CC BY
39
doi: 10.24411/0235-2451-2021-10206
УДК 631.5
Продуктивность короткоротационных полевых севооборотов при переходе к технологиям прямого посева в степи восточных предгорий Южного Урала
Я. З. КАИПОВ, З. Р. СУЛТАНГАЗИН, Р. Л. АКЧУРИН
Башкирский научно-исследовательский институт сельского хозяйства Уфимского федерального исследовательского центра РАН, ул. Р. Зорге, 19, Уфа, 450059, Российская Федерация
Резюме. Цель работы - изучение схем короткоротационных полевых севооборотов, сохраняющих и повышающих свою продуктивность при переходе к технологиям прямого посева. Исследования проводили в степной зоне восточных предгорий Южного Урала в пределах Республики Башкортостан. Схема опыта предполагала изучение следующих вариантов зерновых севооборотов: зернопаровой с чистым паром, зернопаровой с химическим паром, зернопаровой с сидеральным паром, зерновой с рапсом и горохом. В первом севообороте культуры возделывали по традиционным технологиям, в остальных - с использованием прямого посева. Почва - чернозем обыкновенный тяжелосуглинистый. Годы исследований (2013-2015 гг.) были засушливыми с суммой осадков 53...84 % от нормы. Средние за вегетацию запасы продуктивной влаги в метровом слое почвы во всех севооборотах были примерно одинаковыми (60.62 мм), преимущество в 9 мм отмечали у севооборота с химическим паром. Засоренность культур при прямом посеве составляла 0,4 шт./м2 и была вдвое ниже, чем при традиционной технологии. По содержанию нитратного азота, подвижного фосфора и калия в пахотном слое почвы различия по севооборотам отсутствовали. Наибольшую в опыте среднюю продуктивность отмечали в варианте с химическим паром и прямым посевом культур - 1,40 тыс. зерн. ед./га, что на 0,18 тыс. превышало продуктивность севооборота с чистым паром и традиционной обработкой почвы. В вариантах с сидеральным паром, а также с рапсом и горохом она была выше, чем с чистым паром, на 0,13 и 0,08 тыс. зерн. ед. Наибольшая экономическая эффективность отмечена в севооборотах с рапсом и горохом, а также с химическим паром при прямом посеве культур. Для перехода к технологиям прямого посева необходимо осваивать четырехпольные зернопаровые севообороты с химическим паром и беспаровые зерновые севообороты с элементами плодосмена. Ключевые слова: степная зона, чернозем обыкновенный, севообороты, технология прямого посева.
Сведения об авторах: Я. З. Каипов, доктор сельскохозяйственных наук, ведущий научный сотрудник (e-mail: akaipov@mail. ru); З. Р. Султангазин, кандидат сельскохозяйственных наук, научный сотрудник; Р. Л. Акчурин, кандидат сельскохозяйственных наук, зав. отделом.
Для цитирования: Каипов Я. З., Султангазин З. Р., Акчурин Р. Л. Продуктивность короткоротационных полевых севооборотов при переходе к технологиям прямого посева в степи восточных предгорий Южного Урала // Достижения науки и техники АПК. 2021. Т. 35. № 2. С. 41-46. doi: 10.24411/0235-2451-2021-10206.
Productivity of short field crop rotations during the transition to direct sowing technologies in the steppes of the eastern foothills of the Southern Urals
Ya. Z. Kaipov, Z. R. Sultangazin, R. L. Akchurin
Bashkiria Research Agricultural Institute, Ufa Federal Research Center, Russian Academy of Sciences, ul. R. Zorge, 19, Ufa, 450059, Russian Federation
Abstract. The purpose of this research was to study the schemes of short field crop rotations, the productivity of which during the transition to direct sowing technologies increases or remains the same. The studies were conducted in the steppe zone of the eastern foothills of the Southern Urals within the Republic of Bashkortostan. The experimental design involved the study of the following options for grain crop rotations: grain-fallow with bare fallow, grain-fallow with chemical fallow, grain-fallow with green manure fallow, grain with rape and pea. In the first crop rotation, crops were cultivated using conventional technologies; in the rest options, they were cultivated using direct sowing. The soil was ordinary heavy loamy chernozem. The years of the study (2013-2015) were dry with total precipitation of 53-84% of the normal one. The average for the growing season reserves of productive moisture in a meter layer of soil in all crop rotations were approximately the same (60-62 mm). An advantage of 9 mm was noted in the crop rotation with chemical fallow. The infestation of crops with direct sowing was 0.4 pcs/m2 that was two times lower than when using conventional technology. Crop rotations did not differ in terms of the content of nitrate nitrogen, mobile phosphorus, and potassium in the topsoil. The highest average productivity in the experiment was noted after chemical fallow and direct sowing of crops - 1.40 thousand cereal units/ha, which was 0.18 thousand higher than the productivity of crop rotation after bare fallow and conventional tillage. After green manure fallow, as well as after rapeseed and pea, it was higher than after bare fallow by 0.13 thousand cereal units and 0.08 thousand cereal units, respectively. The greatest economic efficiency was noted in crop rotations with rape and pea, as well as with chemical fallow and direct sowing of crops. To switch to direct sowing technologies, it is necessary to master four-field grain-fallow crop rotations with chemical fallow and non-fallow grain crop rotations with crop succession. Keywords: steppe zone; ordinary chernozem; crop rotation; direct sowing technology.
Author Details: Ya. Z. Kaipov, D. Sc. (Agr.), leading research fellow (e-mail: [email protected]); Z. R. Sultangazin, Cand. Sc. (Agr.), research fellow; R. L. Akchurin, Cand. Sc. (Agr.), head of division.
For citation: Kaipov YaZ, Sultangazin ZR, Akchurin RL [Productivity of short field crop rotations during the transition to direct sowing technologies in the steppes of the eastern foothills of the Southern Urals]. Dostizheniya nauki i tekhniki APK. 2021;35(2):41-6. Russian. doi: 10.24411/0235-2451-2021-10206.
Необходимость перехода к технологиям прямого посева в целях воспроизводства плодородия почвы и сокращения материальных и энергетических затрат обоснована во многих научных публикациях. Однако вопросы об ограничениях, противоречиях при внедрении технологий с прямым посевом в земледелии изучены недостаточно [1]. Например, вынужденное применение повышенных количеств химикатов для защиты
растений в начальном этапе внедрения этой технологии и возможность нанесения вреда природной экосистеме, переуплотнение почвы в определенных условиях - частые последствия прямого посева. Исследования типов, видов и схем севооборотов, адаптированных к технологиям возделывания полевых культур с применением прямого посева только начинаются, и поэтому - далеко неполные. Требуется разработать оптимальные схемы севооборо-
тов, позволяющих успешно применять технологии прямого посева в различных почвенно-климатических условиях. Выдвигаются предложения о необходимости построения особых полевых севооборотов в системе земледелия без обработки почвы - с соблюдением плодосмена по принципу чередования растений с мочковатой и стержневой корневой системой, включением бобовых культур, исключением чистых паров [2, 3].
Цель работы - изучить схемы короткоротационных полевых севооборотов, сохраняющих и повышающих свою продуктивность при переходе к технологиям прямого посева.
Условия, материалы и методы. Исследования проводили в 2013-2015 гг. на опытном поле в Баймакском научном подразделении Башкирского НИИ сельского хозяйства, территория которого относится к степной зоне восточных предгорий Южного Урала в пределах Республики Башкортостан.
Схема полевого опыта включала следующие варианты: зернопаровой севооборот пар чистый - яровая пшеница - яровая пшеница - ячмень (контроль); зерно-паровой севооборот пар химический - яровая пшеница -яровая пшеница - ячмень; зернопаровой севооборот пар сидеральный - яровая пшеница - яровая пшеница -ячмень; зерновой севооборот яровая пшеница - яровой рапс - яровая пшеница - горох.
В контрольном севообороте культуры возделывали по традиционным технологиям с безотвальными основными обработками на глубину 25...27 см в поле чистого пара и 20.. .22 см - под зерновые культуры (табл. 1).
Предпосевная подготовка почвы состояла из боронования весной при наступлении физической спелости и культивации на глубину заделки семян (6.8 см). Посев проводили дисковой рядовой сеялкой С3-3,6. В поле чистого пара контрольного севооборота по мере отрастания сорняков проводили послойную обработку почвы культиватором КПЭ-3,8. Первый раз - на глубину 10.12 см, глубину последующих обработок постепенно уменьшали до 5.6 см.
В зернопаровых севооборотах с химическим (№ 2) и сидеральным (№ 3) паром, а также в зерновом севообороте с рапсом и горохом (№ 4) применяли технологию прямого посева культур: оставление высокой стерни и измельчение соломы при уборке, внесение гербицида
Таблица 1. вооборотах
Технология возделывания культур в экспериментальных се-
№ се-воо-борота
Технология
Обработка почвы
уход за паром, гербицид перед посевом
1 традици- безотвальное рыхление:в онная паровом поле на 25.27 см;
под зерновые - 20.22 см, предпосевная - общепринятая, посев - С3-3,6
2 прямой оставление высокой стерни посев и измельченной соломы при
уборке, гербицидная обработка пара, прямой посев СЗС-2,1 с анкерными сошниками
3 заделка сидеральной культуры (гороха) БДТ-3 на глубину 10.12 см
4 оставление высокой стерни и измельченной соломы при уборке, прямой посев СЗС-
_2,1 с анкерными сошниками
гербицид сплошного действия Тотал, 3 л/ га (в паровом поле и перед посевом культур) посев гороха и заделка на сиде-рат, Тотал, 3 л/га перед посевом гербицид сплошного действия То тал, 3 л/ га
сплошного действия Тотал (3 л/га) весной перед посевом, обработка посевов в фазе кущения зерновых избирательным гербицидом Чисталан (0,7 л/га) против двудольных сорняков. В посеве гороха повсходовый гербицид не применяли. В паровом поле зернопарового севооборота с химическим паром применяли гербицид сплошного действия Тотал (3 л/га) в период интенсивного роста большинства сорняков - в фазе формирования развитых розеток листьев и начала ветвления стеблей многолетников, до начала цветения однолетников. Посев гороха в сидеральном пару севооборота № 3 проводили рано весной. В фазе полного цветения культуры биомассу заделывали в почву дисковой бороной БДТ-3.
Площадь опытных делянок - 108.126 м2 (3,6.4,2 м х 30м), повторность вариантов трёхкратная. Рельеф опытного поля - равнинный, почва - чернозем обыкновенный тяжелосуглинистый, среднемощный. Содержание гумуса в пахотном слое - 7,5 %; обеспеченность подвижным фосфором и обменным калием по Чирикову - соответственно низкая (46 мг/кг) и высокая (170 мг/кг), реакция среды - близкая к нейтральной (рН 5,6). Методика исследований общепринятая. Влажность почвы определяли термостатно-весовым методом, агрохимические показатели - по ГОСТам (26213-91; 26261-84; 26204- 91; 2648385). Содержание нитратного азота, подвижного фосфора, и обменного калия в пахотном слое почвы рассчитывали в среднем за вегетационный период в пределах каждого года с последующим вычислением средних за три года проведения опытов значений по каждому севообороту. Засоренность посевов определяли количественным методом, наложением рамок сторонами по 50 см в четырех площадках элементарной делянки. Урожайность зерна учитывали методом сплошной уборки комбайном, с последующим пересчетом на 100 %-ную чистоту и 14 %-ную влажность. Для перевода урожайности в зерновые единицы использовали коэффициенты, утвержденные Приказом МСХ РФ от 06.07.2017 № 330: для зерна яровой пшеницы и ячменя - 1,0, для гороха - 0,99, для рапса ярового - 1,36.
Погода в 2013 г. была засушливой в первой половине вегетационного периода. В мае сумма осадков составляла 16 мм (55 % от нормы), в июне - 35 мм (79 %), но выпали они только в последние 2 дня месяца. Увлажнение июля было в пределах нормы - 50 мм. Август отличался обильными осадками - 184 мм (418 %). Засуха в критический
период определила относительно низкую урожайность культур севооборотов.
2014 г. был жарким и острозасушливым. Средняя температура воздуха в мае-августе превышала норму на 2.3 °С. Сумма осадков за эти 4 месяца составила лишь 53 мм, или 31 % от климатической нормы. Неблагоприятные условия 2014 г. привели к формированию низких урожаев пшеницы.
Условия увлажнения в 2015 г. были относительно благоприятными, по сравнению с предыдущими годами. Сумма осадков за летние месяцы составляла 139 мм (84 % от нормы), но обильные осадки мая (47 мм) обеспечили хороший
Элемент технологии
уход за посевами
культивация почвы гербицид по КПЭ-3,8 по мере вегетирующим появления сорняков в поле чистого пара
культурам -Чисталан экстра, 0,7 л/га то же
то же (за исключением гороха)
то же (за исключением гороха и рапса)
Таблица 2. Запасы продуктивной влаги в метровом слое почвы в экспериментальных севооборотах, мм
Севооборот Год До посева Кущение Колошение - цветение Среднее за вегетацию ± к контролю
Зернопаровой с чи- 2013 88 58 24 57 —
стым паром 2014 80 33 23 45 —
(контроль) 2015 114 94 35 81 —
среднее 94 62 27 61 —
Зернопаровой 2013 102 89 29 73 +16
с химическим па- 2014 91 49 26 55 +10
ром 2015 120 84 40 81 0
среднее 104 74 31 70 +9
Зернопаровой с си- 2013 88 62 22 57 0
деральным паром 2014 81 40 25 49 +4
2015 116 63 48 75 -6
среднее 95 55 31 60 -1
Зерновой с рапсом 2013 89 48 19 52 -5
и горохом 2014 89 39 26 51 +6
2015 117 85 50 84 +3
среднее 98 57 32 62 +1
НСР05 2013 4,5
2014 2015 среднее 5,0 5,2 4,9
начальный рост культурам севооборотов, и позволили сформировать относительно высокую урожайность возделываемых культур.
Результаты и обсуждение. Культуры севооборотов и технологии их возделывания оказывали влияние на запасы продуктивной влаги в почве. Наибольшее ее количество в метровом слое почвы в среднем за 2013-2015 гг. отмечено в полях севооборота с химическим паром: перед посевом - 104 мм, в фазе кущения зерновых культур - 74 мм, колошения-цветения - 31 мм, в среднем за вегетационный период - 70 мм. Средний за три года запас продуктивной влаги за вегетационный период в этом севообороте оказался на 9 мм выше, чем в контрольном зернопаровом севообороте (табл. 2).
Преимущество во влагозапасах в севообороте с химическим паром объясняется отсутствием механической обработки и сохранением мульчи из пожнивных остатков на поверхности почвы. В результате этого уменьшалось испарение влаги из почвы. Средние за вегетацию культур запасы продуктивной влаги в почве в полях севооборотов № 3 и № 4 с технологией прямого посева находились на уровне с контрольным зернопаровым севооборотом -60...62 мм. Разница была незначительной (от +1 до -1 мм) и статистически недостоверной (НСР05 = 4,9 мм). В зерновом севообороте с рапсом и горохом предпосевные запасы влаги в метровом слое почвы составляли 98 мм, что на 4 мм превышало величину этого показателя в контрольном зернопаровом севообороте. То есть преимущества зернопарового севооборота с глубоким рыхлением почвы под паровое поле, пшеницу и ячмень по весенним влагозапасам в почве над севооборотами
с прямым посевом культур, где почву не обрабатывали, за исключением мелкого рыхления в сидеральном пару, не отмечено. Это согласуется с данными анализа инфильтрации в почву влаги осадков холодного периода в степной зоне ВосточноЕвропейской равнины - снижение влагонакопительного эффекта зяблевой обработки пашни авторы объясняют повышением средней температуры воздуха и уменьшением осадков за холодный период [4]. Прибавку влагозапасов в почве зернопарового севооборота относительно беспаровых севооборотов не обеспечило и поле чистого пара. Низкая его эффективность в накоплении и сохранении влаги обусловлена засушливой погодой в период парования поля в 2012 г. Первые дожди выпали в начале мая, а потом целый месяц была засушливая погода. В июне первые дожди выпали только во второй половине месяца. В итоге 1,5 месяца в начале вегетации стояла засуха. В июле сумма осадков составила всего 8 мм. Несмотря на поздние значительные осадки в августе, среднемного-летняя норма осадков за май-август пополнилась всего на 70 %. О низкой эффективности паров и преимуществе беспаровых севооборотов в накоплении влаги в почве при технологиях прямого посева сообщают В. К. Дридигер и соавт. [5]. Приводятся данные об увеличении запасов продуктивной влаги в почве при прямом посеве относительно традиционной технологии в засушливой зоне Центрального Предкавказья [6].
В зернопаровом севообороте с традиционной технологией сорняки уничтожали агротехническим (культивация почвы перед посевом) и химическим (внесением гербицида Чисталан экстра по всходам) способами. В итоге таких обработок засоренность снижалась с 17 шт./м2 до 0,8 шт./м2 (табл. 3).
В севооборотах с «нулевой» технологией поля до посева обрабатывали гербицидом сплошного действия, а в фазе кущения зерновых - гербицидом избирательного действия. Средняя засоренность культур севооборотов до обработок составляла 14,3.17,6 шт./м2. В результате двух обработок гербицидами засоренность культур при нулевой обработке снизилась до 0,4 шт./м2, что вдвое ниже, чем в варианте с традиционной обработкой. Технологии с прямым посевом в изучаемых севооборотах способствовали более благоприятному изменению
Таблица 3. Засоренность полей севооборотов в зависимости от механической и химической обработки (средняя за 2013-2015 гг.), шт./м2
Технология и номер севооборота Культивация перед посевом Гербицид сплошного действия (Тотал, 3 л/га) Гербицид по вегетирую-щим культурам (Чисталан экстра, 0,7 л/га) Итоговая разница с традиционной технологией
до после обра- обработки ботки до после обра- обработки ботки до обра- после обработки ботки до обра- ^е ботки вотки
Традиционная 1 17,3 0 — — 30,4 0,8 — — Прямой посев 2 — — 14,3 0 21,0 0,4 -9,4 -0,4 3 17,6 0 28,4 0,4 -2,0 -0,4 4 14,3 0 14,0 0,4 -16,4 -0,4 НСР05 2,4 0,3
Таблица 4. Количественно-весовое соотношение засоренности посевов пшеницы в севооборотах и доля сорняков в общей биомассе агроценоза, среднее за 2013-2015 гг.
Технология и номер севооборота Засоренность после обработки гербицидами Биомасса пшеницы Доля сорняков в биомассе агроценоза, %
количество, шт./м2 сырая масса, г/м2 количество растений, шт./м2 сырая масса, г/м2 по количеству растений по сырой массе
Традиционная 1 0,8 26,8 256 730 0,30 3,7
Прямой посев 2.4 0,4 16,0 259 810 0,15 1,8
Разница с традиционной -0,4 -10,8 +3 +80 -0,15 -1,9
технологией
НСР05 0,1 3,5 9 58 0,10 0,9
видового состава сорняков. В популяциях сорных растений снизилась численность многолетних, наиболее вредоносных видов - бодяка и вьюнка полевого, молочая прутьевидного и др., что объясняется более полным уничтожением всходов этих сорняков в результате наложения обработок гербицидами сплошного и избирательного действия при технологии с прямым посевом в полевых севооборотах, тогда как при традиционной технологии значительная часть сорняков в фазе семян, вегетативных органов размножения и всходов не попадает под действие гербицидов, применяемых однократно только по всходам полевых культур. К схожим с нашими результатам пришли Шаталина Л. П, Анисимов Ю. П., Калюжина Е. Л. (2020). Они отмечают, что нулевая технология способствовала появлению сукцессии сорняков - возвращению к первоначальному состоянию, когда доминировали малолетники, менее вредоносные для возделываемых культур [7]. Таким образом, засоренность посевов во всех севооборотах удерживалась на низком уровне путем применения агротехнического и химического способов борьбы. Для объективной оценки степени влияния сорняков на величину урожайности испытываемых культур сопоставили данные количественно-весового учета засоренности и показателей развития биомассы агро-ценоза с пшеницей - доминирующей культурой во всех экспериментальных севооборотах.
Степень засоренности посевов в контрольном севообороте № 1 с традиционной технологией возделывания культур в количественном выражении была в 2 раза (0,8 шт./м2 против 0,4 шт./м2), по сырой массе сорняков в 1,7 раза (26,8 г/м2 против 16,0 г/м2) выше, чем в севооборотах № 2.4 с технологией прямого посева (табл. 4).
У сравниваемых технологий отмечали примерное равенство по количеству растений пшеницы на
Таблица 5. Урожайность культур и продуктивность севооборотов в зави симости от технологии возделывания
№ сево-оборота Год Культура Урожайность Средняя продуктивность севооборота, тыс. зерн. ед./га ± к контролю
фактическая, т/га тыс. зерн. ед./га
1 2012 чистый пар - - 1,22 -
2013 яровая пшеница 1,40 1,40
2014 яровая пшеница 1,00 1,00
2015 ячмень 2,50 2,50
2 2012 химический пар - - 1,40 +0,18
2013 яровая пшеница 1,45 1,45
2014 яровая пшеница 1,35 1,35
2015 ячмень 2,80 2,80
3 2012 сидеральный пар - - 1,35 +0,13
2013 яровая пшеница 1,40 1,40
2014 яровая пшеница 1,27 1,27
2015 ячмень 2,72 2,72
4 2012 яровая пшеница 1,10 1,10 1,30 +0,08
2013 яровой рапс 0,90 1,22
2014 яровая пшеница 1,10 1,10
2015 горох 1,80 1,78
НСР05 0,08
1 м2 - 256 и 259 шт./м2. Однако, биомасса пшеницы при технологии с прямым посевом на 80 г/м2 превышала уровень традиционной технологии, составляющий 730 г/м2. Доля сорняков в биомассе агроценоза с пшеницей при традиционной технологии составила по количеству растений всего лишь 0,30 %, по сырой массе -3,7 %. При технологии с прямым посевом величина этих показателей оказалась в два раза меньше. Результаты по засоренности указывают на незначительное участие сорняков в общей биомассе агроценоза и отсутствие существенного их влияния на величину урожайности культур испытываемых севооборотов.
Однако, меньшее количество сорняков после двух химических обработок в полях севооборотов с технологией прямого посева могло повлиять на формирование у них большей урожайности и сбора зерна, по сравнению с контрольным севооборотом с традиционной технологией. Наши данные о различиях в засоренности посевов по технологиям подтверждаются и в литературе. Как сообщают А. Н. Власенко с соавт. (2019), при систематическом применении гербицидов засоренность посевов по N0-111! технологии была ниже, чем по традиционной [8].
Содержание подвижных форм основных питательных веществ в пахотном слое существенно не изменялось при определении в основные фазы вегетации испытываемых культур. По содержанию нитратного азота (N-N03) -35.37 мг/кг, подвижного фосфора (Р205) - 47.48 мг/кг и обменного калия (К2О) - 169.171 мг/кг, различия по севооборотам и технологиям практически отсутствовали.
Технологии возделывания и состав культур в севооборотах сказались на их зерновой продуктивности. Статистическая обработка экспериментальных данных показывает наличие закономерного преимущества по продуктивности севооборотов с химическим и
сидеральным парами над контрольным зернопаро-вым севооборотом, а положительная разница по продуктивности зернового севооборота с рапсом и горохом над контрольным севооборотом имеет форму тенденции (фактическая разница равна величине НСР05). Наибольший средний выход зерновых единиц обеспечил севооборот с химическим паром и нулевой обработкой почвы. Продуктивность составила 1,4 тыс. зерн. ед./ га, что на 0,18 тыс. единиц выше, по сравнению с контрольным зернопаровым севооборотом страдиционной обработкой почвы (табл. 5).
Таблица 6. Структура урожая яровой пшеницы при традиционной технологии возделывания и технологии прямого посева по разным предшественникам, среднее за 2013-2014 гг.
Элемент структуры урожая Технология и предшественник
традиционная, чистый пар прямой посев
химический пар сидеральный пар
Норма высева, шт./м2 500 400 400
Количество всходов, шт./м2 362 318 317
Полевая всхожесть, % 72,5 79,6 79,2
Количество растений к уборке, шт./м2 256 259 256
Сохранность растений, % 70,7 81,4 81,0
Количество продуктивных стеблей, шт./м2 270 273 271
Коэффициент продуктивного кущения 1,05 1,05 1,06
Количество зерен в колосе, шт. 12,0 13,3 13,4
Масса зерна с 1 колоса, г 0,41 0,51 0,50
Масса 1000 зерен, г 37,7 39,3 37,8
Биологическая урожайность, т/га 1,22 1,43 1,38
Преимущество в продуктивности севооборота с химическим паром объясняется положительным его влиянием в обеспечении почвы дополнительной влагой, о механизме которого говорилось выше. Исследователи Гусев Е. М., Джоган Л. Я. (2019); Гопп Н. В., Савенков О. А. (2019) также сообщают о положительной корреляционной связи урожайности яровой пшеницы с предпосевной влажностью почвы [9, 10]. Второе место по продуктивности заняли севообороты с сидеральным паром, а также с рапсом и горохом, со средним выходом 1,35 и 1,30 тыс. зерн. ед./га. Их продуктивность выше контрольного севооборота на 0,13 и 0,08 тыс. единиц. Как видно из результатов нашего опыта, замена чистого сидеральным паром в севообороте способствовала некоторой прибавке выхода зерна. Более высокая зерновая продуктивность севооборотов с сидеральным паром, а также с рапсом и горохом возможно, объясняется различием в засоренности посевов. Как указывалось выше, итоговая засоренность здесь не только на низком уровне, но и в два раза ниже -0,4 шт./м2, чем в контроле - 0,8 шт./м2. Анализ элементов структуры урожая яровой пшеницы выявил определенную закономерность в формировании урожайности зерна в зависимости от технологий возделывания. Технология с прямым посевом отличалась четким положительным влиянием на полевую всхожесть семян, долю сохранившихся к уборке растений, озерненность колоса. Так, полевая всхожесть семян при технологии прямого посева составляла 79,2.79,6 %, что на 6.7 % больше, чем при традиционной технологии (табл. 6).
Доля сохранившихся растений, составлявшая 70 % при традиционной технологии, повысилась до 80 % в результате применения технологий с прямым посевом. Несмотря на меньшее число высеянных семян, благодаря вышеприведенным преимуществам, количество продуктивных стеблей к уборке при нулевой технологии сравнялось с традиционной технологией, с численными показателями 271.273 и 270 шт./м2. Так как количество
зерен в колосе при технологиях с прямым посевом было на 1,3.1,4 шт., а масса зерна на 0,09.0,10 г больше, чем на традиционной технологии, первые сформировали биологическую урожайность на 0,16.0,21 т/га выше.
Основным фактором, обусловливающим появление различий в урожайности яровой пшеницы и других культур севооборотов выступил способ содержания пара - чистый, химический и сидеральный. Как было отмечено выше, паровые поля влияли на засоренность посевов последующих культур в севооборотах и на содержание продуктивной влаги в метровом слое почвы. Технология прямого посева с обоими видами пара приводила к меньшей засоренности посевов, а с химическим паром - и к большему накоплению продуктивной влаги в метровом слое почвы, что способствовало формированию более высокой урожайности зерна яровой пшеницы, по сравнению с традиционной технологией. Структурные элементы урожая зерна яровой пшеницы в экспериментальных севооборотах показывают направление влияния изучаемых факторов и представляют собой ценный материал для оценки адаптации полевых севооборотов к технологиям прямого посева.
Для успешного применения на практике, новые разрабатываемые технологии кроме решения задач воспроизводства плодородия почвы и повышения урожайности, должны обеспечивать и достаточную окупаемость производственных затрат. С целью выяснения этого вопроса производили расчеты показателей затрат на возделывание полевых культур в испытываемых севооборотах и сравнивали с выручкой от продажи получаемой продукции. Использовали утвержденные нормы выработки и расхода энергоносителей на выполняемые агротехнические операции, действующие на момент проведения эксперимента цены на горюче-смазочные материалы, гербициды и семена; тарифные ставки оплаты работ для условий научного подразделения (табл. 7).
Наибольшие производственные затраты на 1 га севооборотной площади, - 4930 руб., были свойственны зерновому севообороту с рапсом и горохом. Это объясняется отсутствием парового поля, высокой интенсивностью использования севооборотной площади и возделыванием полевых культур во всех полях. В севооборотах с чистым и химическим паровыми полями затраты уменьшались на 1046 и 643 руб./га относительно уровня зернового севооборота с рапсом и горохом. Ненамного меньшие
Таблица 7. Экономическая эффективность севооборотов при возделывании полевых культур по различным технологиям
Показатель Технология, севооборот
традиционная, зернопаровой (контроль) прямой посев
зернопаровой с химическим паром зернопаровой ссидера-льным паром зерновой с рапсом и горохом
Продуктивность, тыс. зерн. ед./га 1,22 1,40 1,35 1,30
Стоимость продукции, руб. /га 9760 11200 10780 14950
Производственные затраты, руб./га 3884 4287 4634 4930
Себестоимость 1 тыс. зерн. ед., руб. 3183 3062 3439 3792
Прибыль, руб./га 5876 6914 6146 10020
Рентабельность, % 151,3 161,3 132,6 203,3
(на 296 руб./га), чем в беспаровом зерновом севообороте, были затраты в севообороте с сидеральным паром вследствие дополнительных издержек на возделывание сидеральной культуры.
Несмотря на более высокие технологические затраты, зерновой севооборот обеспечил наибольшую прибыль с единицы севооборотной площади - 10020 руб./га и рентабельность - 203 %. Это было большей частью следствием присутствия в севообороте высокодоходных культур - рапса и гороха, закупочные цены на которые значительно выше, чем на пшеницу и ячмень. Меньшую рентабельность показали: зернопаровой севооборот с химическим паром (161 %) в силу более высокой зерновой продуктивности с 1 га по сравнению с другими севооборотами, зернопаровой севооборот с сидераль-ном паром (133 %) вследствие дополнительных производственных затрат (ПЗ) на сидерацию. В контрольном зернопаровом севообороте с традиционной технологией ПЗ и продуктивность (3884 руб./га и 1,22 тыс. зерн. ед./ га) были наименьшими. В результате, рентабельность здесь была меньшей, чем в зерновом севообороте и зернопаровом севообороте с химическим паром, но несколько выше уровня зернопарового севооборота с сидеральным паром.
Анализ соотношения затрат и прибыли показывает, что наибольшей экономической эффективностью обладают севообороты с технологией прямого посева - зерновой с рапсом и горохом и зернопаровой с химическим паром. Рентабельность производства продукции в этих севооборотах была соответственно на 52 и 10 % выше, чем в зернопаровом севообороте с традиционной технологией.
Выводы. В условиях степи восточных предгорий Южного Урала продуктивность короткоротационных полевых севооборотов при переходе к технологиям прямого посева возрастает. Применение химического и сидерального пара с нулевой обработкой почвы вместо чистого пара с механической обработкой повышает продуктивность севооборотов с 1,22 до 1,40 и 1,35 тыс. зерн. ед./га. Беспаровые зерновые севообороты с включением рапса и гороха обеспечивают сбор 1,30 тыс. зерн. ед./га. Наибольшей экономической эффективностью обладают зерновой севооборот с рапсом и горохом с рентабельностью 203 %; зернопаровой с химическим паром с рентабельностью 161 %. Для успешного перехода к технологиям прямого посева, необходимо освоение четырехпольных зернопаровых севооборотов с химическим паром, беспаровых зерновых севооборотов с элементами плодосмена.
Литература.
1. Эффективность прямого посева в Зауралье / С. Д. Гилев, И. Н. Цымбаленко, А. А. Замятин и др. // Земледелие. 2014. № 6. С. 19-22.
2. Дридигер В. К. Методические подходы к изучению систем земледелия без обработки почвы // Земледелие. 2014. № 7. С. 24-27.
3. Сафин Х. М., Шварц Л. С., Фахрисламов Р. С. Технология No-till в системе сберегающего земледелия: теория и практика внедрения. Уфа: Мир печати, 2013. С. 12-13.
4. Поверхностный сток и инфильтрация в почву талых вод на пашне в лесостепной и степной зонах ВосточноЕвропейской равнины /А. Т. Барабанов, С. В. Долгов, Н. И. Коронкевич и др. // Почвоведение. 2018. № 1. С. 62-69.
5. Восстановление свойств почв в технологии прямого посева / В. К. Дридигер, А. Л. Иванов, В. П. Белобров и др. // Почвоведение. 2020. № 9. С. 1111-1120.
6. Эффективность применения технологии прямого посева при возделывании полевых культур в засушливой зоне Центрального Предкавказья / И. А. Вольтерс, О. И. Власова, В. М. Передериева и др. // Земледелие. 2020. № 3. С. 14-18.
7. Шаталина Л. П., Анисимов Ю. П., Калюжина Е. Л. Ассоциации сорных растений в агрофитоценозах яровой пшеницы // Российская сельскохозяйственная наука. 2020. № 2. С. 25-29.
8. Средообразующая роль фитосанитарных культур, возделываемых по No-till технологии, в севооборотах / А. Н. Власенко, Н. Г. Власенко, П. И. Кудашкин и др. // Достижения науки и техники АПК. 2019. Т. 33. № 6. С. 5-9. doi: 10.24411/0235-2451-2019-10601.
9. Гусев Е. М., Джоган Л. Я. Мульчирование как важный элемент стратегии использования ресурсов естественного увлажнения в агроэкосистемах степного Крыма // Почвоведение. 2019. № 3. С. 348-354.
10. Гопп Н. В., Савенков О. А. Связь показателя NDVI и урожайности яровой пшеницы со свойствами пахотного горизонта черноземов глинисто-иллювиальных элювиированных и темно-серых почв // Почвоведение. 2019. № 3. С. 377-386.
References
1. Gilev SD, Tsymbalenko IN, Zamyatin AA, et al. [Efficiency of direct seeding in the Trans-Urals]. Zemledelie. 2014;(6):19-22. Russian.
2. Dridiger VK. [Methodological approaches to the study of farming systems without tillage]. Zemledelie. 2014;(7):24-7. Russian.
3. Safin KhM, Shvarts LS, Fakhrislamov RS. Tekhnologiya No-till v sisteme sberegayushchego zemledeliya: teoriya i praktika vnedreniya [No-till technology in the system of saving agriculture: theory and practice of implementation]. Ufa (Russia): Mir pechati; 2013. p. 12-3. Russian.
4. Barabanov AT, Dolgov SV, Koronkevich NI, et al. [Surface runoff and infiltration of melt water into the soil on arable land in the forest-steppe and steppe zones of the East European Plain]. Pochvovedenie. 2018;(1):62-9. Russian.
5. Dridiger VK, Ivanov AL, Belobrov VP, et al. [Restoration of soil properties in direct sowing technology]. Pochvovedenie. 2020;(9):1111-20. Russian.
6. Vol'ters IA, Vlasova OI, Perederieva VM, et al. [The effectiveness of the use of direct sowing technology when cultivating field crops in the arid zone of the Central Ciscaucasia]. Zemledelie. 2020;(3):14-8. Russian.
7. Shatalina LP, Anisimov YuP, Kalyuzhina EL. [Weed association in agrophytocenoses of spring wheat]. Rossiiskaya sel'skokhozyaistvennaya nauka. 2020;(2):25-9. Russian.
8. Vlasenko AN, Vlasenko NG, Kudashkin PI, et al. [Environment-forming role of phytosanitary crops cultivated using no-till technology in crop rotations]. Dostizheniya nauki i tekhniki APK. 2019;33(6):5-9. Russian. doi: 10.24411/0235-2451-201910601.
9. Gusev EM, Dzhogan LYa. [Mulching as an important element of the strategy for the use of natural moisture resources in the agroecosystems of the steppe Crimea]. Pochvovedenie. 2019;(3):348-54. Russian.
10. Gopp NV, Savenkov OA. [Relationship between the NDVI indicator and the yield of spring wheat with the properties of the arable horizon of chernozems of clay-illuvial eluvial and dark grey soils]. Pochvovedenie. 2019;(3):377-86. Russian.
