеральных удобрений и гербицидов на черноземе выщелоченном Западного Предкавказья : специальность 06.01.01 "Общее земледелие, растениеводство" : диссертация на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук / Макаренко Александр Алексеевич. - Краснодар, 2008. - 179 с.
15. Влияние системы удобрений на высоту озимой пшеницы сорта граф в Центральной зоне Краснодарского края / Е. Н. Ничипуренко, Д. В. Горобец, Ш. Ю. Чимидов, Т. Д. Федорова // Аграрная наука и образование на современном этапе развития: опыт, проблемы и пути их решения : Материалы XI Международной научно-практической конференции, Ульяновск, 23-24 июня 2021 года. Том 2021-1. - Ульяновск: Ульяновский государственный аграрный университет им. П.А. Столыпина, 2021. - С. 71-76.
16. Hydrogen Production Analysis: Prospects for Ukraine / N. Kovalenko, T. Hutsol, V. Dubik [et al.] // Agricultural Engineering. - 2021. - Vol. 25, No. 1. -P. 99-114.
17. Влияние систем обработки почвы и минеральных удобрений на рост, развитие и урожайность зерна озимого
/ A. M. Izotov, B. A. Tarasenko, D. P. Dudarev // Proceedings of the Orenburg State Agrarian University. - 2015. - No. 5(55). - pp. 35-38.
14. Makarenko, A. A. Productivity of winter wheat depending on the system of basic tillage, the use of mineral fertilizers and herbicides on leached chernozem of the Western Ciscaucasia: specialty 06.01.01 "General agriculture, plant growing": dissertation for the scientific degree of candidate of agricultural sciences / Makarenko Alexander Alekseevich. - Krasnodar, 2008. - 179 p.
15. The influence of the fertilizer system on the height of winter wheat variety and a graph in the Central zone of the Krasnodar Territory / E. N. Nichipurenko, D. V. Gorobets, Sh. Yu. Chimidov, T. D. Fedorova // Agrarian science and education at the current stage of development: experience, problems and ways to solve them: Materials of the XI International Scientific and Practical Conference, Ulyanovsk, June 23-24, 2021. Volume 2021-1. - Ulyanovsk: Ulyanovsk State Agrarian University named after. P.A. Stolypin, 2021. -pp. 71-76.
16. Hydrogen Production Analysis: Prospects for Ukraine / N. Kovalenko, T. Hutsol, V. Dubik [et al.] // Agricultural Engineering. - 2021. - Vol. 25, No. 1. -P. 99-114.
17. The influence of tillage systems and mineral fertilizers on the growth, development and grain yield of winter barley in the plain-steppe agro-landscape of the Central zone of the Krasnodar Territory / N. I. Bardak, A. A. Makarenko, T. V. Knyazeva, Yu. A. Tuchapsky // Proceedings of the Kuban State Agrarian
86
ячменя в равнинно-степном агролад-шафте Центральной зоны Краснодарского края / Н. И. Бардак, А. А. Макаренко, Т. В. Князева, Ю. А. Тучапский // Труды Кубанского государственного аграрного университета. - 2018. - № 74. - С. 87-93.
18. Ничипуренко, Е. Н. Влияние системы удобрений на фоне отвальной обработки на продуктивность озимой пшеницы на мочарных почвах центральной зоны краснодарского края / Е. Н. Ничипуренко, В. П. Василько // Современные проблемы и перспективы развития агропромышленного комплекса : Сборник статей по итогам международной научно-практической конференции, Саратов, 16-22 июля 2019 года. - Саратов: Общество с ограниченной ответственностью "Амирит", 2019. - С. 415-417.
19. Макаренко, А. А. Продуктивность озимой пшеницы в зависимости от системы основной обработки почвы, применения минеральных удобрений и гербицидов на черноземе выщелоченном Западного Предкавказья : специальность 06.01.01 "Общее земледелие, растениеводство" : автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук / Макаренко Александр Алексеевич. -Краснодар, 2008. - 24 с.
20. Исакова, С. В. Урожайность зерна кукурузы в зависимости от некорневых подкормок в зоне неустойчивого увлажнения Краснодарского края / С. В. Исакова, А. А. Макаренко, Т. В. Логойда // Научное обеспечение агропромышленного комплекса : Сборник статей по материалам Х Всероссийской конференции молодых ученых,
University. - 2018. - No. 74. - P. 87-93.
18. Nichipurenko, E. N. The influence of the fertilizer system against the background of moldboard cultivation on the productivity of winter wheat on mochar soils in the central zone of the Krasnodar region / E. N. Nichipurenko, V. P. Vasilko // Modern problems and prospects for the development of the agro-industrial complex: Collection of articles following the results of the international scientific and practical conference, Saratov, July 16-22, 2019. - Saratov: Limited Liability Company "Amirit", 2019. - P. 415-417.
19. Makarenko, A. A. Productivity of winter wheat depending on the system of basic tillage, the use of mineral fertilizers and herbicides on leached chernozem of the Western Ciscaucasia: specialty 06.01.01 "General agriculture, plant growing": abstract of the dissertation for the scientific degree of candidate of agricultural sciences / Makarenko Alexander Alekseevich. - Krasnodar, 2008. - 24 p.
20. Isakova, S. V. Corn grain yield depending on foliar fertilizing in the zone of unstable moisture in the Krasnodar region / S. V. Isakova, A. A. Makarenko, T. V. Logoyda // Scientific support of the agro-industrial complex: Collection of articles on materials of the X All-Russian Conference of Young Scientists, dedicated to the 120th anniversary of I. S. Kosenko, Krasnodar, November 26-30, 2016 / Rep. per issue A. G. Koshchaev. - Krasnodar: Kuban State Agrarian University named after I.T. Trubilina, 2017. - pp. 868-869.
21. Kokovikhin, S. V. Efficiency of using irrigation when growing crops in the Northern Black Sea region under climate
87
посвященной 120-летию И. С. Косен-ко, Краснодар, 26-30 ноября 2016 года / Отв. за вып. А. Г. Кощаев. - Краснодар: Кубанский государственный аграрный университет имени И.Т. Трубилина, 2017. - С. 868-869.
21. Коковихин, С. В. Эффективность использования орошения при выращивании сельскохозяйственных культур в Северном Причерноморье в условиях изменения климата / С. В. Коковихин, Е. О. Чернышова, О. В. Макуха // Известия сельскохозяйственной науки Тавриды. - 2022. - № 31(194). -С. 7-16.
22. Вожегова, Р. А. Агрометеорологическое обоснование режимов орошения сельскохозяйственных культур / Р. А. Вожегова, И. Н. Беляева, С. В. Ко-ковихин // Пути повышения эффективности орошаемого земледелия. - 2017.
- № 1(65). - С. 187-192.
23. Адамень, Ф. Ф. Индексный анализ и моделирование продуктивности полевых культур в зависимости от уровней природного и искусственного увлажнения при выращивании в орошаемых условиях Северного Причерноморья / Ф. Ф. Адамень, С. В. Ко-ковихин, А. Ф. Сташкина // Известия сельскохозяйственной науки Тавриды.
- 2023. - № 34(197). - С. 58-70.
change conditions / S. V. Kokovikhin, E. O. Chernyshova, O. V. Makukha // News of Agricultural Science of Tavrida. -2022. - No. 31(194). - P. 7-16.
22. Vozhegova, R. A. Agrometeorological justification of irrigation regimes for agricultural crops / R. A. Vozhegova, I. N. Belyaeva, S. V. Kokovikhin // Ways to increase the efficiency of irrigated agriculture. - 2017. - No. 1(65). - pp. 187-192.
23. Adamen, F. F. Index analysis and modeling of the productivity of field crops depending on the levels of natural and artificial moisture when grown in irrigated conditions of the Northern Black Sea region / F. F. Adamen, S. V. Kokovikhin, A. F. Stashkina // News of agricultural science of Tavrida. - 2023. -No. 34(197). - P. 58-70.
Сведения об авторах:
Коковихин Сергей Васильевич-доктор сельскохозяйственных наук, профессор, исполняющий обязанности заведующего кафедрой общего и орошаемого земледелия Федерального государственного бюджетного
Information about the authors:
Adamen Fedor Fedorovich - Doctor of Agricultural Sciences, Professor, Academician of the National Academy of Sciences, Advisor to the Director for Science of the Federal State Budgetary Institution of Science "Order of the Red
88
образовательного учреждения высшего образования «Кубанский государственный аграрный университет имени И. Т. Трубилина», профессор кафедры ботаники и защиты растений Федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего образования «Херсонский аграрный университет».
Василько Валентина Павловна -кандидат сельскохозяйственных наук, профессор, профессор кафедры общего и орошаемого земледелия Федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего образования «Кубанский государственный аграрный университет имени И. Т. Трубилина».
Сташкина Алёна Фёдоровна, кандидат сельскохозяйственных наук. старший научный сотрудник ФИЦ ИнБЮМ Карадагская научная станция им. Т.И. Вяземского - природный заповедник РАН. e-mail: stashinae@ bk.ru
Banner of Labor Nikitsky Botanical Garden - National Scientific Center of the Russian Academy of Sciences".
Kokovikhin Sergey Vasilevich - Doctor of Agricultural Sciences, Professor, Acting Head ofthe Department of General and Irrigated Agriculture of the Federal State Budgetary Educational Institution of Higher Education "Kuban State Agrarian University named after I. T. Trubilin"
Vasilko Valentina Pavlovna-Candidate of Agricultural Sciences, Professor, Professor of the Department of General and Irrigated Agriculture of the Federal State Budgetary Educational Institution of Higher Education "Kuban State Agrarian University named after I. T. Trubilin"
Stashkina Alyona Fedorovna - Candidate of Agricultural Sciences, Researcher at the Karadag Scientific Station named after T.I. Vyazemsky - Nature Reserve of the Russian Academy of Science, e-mail: [email protected].
89
