CC BY
86
УДК 633/635:63:001
Оптимизация структуры посевных площадей как фактор повышения устойчивости и эффективности растениеводства
Н.В. Парахин, академик РАСХН (ФГОУ ВПО Орел ГА У)
А.В. Амелин, д.с.-х.н. (ФГОУВПО ОрелГАУ)
С.В. Потаракин, к.с.-х.н. (ФГОУ ВПО ОрелГАУ)
С.Н. Петрова, к.с.-х.н. (ФГОУВПО Орел ГАУ)
По общему мнению участников Организации Объединенных Наций, одной из главных проблем современного развития сельскохозяйственного производства в мире является низкая устойчивость растениеводства [17].
В этом отношении Россия является не исключением , а скорее лучшим тому подтверждением, поскольку перепады валового производства зерна по годам здесь не имеют аналогов в мире. Еще в начале прошлого столетия было показано, что по вариабельности сборов зерна пшеницы Россия превосходит все европейские страны и США, уступая лишь Австралии [3]. Центрально-Черноземный регион хотя и не относится к региона с экстре альны климатом, тем не менее и здесь ситуация не лучше. Оценка Лугачевым (1993) колебаний урожайности зерновых за 1949 - 1990 годы показала огромный рост индекса ее неустойчивости, в то числе и в Орловской области [2].
Данная ситуация с завидным постоянством продолжает отчетливо проявляться и в настоящее время. К примеру, в 1995 и 1998 годах урожайность зерновых в Орловской области была почти на 25% ниже по сравнению с 1990, 1992, 1993, 1996 и 2002 года и, а в 2003 году почти половину посевных площадей ози ой пшеницы пришлось пересевать.
Причин этому много, но, так или иначе, большинство из них связано с нерациональны использование почв, которое всегда приводит к существенны нарушения экологического равновесия [8,11]. Поэтому актуальное значение, по-прежнему, и еет создание рационального зе лепользования, основой которого должны стать научнообоснованные севообороты, акси ально адаптированные к почвенно-климатическим условиям. Известно, что без севооборотов немыслима эффективная борьба с болезня и и вредителя и важнейших сельскохозяйственных культур [4].
С учетом выше отмеченного, нами был проведен ретроспективный анализ структуры посевных площадей в Орловской области за последние 100 с лишним лет, с целью выявления главных направлений дальнейшего ее совершенствования в обеспечении устойчивого и эффективного развития растениеводства в Центрально-Черноземном регионе России.
Показано, что с самого начала образования Орловской губернии (28 февраля 1778 года по указу Екатерины II.) основным профилем ее производственной деятельности стало сельское хозяйство, которое в 1898
году базировалось на 41,9 тысяч га посевных площадей. Согласно проведенному анализу статистических данных государственных служб [12,13,14], в то время растениеводство специализировалось, в основно , на выращивании зерновых, технических и асличных культур, из которых первые зани али до инирующее положение - их удельный вес составлял 85,8% всех посевных площадей (рис.1).
На крестьянских и помещичьих полях повсеместно господствовали зерновые хлеба. Среди них выделялась прежде всего ози ая рожь, зани авшая 20,4 тыс.га. зерновых или 48,7% всех посевных площадей, нес отря на то, что по хлебопекарны качества она уступает пшенице. Объясняется это тем, что на территории региона в зи ние есяцы часто от ечаются сильные морозы (те м пература иногда опускается до -40С), а земельные наделы крестьян в рассматриваемый период не и ели высокого уровня плодородия и были слабоокультуренными. Поэтому, в первую очередь, ози ая рожь, а не пшеница получила такое широкое распространение, как культура более зи остойкая и менее требовательная к почвенным условиям. Известно, что она ожет произрастать на кислых, алопло-дородных и даже с ытых и супесчаных почвах, непригодных для пшеницы, являясь при это хороши фи-тосанитарны предшественнико для пропашных и других культур в севообороте. Можно предположить, что широко у использованию ози ой ржи в не алой степени способствовала и длинная соло ина растений (до 3м), служившая в то время не только грубым коро и подстилкой для животных, но и кровельны атериало для крестьянских хозяйств губернии.
Наравне с озимой рожью широкое распространение в Орловской губернии получил и овес, занимавший 31,7% посевов зерновых. Причины этого очевидно кроются в высоких кор овых достоинствах культуры, которая, из-за высокой усвояе ости зернопродуктов, является отличны источнико питания для олодняка всех видов, спортивных и рабочих лошадей, повышая яйценоскость кур и надои олока, а овсяная соло а является хорошим грубым кормом для скота. Поэтому, неслучайно овес стал в то вре я одни из основных составляющих ко понентов кор овой базы для животных, ибо в 1898 году не было такой группы культур как кор овые, играющие в развитии совре енного сельскохозяйственного производства не аловажную роль.
Однако урожайность большинства зерновых культур была в тот период нестабильной и невысокой - в пределах всего 0,7 т/га. Это указывает на то, что растениеводство в конце XIX и начале XX века в Орловской губернии было не совершенным и малоэффективным . Лишь с развитием капиталистических отношений в России данная ситуация в начале прошлого столетия начала быстро меняться. Уже к 1915 году посевные площади здесь были увеличены в 37,8 раз по сравнению с 1898 годом, что позволило увеличить валовой сбор зерна с 25,5 до 990,5 тыс. тонн. Хотя растениеводство по-прежнему продолжала развиваться экстенсивны путе , те не енее в это вре я в структуре ее посевных площадей на-
чинают происходить и качественные изменения. В частности, удельный вес зерновых культур по отношению к 1898 году начал медленно снижаться за счет увеличения доли кор овых, технических и масличных культур (в среднем на 3,1%). Наравне с традиционны и культура и, ози ой рожью и овсом, начинают активно возделывать ячмень, сахарную свеклу, лен и горох. За счет ввода в производство последнего в структуре посевных площадей удельный вес зернобобовых увеличился на 2,7% (рис.2).
Это подтверждает известный факт, что в начале прошлого столетия, благодаря «Столыпинским реформам», сельскохозяйственное производство России переживало активное и поступательное развитие. Увеличение посевных площадей за счет пополнения их другими видами сельскохозяйственных культур, несо ненно, существенно увеличивало возможности растениеводства - оно становилось более эффективным и устойчивым. Урожайность зерновых достигла уровня 1т/га и выше.
V*
#>■
л
Ш Ози мая рожь ■ Ози мая пшеница □ Яровой яч мень
Ш Овес И Г речиха □ Просо
И Чечечвица ■ Картофель ■ Конопля
Рисунок 1 - Структура посевных площадей Орловской губернии в 1898 году
Ш Ози мая рожь
□ Яровой яч мень В Просо ШВика И Конопля
■ Ози мая пшеница И Овес
И Г орох В! Картофель
■ Сахарная свекла
Ш Яровая пшеница
■ Г речиха
□ Чечечвица
■ Лен
Рисунок 2 - Структура посевных площадей Орловской губернии в 1915 году
Но произошедшие затем известные исторические события (Октябрьская революция, гражданская война, коллективизация и Великая отечественная война) надолго приостановили это начавшееся динамичное развитие страны, в том числе и Орловской губернии, которая 27 сентября 1937 года была преобразована в Орловскую область. В результате площадь пашни к 1955 году сократилась в 1,2 раза, по сравнению с 1937 годо .
Качественные изменения в растениеводстве области начали отчетливо проявляться и приносить заметные результаты лишь в 60-е годы. Доля зерновых к этому времени уменьшилась в 1,5 раза и уже стала составлять не 85, а всего 54,1%, что близко к научно обоснованной норме. Озимая пшеница по праву становится основной продовольственной культурой, до инирующей среди ози ых, удельный вес яч еня и яровой пшеницы продолжает увеличиваться, а овса у еньшаться (рис.3).
Примечательно это тем, что ячмень является более высокоурожайной зернофуражной культурой, а яровая пшеница в зерновых регионах служит страхователе в случае гибели ози ых и их за енителе в хлебопекарной про ышленности.
К этому времени существенно расширяется и видовой состав бобовых: наряду с основной зернобобовой культурой горохом, появляются в Орловской области люпин и вика, а енее технологичная и урожайная чечевица (примерно в 1,5 раза уступает гороху) из структуры посевных площадей вообще выбывает. Введение в производство новых видов способствовало, прежде всего, расширению воз ожностей кор овой базы животноводства, а так же увеличению доли био-
логического азота в развитии растений и закреплению других важных эле ентов питания в почве.
На полях области отмечается в это время и появление кукурузы. В результате естественные сенокосы начинают уступать есто сеяны кор овы культура , что способствует бурно у развитию животноводства, а появление сахарной свеклы в структуре посевных площадей сти улирует развитие сахарного производства, то есть начинает активно развиваться перерабатывающая про ышленность. И, как показывает анализ официальных статистических данных [5,6,7,15], эти тенденции продолжали сохраняться вплоть до 90-х годов, благодаря че у в стране в целом и в Орловской области, в частности, за этот период (с 1960 по 1990гг) растениеводством были достигнуты са ые высокие показатели за все время развития. Урожайность зерновых в 1990 году стала составлять в бывшем Советском Союзе в среднем 2,01т/га, в Орловской области - 2,51 т/га, а валовой сбор зерна достиг уровня 209,11 и 2,29 лн. т., соответственно (рис. 4, 5).
Но конец XX века снова был ознаменован в стране резки из енение социально-эконо ической ситуации из-за перехода ее к рыночной экономике. Вследствие чего отлаженные связи между сельхозпроизводителя и и про ышленностью разрушились, сельское хозяйство перестало быть дотационной отраслью, и поэто у хозяйства пришлось переориентироваться на потребности рынка, что часто шло в разрез с научно-обоснованны ведение зе леделия и
\растениеводства. Из-за сиюминутной выгоды, многие из них стали отказываться от сложившихся севооборотов и переходить, по сути, на м онокультуру. чс£
Ш Озимая рожь
□ Яровая пшеница ЕЛ Овес
□ Просо
■ Люпин
В Картофель
ЕИ Сахарная свекла
И Однолетние и многолетние травы
■ Ози мая пшеница В Яровой яч мень Ш Гречиха
Н Г орох ШВика Ш Конопля
■ Кукуруза
Рисунок 3 - Структура посевных площадей в Орловской области в 1960 году
млн. тонн т/га
I Iваловый сбор
'урожайность
Рисунок 4 - Динамика валового сбора и урожайности зерна в бывшем Советском Союзе за период с 1961-1990 годы
1961-1965 1966-1970 1971-1975 1976-1980 1990 годы
I I валовый сбор
'урожайность
Рисунок 5 - Динамика валового сбора и урожайности зерна в Орловской области за период с 1961-1990 годы
Из всего перечня культур, исторически возделываемых в Орловской области, в это время выделяются только озимая пшеница и ячмень, на выращивании которых и строится основная стратегия растениеводства. То есть, сельхозпроизводители в этот переходный период экономических реформ в стране снова сделали ставку на зерновые, как наиболее высокоурожайные и наименее затратные культуры, а также на кормовые - для поддержания животноводства. По остальны же прос атривается резкое снижение удельного веса в структуре посевных площадей, преимущественно высокотехнологичных культур (картофель, конопля), возделывание которых требует больших материально-технических затрат. В сторону сокращения были перес отрены приоритеты возделывания ози ой ржи, яровой пшеницы, проса, вики, что так же определялось экономической целесообразностью. Несмотря на то, что посевные площади под некоторы-и из этих культур увеличились, но удельный вес их в структуре посевных площадей за етно у еньшился.
И хотя в начале XXI века в России наметились определенная стабилизация в сельскохозяйственно производстве и возврат к научно-обоснованно у ведению растениеводства, те не енее совре енная структура посевных площадей по-прежне у остается далека от совершенства. В настоящее время в Орловской области из 1,5 млн. га. пашни большая ее часть снова засевается зерновыми (около 58%), из которых доминируют озимая пшеница (20,5%) и яровой ячмень (20,4%). На остальные зерновые культуры - яровую пшеницу, яровой овес и ози ую рожь приходится в совокупности 17,1% или 8,0...3,7...5,4%, соответственно. Зернобобовые же занимают всего лишь 3,1%, картофель - 0,2%, сахарная секла - 1,3%, а под кормовым и культурам и находится 28% всей посевной площади (рис. 6).
В разрезе природно-экономических территорий области наиболее гипертрофированное соотношение культур от ечается в юго-восточной зоне (рис.7)
И ““ Озимая рожь Озимая пшеница [Щ ^ Яровая пшеница
^ Яровой яч м ень ® Овес ® Гречиха
® Зернобобовые всего ^^ Сахарная свекла ® Рапс семена
® Картофель ^ Кормовые всего
и Озимая рожь ® Озимая пшеница ® Яровая пшеница “ Яровой яч м ень
^ Овес ^^ Гречиха ® Горох ^ Вика
■сахарная свекла ^ Рапс семена ^ Картофель в Кукуруза
® Однолетние травы ® Многолетние травы
Рисунок 7 - Структура посевных площадей по природно-экономическим зонам Орловской области в 2005 году
Исходя из биологического, экологического и даже экономического обоснования, такую структуру землепользования, очевидно, нельзя считать рациональной. Ведь излишнее насыщение севооборотов зерновы и культура и ожет привести к резко у ухудшению фитосанитарного состояния посевов, плодородия почв и их уто лению, и, как следствие, снижению эффективности всего растениеводства. По оценкам ФАО, только из-за «почвоутомления», охватывающее в настоящее время около 1250 млн. га. сельскохозяйственных угодий, потеря ирового урожая составляет 25%.
Поэтому, не смотря на тяжелое экономическое положение, необходимо соблюдать научное чередо-
вание культур в севообороте и не стремиться к монокультуре, исходя из сиюминутной выгоды. В частности, очень важно поддерживать в севообороте высокий удельный вес зернобобовых культур в силу их природного свойства в симбиозе с микроорганизмами фиксировать азот атмосферы и накапливать большое количество белка в зерне. В этой связи нами было показано, что при оптимальных эндо- и экзогенных условиях бобоворизобиальный сим биоз может обеспечить усвоение из атмосферы до 14,8 и 19,7 тыс. т свободного азота [10,16].
В настоящее время общепризнано, что для поддерживания на должно уровне плодородия почв и получения высоких и стабильных урожаев необхо-
димо, чтобы насыщение зерновыми не превышало 50%, а удельный вес зернобобовых культур в севообороте составлял 15-25%.
Наши опыты, проводившиеся на опытном поле учхоза «Лавровский», подтвердили справедливость данного положения и показали, что бобовые культуры являются наилучшим предшественником для многих зерновых культур, в то числе и ози ой пшеницы. Т ак, в полевых исследованиях 2003 года максимальная прибавка (9,5%) урожайности озимой пшеницы была получена по люпину на сидерат, а ини альная (6,3%) - по однолетним травам на зеленую массу. Прибавка урожайности ози ой пшеницы по горчице на сидерат и зеленую массу существенно не различалась и изменялась в интервале 6,7 - 6,8%. В вариантах люпин на зеленую ассу и люпин на сидерат она составила 8,3 и 9,5%, соответственно, что выше предыдущих двух вариантов, особенно, по сравнению с чисты паро - контроле (рис. 8).
10 -
9 -
8 -
7 -
6 -
5 -
.
4
3 -
2 -
-
0 -
'///Л
'///Л
'///Л
'///Л
'///Л
'///Л
'///Л
'///Л
'///Л
'///Л
'///Л
'///Л
'///Л
'///Л
'///Л
'///Л
'///Л
'///Л
'///Л
'///Л
'///Л
'///Л
'///Л
'///Л
'///Л
'///Л
'///Л
'///Л
'///Л
'///Л
ійї;
И Люпин на зеленую м ассу 0 Люпин на сидерат
□ Однолетние травы на зеленую м ассу Ш Однолетние травы на сидерат
□ Г орчица на зеленую массу ■ Г орчица на сидерат
Рисунок 8 - Прибавка урожайности озимой пшеницы (в % к контролю) по разным предшественникам в условиях 2003 года
Важно отметить, что погодные условия (особенно зимой) в этот год не были благоприятными для роста и развития ози ой пшеницы. Посевы после зи-овки были изреженны и, однако за счет накопленного си биотического азота на вариантах с люпином и викоовсяной смесью позволило получить существенную прибавку урожайности культуры. В тоже вре я при использовании однолетних трав на зеленую массу был получен отрицательный результат в сравнении с контроле .
При опти изации структуры посевных площадей и повышения эффективности пахотных угодий необ-ходи о учитывать и роль кор овых культур, особенно многолетних трав. Проведенная нами оценка показа-
телей производственной деятельности хозяйств по районам Орловской области с 1986 по 1996 гг. выявила высокую зависи ость урожайности зерновых культур от удельного веса кор овых в структуре посевных площадей. Коэффициент корреляции между этими показателя и был достоверны и находился по района в основно в диапазоне от 0,453 до 0,640. При-че указанная зависи ость наиболее сильно проявляется в северо-западных районах области, что подтверждает более важную агротехническую роль кор овых культур как почвоулучшателей на нечерноземных почвах (табл.1).
Таблица 1 - Взаимосвязь между уровнем урожайности зерновых культур и долей различных групп кор овых культур в структуре посевных площадей в природно-экономических зонах Орловской области
Зона области Взаимосвязь (г) урожайности зерновых с долей
м ноголетних трав однолетних трав силосных культур
Северо-западная 0,731 0,127 0,019
Центральная 0,422 0,326 0,271
Юго-восточная 0,003 0,004 0,142
Таким образом, проведенный ретроспективный анализ убедительно показывает, что для повышения устойчивости и эффективности растениеводства необ-ходи а рациональная структура посевных площадей, которая должна фор ироваться исходя из основных принципов адаптивного производства [1]. При этом очень важен поиск вариантов с более разнообразны набором культур: чем больше чередование различных по биологии культур в севообороте, те лучше физио-лого-биохи ический состав почвенной среды, те выше уровень эффективности плодородия почвы. Снижение набора возделываемых культур приводит к ухудшению фитосанитарной ситуации в агроценозе, повышению уровня почвоуто ления.
Севообороты должны так же иметь достаточную долю почвозащитных и почвовосстанавливающих культур, в частности кормовых и бобовых. В этой связи, научно-обоснованный удельный вес многолетних трав в Орловской области должен составлять 20-30% (сейчас 13,4%), а среди кормовых культур -55-60% [9]. При этом насыщение зерновыми не должно превышать 50%, а удельный вес зернобобовых культур в севообороте должен составлять 1525%. Из многолетних бобовых трав наилучшим предшественнико , по наши данны , является, прежде всего, козлятник, зате люцерна и клевер, а из однолетних - люпин на сидерат [10,16].
Литература
1. Жученко, А.А. Стратегия адаптивной интенсификации сельского хозяйства (концепция). Пущино: ОНТИ ПНЦ РАН, 1994. - 148 с.
2. Жученко А.А. Эклогическая генетика культурных растений и проблемы агросферы (теория и
практика). Москва: Издательство Агрорус, 2004. - Т.2. - 688с.
3. Иванцов Д.Н. Об устойчивости русских урожаев // Труды Московского общества сельского хозяйства, 1913.
4. Лобков В.Т., Абокумов Н.И. Почвеннобиологический аспект в теории севооборотов.//Эколого-экономические аспекты развития растениеводства в рыночных условиях. Материалы выезного заседания Президиума РАСХН. 16-17 июля2002г., г. Орел. - Орел: издательство ОрелГАУ, 2002. С.210- 221.
5. Народное хозяйство СССР за 60 лет. Юбилейный статистический ежегодник. ЦСУ СССР. -М.:Статистика,1977. - 710с.
6. Орловская область 1970-1999годы. Статистический сборник. - 0рел,2000.- С. 200- 375.
7. 60 лет Орловской области. Юбилейный статистический сборник. - 0рел,1977. С.28-80.
8. Парахин Н.В. Экологическая устойчивость и эффективность растениеводства: теоретические основы и практический опыт. - М.: Колос, 2002,- 199 с.
9. Парахин Н.В. Эколого-стабилизирующее значение кор овых культур в растениеводстве.-М.:Колос,1997.- 176с.
10. Парахин Н.В., Петрова С.Н. Сельскохозяйственные аспекты си биотической азотфиксации. М.:КолосС, 2006. - 151с.
11. Савич В.И., Парахин Н.В., Сычев В.Г., Степанова Л.П., Лобков В.Т., Амергужин Х.А., Щербаков А.П., Ром анчик Е.А. Почвенная экология, Издательство Орел ГАУ, Орел 2002. - 546 с.
12. Сельскохозяйственный обзор/ по Орловской губернии за 1898 год/. /Статистическое Отдъе-ление Орловской Губернской Земской Управы: Орелъ: Типо-Литография М.П. Гаврилова, 1899.
13. Сельскохозяйственный обзор по Орловской губернии за 1900. /Статистическое Отдъеление Орловской Губернской Земской Управы: Выпуск/ второй. (Лъто и Осень). Орелъ: Типография С.А. Зайцевой, 1901.
14. Сборникъ статистико-эконом ическихъ
свъдъний по сельсому хозяйству России и иностранных государствъ./Министерство зе ле-
дълия.Отдълъ Сельской экономики и Сельскохозяйственной статистики. Петроградъ,1917.
15. FAOAGTROSTAT, 2004 - URL. :
http://faostat. fao.org.
16. Parakhin N.V., Amelin A.V., Petrova S.N Biological aspect of air nitrogen assimilation by Leguminous Plants in production conditions. //European Journal of natural History. - 2006. - № 3. - P. 9.
17. http://summit.priroda.ru/index.php ,
http://www.un.org/russian/conferen/wssd/
УДК 633.11.631.5
Адаптивные технологии и прогноз урожайности озимой пшеницы в условиях Орловской области
А.Ф. Мельник, к.с.-х.н. (ФГОУВПО Орел ГАУ)
А.И. Золотухин (ФГОУ ВПО Орел ГАУ)
В России озимая пшеница является основной продовольственной культурой. Площади ее посева по годам изменяются от 8 до 11 млн. га.
Центрально-Черноземный регион (ЦЧР), в состав которого входит Орловская область, является одним из основных производителей ози ой пшеницы в нашей стране (площадь посева более 1 лн. га, в т.ч. Орловской области - более 300 тыс. га).
Эта культура на Орловщине занимает первое место по площади посевов. Средняя урожайность ее сильно варьирует по годам. Самую низкую урожайность за последние 50 лет получили в 1979 г. - 0,82 т/га; а самый высокий показатель - в 2002 г. - 3,29 т/га (рис.1).
Нестабильность урожаев озимой пшеницы по годам объясняется, прежде всего, природно-
климатическими условиями конкретного года в Орловской области, которые не являются идеальны и для ее выращивания.
Анализируя кривую урожайности зерна озимой пшеницы, начиная с 1965 года, необходи о от етить, что хаотические, на первый взгляд, ее колебания подчинены определенным закономерностям. Если линию рисунка 1 разделить на четырехлетние погодные циклы (например: 2004, 2000, 1996 и т. д.- високосные годы), то колебания урожайности зерна озимой пшеницы будут иметь строгую 8-образную кривую, что является важны показателе для краткосрочного прогноза.
Следующая закономерность изменения урожайности связана с одиннадцатилетним циклом. Так, напри-ер, акси альные и ини альные показатели урожайности - «низкий - высокий» были получены в 1979 г.- 8,2 ц/га и 1990 г. - 31,2 ц/га, «высокий - высокий» -1990 г. - 31,2 ц/га и 2002 г. - 32,9 ц/га. Данная законо-ерность является важны факторо для среднесрочного прогноза из енения урожайности зерна ози ой пшеницы в условиях Орловской области.
Прогноз, составленный на основе трендовой обработки данных, показывает, что в ближайшие 5 -10 лет в Орловской области будет получена средняя урожайность в пределах 3,5 - 4,0 т/га.
В настоящее время существует другая важная причина получения низких урожаев ози ой пшеницы -экономический кризис в сельскохозяйственных предприятиях Орловской области и, в связи с этим, существенное упрощение технологии ее возделывания.
Поэтому, проблемой остается получение по года устойчивой, высокой урожайности ози ой пшеницы с наименьшими затратами.
На продовольственном рынке сегодня особую значимость представляет производство высококачественного зерна ози ой пшеницы.
