CC BY
50
Земледелие. Зернопроизводство. Зауралье
ОЦЕНКА
ПОЛЕВЫХ
СЕВООБОРОТОВ
В.А. САВЕЛЬЕВ,
доктор сельскохозяйственных наук, профессор, Курганская ГСХА Е.В.КУЗНЕЦОВА, аспирант, Курганская ГСХА
Значение любого сель скохозяйствен-ного приема для зернового производства определяется возможностью его широкого применения. Если внедрение затруднено какими-либо факторами, то эффективность его воздействия существенно снижается.
Разработанные и рекомендуемые для производства севообороты имеют много недостатков: громоздкость, сложность введения и сохранения в заданном режиме. Четырех- и пятипольные зернопаровые севообороты наиболее эффективны для основных районов Западной Сибири. Они в течение многих десятилетий осваивались на полях колхозов и совхозов. И, несмотря на жесткий контроль, редко где выдерживались. Хозяйственная необходимость постоянно вынуждала изменять структуру посевных площадей и тем самым ломать установленное чередование культур.
Цель и методика исследований
Нужны новые подходы к решению данной проблемы, позволяющие более детально группировать и анализировать оценочную информацию при различной степени интенсификации производства зерна. Современный уровень знаний позволяет создать программы, с помощью которых рассчитать реальную возможность получения прибыли при любой структуре посевных площадей и обеспеченности материальными ресурсами.
Исходной информацией является продуктивность предшественников для ведущей культуры в зависимости от зоны возделывания, климатических факторов и экономической устойчивости хозяйства. На основе оценочных показателей эффективности предшественников для отдельной зоны делаются расчеты по следующей формуле:
Value of any agricultural reception for grain manufacture is defined by an opportunity of its wide application. If introduction is complicated by any factors efficiency of its influence essentially decreases.
(Па-Уа) +... + (Пх -Ух)
В =------------------------------=
Г
где
В - урожайность, ц/га
Уа...Ух - урожайность по полям севооборота, ц/га
Па...Пх - % содержание культуры в севообороте
Г - площадь пашни или зерновых культур, %
Расчет проводится следующим образом. Допустим, урожайность яровой пшеницы по предшественникам представлена следующими величинами: пар- 18,4; первая культура после пара-13,1; вторая культура после пара - 10,7 и бессменный посев
- 6,8 ц/га. Содержание пара - 5 %.
В = (5 -18,4) + (5 -13,1) + (5 -10,7) + (80 - 6,8) = 9
= 95 “ ’
Урожайность зерновых культур составит 7,9 ц/га.
При наличии информации о потенциальной продуктивности основных предшественников для яровой пшеницы в зависимости от степени интенсификации сельскохозяйственного производства и имеющихся материальных ресурсов создается возможность рассчитать урожайность и валовой
Земледелие. Зернопроизводство. Зауралье
сбор зерна при различном сочетании паровых и непаровых предшественников.
В степной зоне при экстенсивном ведении зернового производства наибольший валовой сбор зерна при 25-30 % содержания пара. Эффективен, с точки зрения общей продуктивности, зернопропашной севооборот с 10 % кукурузы и 20 % пара. В этом случае мы имеем высокую урожайность яровой пшеницы, сбор зерна с 1 га пашни в пределах 7,3 ц/га, и продукцию для животноводства.
Внесение минеральных удобрений практически не изменяет общей закономерности формирования валовых сборов зерна в зависимости от общего содержания пара и непаровых предшественников в структуре посевных площадей. Остается высокая эффективность зернопарового севооборота с 25 % пара.
Насыщение хозяйства средствами защиты от сорной растительности позволяет снизить зависимость валовых сборов зерна от содержания пара в структуре посевных площадей. Но это не столь значительно. По-прежнему наиболее эффективным, с точки зрения валовых сборов зерна, остается 4-х-польный зернопаровой севооборот. На высоком агротехническом фоне вполне можно вести хозяйство с минимальным содержанием пара (табл. 1).
Табл. 1
Урожайность зерна в зависимости от структуры посевных площадей, ц/га
Структура посевных площадей, % Без удобрений Удобренный фон Гербицидн. фон
на 1 га пашни на 1га зернов. на 1га пашни на 1 га зернов. на 1га пашни на 1га зернов.
Пар 5 5,6 5,9 7,5 7,9 10,5 11,1
Пар 10 6,2 6,8 8,3 9,2 10,9 12,1
Пар 15 6,7 7,9 9,0 10,6 11,2 13,2
Пар 20 7,3 9,1 9,8 12,2 11,6 14,4
Пар 25 7,7 10,3 10,5 14,0 11,9 15,9
Пар 30 7,6 10,9 10,5 15,0 11,5 16,5
Бессмен. посев 5,1 5,1 6,8 6,8 10,2 10,2
Кукуруза 10 5,2 5,7 6,9 7,7 9,9 10,9
Горох 10 6,0 6,0 7,9 7,9 11,1 11,1
Кук. 10,гор. 10 6,3 7,8 8,4 10,5 10,6 13,2
Гор.10,пар 10 7,1 7,9 9,4 10,5 11,8 13,1
Кук.10,пар 15 6,8 9,0 9,2 12,2 10,9 14,5
Кук. 10,пар 20 7,3 10,4 9,9 14,2 11,3 16,1
Кук. 10,пар 25 7,2 11,1 9,9 15,2 10,9 16,8
Часть площадей при этом рекомендуется отводить под зернобобовые культуры, что позволит иметь высокую урожайность зерновых и валовой сбор зерна на уровне 4-польного зернопарового севооборота.
Роль предшественников для формирования урожая яровой пшеницы многообразна. Для по-
строения эффективного с экономической точки зрения севооборота основное значение имеет прибавка урожайности, которую можно получить в производственных посевах. В засушливых районах Западной Сибири основным приемом для создания оптимальных условий роста и развития полевых культур может быть поддержание
Земледелие. Зернопроизводство. Зауралье
поля в течение лета в чистом от сорняков состоянии. Созданное эффективное плодородие почвы позволяет в течение нескольких лет получать высокий урожай зерновых культур. Эффективность зернопаровых севооборотов будет определяться превышением урожайности парового поля над непаровыми предшественниками.
Но, к сожалению, эта величина очень динамична и существенно изменяется под влиянием климатических составляющих и хозяйственной деятельности человека.
В Белозерском ГСУ получена информация о сравнительной продуктивности парового поля по отношению к непаровым предшественникам.
Эффективность парового поля значительно меняется: в отдельные годы урожайность яровой пшеницы по пару бывает ниже, чем по зяби - до 10-12 ц/га. На основании опубликованной информации об эффективности предшественников на сортоучастках Курганской области проведены расчеты эффективности зернопаровых севооборотов с различным содержанием пара на высоком агротехническом фоне. Урожайность яровой пшеницы, полученная на сортоучастках, практически соответствует максимальной для данной зоны и дает возможность проследить процесс изменения структуры посевных площадей по мере повышения агротехнического обслужива-
Урожайность зерна пшеницы в зависимости от структуры посевных площадей, ц/га
Структура посевных площадей Ранний Средний Поздний
на 1 га пашни на 1 га зернов. на 1 га пашни на 1 га зернов. на 1 га пашни на 1 га зернов.
Белозерский ГСУ, срок посева
5 % 17,6 18,5 20,4 21,5 16,6 17,4
10 % 18,2 20,2 20,8 23,1 17,2 19,1
15 % 18,8 22,2 21,3 25,0 17,8 20,9
20 % 19,3 24,2 21,7 27,1 18,4 23,0
25 % 20,1 26,7 22,1 29,6 23,0 30,7
30 % 19,9 28,4 21,8 31,1 18,8 26,8
Г руппа сортов
5 % 18,6 19,5 20,5 21,5 19,6 20,7
10 % 19,1 21,3 20,9 23,3 20,2 22,5
15 % 19,7 23,2 21,4 25,2 20,9 24,6
20 % 20,3 25,4 21,9 27,4 21,5 26,9
25 % 20,9 27,8 22,4 29,9 22,1 29,5
30 % 20,6 29,4 22,1 31,5 21,9 34,4
Целинный ГСУ, срок посева
5 % 16,2 17,1 18,3 19,3 15,3 16,1
10 % 16,5 18,3 18,7 20,7 15,6 17,3
15 % 16,7 19,7 19,0 22,3 15,9 18,7
20 % 17,0 21,2 19,3 24,1 16,1 20,2
25 % 17,2 23,0 19,7 26,2 16,4 21,9
30 % 16,7 23,8 19,1 27,4 16,1 23,0
Г руппа сортов
5 % 16,4 17,3 18,4 19,3 17,6 18,5
10 % 16,9 18,8 18,8 20,8 18,2 20,2
15 % 17,4 20,4 19,1 22,5 18,9 22,2
20 % 17,8 22,3 19,5 24,4 19,5 24,4
25 % 18,3 24,4 19,9 26,6 20,1 26,8
30 % 17,9 25,6 19,5 27,9 19,7 28,2
ния сельскохозяйственного производства.
В лесостепной зоне значение паровых полей в повышении эффективного плодородия почвы остается высоким, и в этом случае зернопаровые севообороты обеспечивают максимальный выход зерна. Анализ проведен по двум основным факторам: срокам посева и группам высеваемых сортов.
Исходная информация урожайности пшеницы по срокам посева:
8 мая: пар - 34,0; вторая культура - 25,3; третья - 21,0; четвертая - 17,0;
21 мая: пар - 35,7; вторая культура - 29,0; третья - 24,0; четвертая - 20;
28 мая: пар - 30,6; вторая культура - 25,4; третья - 20,0; четвертая - 16,0;
По длине вегетации:
раннеспелые: пар - 34,8; вторая культура -26,4; третья - 22,4; четвертая - 18,0;
среднеспелые: пар - 37,4; вторая культура -28,2; третья - 24,0; четвертая - 20,0;
позднеспелые: пар - 37,1; вторая культура-28,5; третья - 23,0; четвертая - 19,0.
Колебания продуктивности яровой пшеницы по предшественникам существенно меняют валовой выход продукции как с площади пашни, так зерновых культур (табл.2).
Табл. 2
При посеве 8 мая минимальная насыщенность структуры посевных площадей парами позволяет собрать с 1 га пашни 17,6 ц/га зерна. В четырехпольном зернопаровом севообороте выход продукции увеличивается до 20,1 ц/га, дальнейшее насыщение севооборота паром снижает его продуктивность до 19,9 ц/га. Различия в продуктивности 3-и 4-х-польных севооборотов небольшие - всего 0,2 ц/га. Оптимальный срок посева изменяет продуктивность севооборота, сокращает различия между 5 и 25 % насыщенностью структуры посевов паром. Если при раннем сроке посева они достигают 2,5, то при оптимальном - 1,7 ц/га. При посеве 25 мая в два раза сокращаются различия между продуктивностью четырех- и пятипольных севооборотов по сравнению с ранними сроками посева.
При позднем сроке посева возрастает продуктивность 4-х- польного зернопарового севооборота по сравнению с севооборотами с минимальной насыщенностью парами, различия достигают 6,4 ц/га.
Такая же закономерность отмечается и при возделывании различных по скороспелости сортов. При посеве раннеспелых и позднеспелых сортов увеличивается значение паровых полей для формирования урожая яровой пшеницы. Различия в продуктивности севооборота с 5 и 25 % насыщенностью паром составляет 2,3; 1,9 и 2,5 ц/га.
Данный факт свидетельствует о высокой регулирующей роли парового поля в стабилизации валовых сборов зерна в неблагоприятных условиях его формирования. Когда создаются хорошие условия для роста и развития яровой пшеницы, то можно использовать севообороты с меньшей насыщенностью парами и получать высокий урожай яровой пшеницы и дополнительную продукцию в виде однолетних трав или силоса. При невысоком уровне агротехники необходимо использовать 4-х-польные зернопаровые севообороты.
Для Целинного района исходная информация была следующей:
срок посева 8 мая: пар - 25,6; вторая культура - 23,4; третья - 20,0; четвертая - 16,0;
срок посева 21 мая: пар - 31,5; вторая культура - 25,2: третья - 22,0; четвертая - 18,0;
срок посева 28 мая: пар - 26,2; вторая культура - 21,6; третья - 18,0; четвертая - 15,0. Группа сортов:
раннеспелый: пар- 28,7; вторая культура -24,4; третья - 20,0; четвертая - 16,0;
среднеспелый: пар - 31,6; вторая культура -26,1; третья - 22,0; четвертая - 18,0;
среднепоздний: пар - 32,6; вторая культура
- 25,9; третья - 22,0; четвертая - 17,0.
Возделывание яровой пшеницы в условиях недостаточной влагообеспеченности накладывает свой отпечаток на процесс формирования урожая и эффективность структуры посевных пло-
Земледелие. Зернопроизводство. Зауралье
щадей. Срок посева яровой пшеницы в незначительной степени влияет на выход зерна от насыщенности севооборотов парами. Остается высокой зависимость выхода продукции с различных зернопаровых севооборотов от возделываемого сорта. Использование раннеспелых и позднеспелых сортов в большей степени возможно при оптимальной насыщенности севооборотов парами.
Выход продукции с севооборотной площади определяется всей совокупностью сопутствующих факторов и в каждом конкретном случае необходимо изыскивать наиболее рациональный тип возделывания сельскохозяйственных культур. Для решения этого вопроса необходимо знать не только конечные оценочные показатели качества предшественников, но их взаимосвязи с климатическими параметрами, с изучением реальной возможности их изменения.
Формирование дополнительного количества продукции осуществляется на основе тех же закономерностей, что и основной части урожая. Но здесь подключается большое количество отрицательных факторов, которые при повышении урожайности все в большем количестве находятся в минимуме и могут снизить продуктивность возделываемой культуры. Одновременно отрицательную роль может сыграть одностороннее превышение какого-либо элемента плодородия над оптимумом (азот), что вместе неблагоприятно скажется на росте растений.
Влияние климатических составляющих на величину прибавки урожайности яровой пшеницы по пару можно проследить по результатам регрессионного анализа. В лесостепной зоне осадки мая создают дополнительное увлажнение почвы и определяют возможность формирования прибавки урожая на паровых участках. Уравнение регрессии: У = 4,41 + 0,08Х. Дополнительные 10 мм майских осадков могут сформировать 0,8 ц/га зерна. Наибольшая сопряженность между прибавкой урожая и осадками отмечается в июне.
Коэффициент регрессии равен 0,09 с диапазоном наибольшей сопряженности от 3 до 12 ц/ га, коэффициентом детерминации 0,30. Осадки июля большого влияния на дополнительное формирование продукции уже не оказывают, коэффициент регрессии равен 0,01. Осадки августа отрицательно влияют на развитие растений с высокой продуктивностью. Они затягивают созревание хлебов, увеличивают их полегаемость и приводят к резкому падению продуктивности. Уравнение регрессии: У = 9,98 - 0,05Х. Превышение нормы осадков на 10 мм снижает продуктивность яровой пшеницы на 0,5 ц/га.
Еще большее отрицательное влияние на продуктивность высокоурожайных посевов может оказать повышенная летняя температура воздуха. Уравнение регрессии среднесуточной температуры воздуха летнего периода следующее:
Земледелие. Зернопроизводство. Зауралье
У = 16,92 - 0,53Х. Превышение среднесуточной температуры за июнь-август на 1°С приводит к снижению урожайности яровой пшеницы по пару на 0,05 ц/га.
В степных районах майские осадки не оказывают особого влияния на формирование прибавки урожая яровой пшеницы по пару. При сухой, ветреной погоде они испаряются и незначительно влияют на водный баланс растений. Коэффициент регрессии равен 0,02. Развитие высокопродуктивного стеблестоя в большей степени определяется увлажненностью июня.
Уравнение регрессии: У = 20,5 + 0,13Х с большим диапазоном наибольшей сопряженности. Значение июльских осадков на формирование прибавки урожайности снижается. Уравнение регрессии: У = 3,82 + 0,05Х. Коэффициент регрессии осадков июля почти в 2,5 раза меньше июньского. Осадки августа на формирование высокопродуктивных посевов яровой пшеницы по пару влияния не оказывают, коэффициент регрессии равен нулю.
Отрицательное влияние на повышение продуктивности оказывает высокая температура воздуха. Уравнение регрессии: У = 29,85 - 1,26Х. Повышение среднесуточной температуры воздуха на 1оС снижает урожайность паровых полей на 1,26 ц/га. Сравнивая особенности формирования основного и дополнительного урожая на высокопродуктивных полях, можно отметить, что становление основного урожая в большей степени определяется июльскими осадками, а дополнительное количество продукции - июньскими. Недостаточная увлажненность июня ставит предел в уровне продуктивности яровой пшеницы, отрицательные последствия которой повышенной увлажненностью июля уже не исправить.
Наличие полноценной информации о закономерностях изменения роста и развития растений от погодных условий позволяет делать обоснованные выводы о потенциальной продуктивности сельскохозяйственных культур по различным предшественникам и оптимальной структуре посевных площадей. При оценке хозяйства, с точки зрения оптимизации структуры посевных площадей, приходится использовать средние данные об урожайности культуры по предшественникам и характеристику полей по засоренности, развитию болезней, обработке гербицидами и внесению удобрений. Формула для расчета оптимальной структуры посевных площадей может быть представлена в следующем виде.
Уп • Пп + Уа • Па + Уб • Пб + Ув • Пв
В =
Г
ц/га
где
Уп - урожайность яровой пшеницы по пару, Уа - урожайность яровой пшеницы второй
культурой после пара, ц/га
Уб - урожайность яровой пшеницы третьей культурой после пара, ц/га
Ув - урожайность яровой пшеницы четвертой культурой после пара, ц/га
Г - площадь пашни или зерновых культур.
%
Пп . Пв - площадь под культурой, %
Уп = Уср • Кос Куц • Кбол. Уа; Уб; Ув = Уср • Ксор • Куд • Кбол
Кос =■
Куд=
где
Уср-(Сф-Он) • Ви
Уср
УУ
Ук
Ксор=
Кбол=
Уср-(Кс •Вс) Уср
Уср-(КбВ)
Уср
Уср - средняя урожайность по паровым и непаровым предшествен., ц/га;
Кос - коэффициент влияния июльских осадков;
Куд - коэффициент влияния удобрений;
Ксор - коэффициент влияния сорной растительности;
Кбол - коэффициент влияния болезней;
Оф - осадки июля, фактические, мм;
Он - осадки июля, среднемноголетние, мм;
Ви - коэффициент регрессии июля;
Кс - количество сорных растений, шт./м2;
Вс - коэффициент регрессии сорняков;
Уу - урожайность культуры на удобренном фоне, ц/га;
Ук - урожайность культуры в контроле, ц/
га;
Кб - поражение растений, %;
Вб - коэффициент регрессии болезней.
Оценочные показатели хозяйства: Уп - 15 ц/ га; Уа...Уб - 12 ц/га; Оф - 70; Он - 50 мм; Кос -0,05; Кс - 50, 100 и 150 г; Куд - 1,20 и 1,35; Вс -0,02; Ви - 0,05; Кб - 20-40 %; Вв - 0,04.
На не удобренном фоне получена следующая информация для расчета:
Уп = 15^ 1,07^ 1,0'0,89; Уа=12•0,92•1,0•0,93; Уб=12•0,83•1,0•0,93
Ув = 12•0,75•1,0•0,93.
Подобным образом проведены расчеты оценочных показателей с применением минеральных удобрений азот-45 , фосфор-45, гербицидов с удобрениями с нормой 60 кг д.в. на 1 га (табл.
3).
Выводы. Рекомендации
В зависимости от насыщенности хозяйства удобрениями и средствами борьбы с сорной растительностью, вредителями и болезнями изменяется направленность ведения сельскохозяйственного производства. При экстенсивном возделывании яровой пшеницы наиболее оптимальный вариант севооборота с насыщением паром от 15 до 25 %.
Земледелие. Зернопроизводство. Зауралье
Табл. 3
Выход зерна яровой пшеницы в зависимости от структуры посевных площадей, ц
Структура посевных площадей Без удобрений Удобрения, 45 кг Удобрения, 60 кг
на 1 га пашни на 1га зернов. на 1 га пашни на 1га зернов. на 1 га пашни на 1 га зернов.
Пар 5 % 8,4 8,8 9,4 9,9 12,5 13,2
Пар 10 % 8,5 9,4 9,6 10,6 12,3 13,7
Пар 15 % 8,5 10,0 9,8 11,5 12,1 14,2
Пар 20 % 8,6 10,7 9,9 12,4 11,8 14,8
Пар 25 % 8,6 11,5 10,1 13,5 11,6 15,5
Пар 30 % 8,4 11,9 9,9 14,2 11,3 16,1
Внесение минеральных удобрений, азота - 45 и фосфора - 45 кг/га д.в. увеличивает выход продукции, но не изменяет значение 4-5-польных зернопаровых севооборотов в стабилизации зернового производства. Комплексное применение высоких доз минеральных удобрений и средств защиты позволяет вести зерновое хозяйство при минимальном содержании пара в структуре по-
севных площадей.
Разработанный способ оценки продуктивности зернопаровых севооборотов дает возможность на основании оценочной информации и наличия материальных ресурсов рассчитать наиболее рациональный способ чередования полевых культур и тем самым повысить стабильность зернового производства.
Литература
1.Научно-практическое руководство по освоению и применению технологий сберегающего земледелия. - Екатеринбург: Изд-во Урал.ГСХА, 2006. - 74 с.
2. Рекомендации по внедрению энергосберегающих технологий в растениеводстве и животноводстве. - Екатеринбург: Изд-во Урал.ГСХА, 2005. - 116 с.
