CC BY
78
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ЗЕМЛИ И СИСТЕМЫ ЗЕМЛЕДЕЛИЯ
УДК 631.582
Совершенствование севооборотов и структуры посевных площадей для хозяйств различной специализации Центрального Черноземья
Г.Н. ЧЕРКАСОВ, доктор сельскохозяйственных наук, член-корреспондент РАН, директор
(e-mail: vnizem@kursknet.ru) А.С. АКИМЕНКО, доктор сельскохозяйственных наук, зав. лабораторией
Всероссийский научно-исследовательский институт земледелия и защиты почв от эрозии, ул. Карла Маркса, 70 б, Курск, 305021, Российская Федерация
Совершенствование структуры посевных площадей и схем севооборотов для её формирования необходимо для рационализации землепользования и освоения достижений научно-технического прогресса, чему способствует концентрация производства на основе углубления специализации сельхозпредприятий. В работе освещен порядок выбора производственного направления сельхозпредприятий; приведены допустимые пределы насыщения узкоспециализированных севооборотов ведущими (с позиций специализации) культурами (до 85% зерновых, до 70% кормовых культур, до 25% сахарной свеклы), обеспечивающие доход от 6,6-7,0 тыс. руб. с 1 га севооборота (при высокой товарности полеводства), а в животноводческих спецхозах - сбор до 58 ц/га кормопротеиновых единиц при себестоимости не более 98-112руб./ц; указано лучшее место культур в севооборотах в зависимости от производственного направления хозяйств при обязательном размещении озимых зерновых после надежных предшественников; на основании данных продолжительных стационарных опытов отмечено увеличение со временем ® относительной разницы в продуктивности О пашни в связи с изменением уровня удо-^ бренности в севооборотах, обусловлен-ел ной убылью гумуса из-за преобладания ^ отчуждения азота с основной продукцией 5 над его возвратом с удобрениями; с § учетом фактического состояния воспро-Ч изводства плодородия подтверждена не® обходимость расширения площадей под ^ культурами-азотонакопителями, наряду Ф с увеличением норм азота в удобрениях;
отражены принципиально важные параметры структуры посевных площадей для природно-ресурсных подзон Центрального Черноземья на основе учета особенностей рельефа и почвенного покрова, различий в тепловлагообеспеченности и требований к ней полевых культур. В зависимости от соотношения пахотных земель интенсивного и умеренного (на склонах до 3° и 3-5°, соответственно) использования минимально необходимая доля многолетних трав и оптимальная сахарной свеклы в ряде подзон должны различаться почти в 2 раза; в направлении от северной части региона к южной в структуре посевных площадей целесообразно увеличение доли кукурузы на зерно и уменьшение яровых колосовых.
Ключевые слова: структура посевных площадей, севообороты, специализация сельхозпредприятий, гумус, азот, Центральное Черноземье.
Для цитирования: Черкасов Г.Н., АкименкоА.С. Совершенствованиесевоо-боротов и структуры посевных площадей для хозяйств различной специализации Центрального Черноземья//Земледелие. 2016. №5. С. 8-11.
Совершенствование структуры посевных площадей и севооборотов для её формирования обусловлено необходимостью обеспечения потребностей в товарной продукции полеводства и кормов для животноводства до полного импортозаме-щения; концентрацией производства на основе углубления специализации сельхозпредприятий, способствующей освоению достижений научно-технического прогресса; обострением экологической ситуации.
Цель исследований - повышение продуктивности пашни с учетом отмеченных обстоятельств на основе воспроизводства плодородия почв и защиты их от эрозии. Для достижения поставленной цели решали следующие задачи: отразить важность адекватного выбора специализации хозяйств; уточнить параметры высокопродуктивных специализированных
севооборотов и место в них ведущих (с позиций специализации) культур; выявить особенности воспроизводства плодородия почв в севооборотах с неодинаковым уровнем биологи-зации; предложить адаптивную применительно к природно-ресурсным подзонам структуру посевных площадей.
Исследования проведены на основе анализа данных многолетнего (заложен в 1991 г. на всех полях одновременно) стационарного опыта ВНИИЗиЗПЭ по изучению эффективности сочетания минеральных удобрений, навоза, побочной продукции и сидератов в севооборотах разного вида (систематическое расположение вариантов в трехкратной повтор-ности на черноземе типичном с содержанием в пахотном слое гумуса 5,3-5,4%); опубликованных данных других научно-исследовательских учреждений Центрального Черноземья; фактического состояния и тенденций в развитии агропромышленного комплекса.
Структура посевных площадей определяется специализацией сельхозпредприятия, к выбору которой во всех почвенно-климатических условиях вынуждают соображения экономического порядка, допустимые сроки возврата конкретных культур, степень эрозионной опасности. Первое требование связано главным образом с расположением относительно рынков сбыта; второе актуально при малых размерах землепользования (меньше 500 га пашни); третье предопределено неодинаковой почвозащитной способностью культур, возрастающей в последовательности: чистый пар, пропашные, культуры сплошного сева, многолетние травы. Поэтому на пашне ограниченного использования (склоны больше 5°) следует вводить почвозащитные травянозерновые севообороты; на пашне умеренного использования (3-5°) недопустим чистый пар, многолетние травы должны занимать около 40% площади севооборота, а ограниченное количество пропашных возможно только при полосном размещении; предельно допустимое насыщение севооборотов пропашными культурами возможно на склонах до 3°.
Различное сочетание перечисленных условий отражается на выборе специализации, подробно описанном ранее [1]. При недостаточной (меньше 70%) доле ровной пашни пред-
почтительней зерно-скотоводческая специализация (соотношение молочного и мясного направлений зависит от расстояний до городов), а при большой (от 30% в землепользовании) доле естественных кормовых угодий она неизбежна.
В хозяйствах с размерами землепользования более 1000 га и преобладанием в нем пашни (> 70%, в том числе > 70% на склонах до 3°) выбор специализации определяет в основном экономическая целесообразность (с учетом рынков сбыта), благодаря расширению возможностей для формирования требуемой структуры посевных площадей.
Накопленный и прошедший апробацию экспериментальный материал дает возможность обосновать интенсивное использование на пашне узкоспециализированных севооборотов соответственно производственному направлению сельхозпредприятий (табл. 1).
Эффективность севооборотов традиционно принято оценивать по совокупности критериев: выход отдельных видов продукции в натуральном выражении; общая продуктивность пашни, определяемая сбором кормовых единиц и переваримого протеина или в энергетическом выражении; рядом взаимосвязанных экономических показателей. Значимость критериев меняется в зависимости от специализации. При этом в первую очередь важен выход необходимой продукции, а роль экономических парметров меняется в связи с соотношением отраслей и товарностью полеводства. Если она высокая (реализация свеклосахарного сырья, зерна и маслосемян), то
на первый план выходят стоимость продукции и чистый доход, а при животноводческой специализации необходим высокий сбор кормо-протеиновых единиц при низкой их себестоимости.
Величины приведенных в табл. 1 показателей эффективности - базовые и обусловлены составом культур при традиционных чередованиях. Их значения возрастают на 11-16%, когда высокопродуктивным культурам, которые соответствуют производственному направлению хозяйств, обеспечено благоприятное место в севообороте (табл. 2). Так, сидераль-ный пар в узкоспециализированных свекловичных севооборотах способствует увеличению выхода и повышению качества свеклосахарного сырья при снижении эрозионной опасности, поскольку больше половины периода парования почва находится под защитой растительного покрова. В зерносвекловичных севооборотах
чередование «сахарная свекла - крупяные или зернобобовые - ячмень» взамен привычного размещения ячменя после свеклы устраняет опасность снижения его урожайности из-за нехватки воды в глубоких слоях корнеобитаемого слоя в годы с малым количеством осадков за период влагонакопления. В кормовых травяно-пропашных севооборотах существует возможн ость для лучшего размещения всех культур. Решающий фактор повышения эффективности зернофуражных севооборотов - размещение ячменя и кукурузы на зерно после зернобобовых. Независимо от специализации озимые зерновые должны быть обеспечены надежны-
ми предшественниками. Это главное условие соблюдения севооборотов.
Повышение продуктивности пашни за счет научно обоснованных севооборотов ведет к снижению почвенного плодородия. Если последнее не воспроизводится, то положительный эффект от севооборота со временем снижается [2]. Например, в стационарном опыта ВНИИЗиЗПЭ (см. рисунок) различия по выходу кормопротеиновых единиц в основной продукции(на слабоудобренном фоне, относительно наиболее удобренного) в среднем за четвертую и четыре года пятой ротации в зернопа-ропропашном севообороте достигли 20%, а в сидеральном и плодосменном, соответственно, 17% и 12%.
Более контрастно (как по урожайности требовательных к почвенному плодородию культур, так и по продуктивности пашни) отмеченное различие проявляется в неудобренных вариантах. Так, снижение урожайно-
сти неудобренной сахарной свеклы в первой ротации девятипольного севооборота стационарного опыта ВНИИСС составило 13%, а в седьмой увеличилось в 4,8 раза [3]; продуктивность неудобренного варианта зернопропашного севооборота в стационарном опыте НИИ Курского АПП в первой ротации была меньше, е чем на фоне с наибольшим уровнем | удобренности, на 19%, а в девятой - д на 45% [4]. Л
Снижение эффективного плодо- | родия во всех случаях несоблюдения № закона возврата связано с уменьше- 5 нием содержания гумуса, основной м составляющей азотного пула почвы. 1 Примерно равные величины рас- 6
1. Параметры специализированных севооборотов в Центральном Черноземье
Специализация Насыщение основными культурами, % Показатель* эффективности (с позиции специализации)на 1 га севооборота
Зерносвекловичная озимая пшеница - 20-28; сахарная свекла - до 20; зерно от 32 ц, корнеплоды свеклы от зернобобовые - до 15;пары - до 12 100 ц доход от 7 тыс. руб.
Свекловодческая
с развитым производством зерна озимая пшеница - до 25; сахарная свекла - до 25; ячмень - до 25; зернобобовые - до 12; сидераль-ный пар - до 12 корнеплоды свеклы от 115 ц, К.П.Е.** 54-56 ц, доход от 6,9 тыс. руб.
с развитым животноводством озимая пшеница - до 25; сахарная свекла - до 25; кукуруза на силос - до 25; травы - до 15; пары - до 10 - « -
Продовольственное зерно в мало- озимая пшеница - до 24, зернобобовые - до 12; доход от 6,8 тыс. руб. земельных хозяйствах яровая пшеница - до 25; крупяные - до 12; овес - до 10; пары - до 12
Фуражное зерно
птицефабрики и свинокомплексы с собственными землями озимые зерновые - до 17; кукуруза на зерно - до 30; зернобобовые - до 17; ячмень - до 25 зерно от 47 ц, К.П.Е. от 50 ц, себестоимость 1 ц, К.П.Е. до 112 руб.
малоземельные хозяйства озимые зерновые - до 14; зернобобовые - до 21; ячмень - 20-30; кукуруза на зерно - до 14 зерно от 42 ц, К.П.Е. от 46 ц, доход от 6,6 тыс. руб.
Корма для молочно- многолетние травы - 20-40; кукуруза на силос и К.П.Е. от 58 ц, себестоимость 1 ц К.П.Е. скотоводческих спецхозов коронаж - до 25; кормовые корнеплоды и сахарная до 98 руб. свекла - до 10; однолетние травы - до 10; зерновые и зернобобовые - 30-40
* - по основной продукции; ** - К.П.Е. кормопротеиновых единиц.
* предпочтительность предшественников и последующих культур убывает от начала к концу списка ** покровные культуры.
2. Эффективные схемы чередования основных культур в севооборотах Центрального Черноземья в зависимости от производственного направления сельхозпредприятий
Предшественник Центральная культура в звене Последующая культура
Независимо от специализации
1) черный пар* озимые зерновые 1) сахарная свекла
2) сидеральный пар 2) подсолнечник
3) занятый пар 3)кукуруза
4) горох 4) масличные крестоцветные
5) овес
Свекловодческое и зерносвекловичное направление
Озимая пшеница после: сахарная свекла 1)зернобобовые
1)сидерального пара 2) крупяные
2) черного пара 3) однолетние травы
3)зернобобовых и одно- летних трав 4)кукуруза на силос
5) ячмень
Зернофуражное и молочно-скотоводческое направление
1)зернобобовые ячмень 1)сидеральный пар
2) многолетние травы 2) кукуруза на силос
3) кукуруза на силос 3) зернобобовые
4) масличные крестоцветные 4) подсолнечник
1)зернобобовые кукуруза на зерно 1) черный и занятый пар
2) озимая пшеница 2) кукуруза на силос
3) ячмень 3) зернобобовые
4) кукуруза на силос 4) кукуруза на зерно
1) озимые зерновые кукуруза на силос 1) однолетние травы**
2) кормовые корнеплоды 2) ячмень**
3) кукуруза на зерно 3) ячмень
4) подсолнечник 4) кукуруза на зерно
1) однолетние травы** многолетние травы 1) озимые зерновые
2) ячмень** 2) ячмень
хода энергии гумуса и обменной (эквивалентной кормовой единице) энергии (ГДж) в урожае соответствуют удвоенному содержанию в них азота (кг) [5]. Анализ результатов нашего опыта и опубликованных данных научно-исследовательских учреждений региона [6, 7, 8, 9, 10] свидетельствует о том, что по мере повышения норм азота (в минеральных удобрениях и навозе) расход гумуса сокращается эквивалентно от трети внесенного азота в небио-логизированных севооборотах до полного воспроизводства по мере увеличения в них доли культур, способных к фиксации этого элемента из атмосферы.
Несложные расчеты показывают, что при существующем уровне производства отчуждение азота с основной продукцией за последние годы в среднем по областям Центрального Черноземья составляет 91-98 кг с 1 га пашни в год и восполняется удобрениями не более чем наполовину. Даже при внесении на всей посевной площади рекомендованных норм минеральных удобрений [11] ежегодный отрицательный ба-«о ланс будет оставаться на уровне 14-о 18 кг/га. Для его устранения, наряду ¡^ с увеличением норм азота, следует ^ расширять площади под культурами-о азотонакопителями, среди которых | ведущая роль принадлежит многолетним травам, поскольку они одновре-® менно способствуют воспроизвод-5 ству плодородия и предотвращению $ эрозии почв.
На основании почвенно-эрозио-нного районирования (по В.Д. Соло-виченко) различий в тепловлагообе-спеченности на территории региона и требований полевых культур к условиям среды [9], мы установили минимально необходимую с почвозащитных позиций долю многолетних трав, отражающую принципиально важные параметры структуры посевных площадей для природно-ресурсных подзон Центрального Черноземья (табл. 3). Внутризональная дифференциация структуры посевных площадей необходима в целях эффективного использования ресурсов продуктивности пашни и более полной реа-
лизации генетического потенциала растений. Это ориентир для развития агропромышленного комплекса, основанного на целесообразном расположении перерабатывающих предприятий как составной части формирования рынков сбыта.
Таким образом, продуктивность пашни следует повышать за счет совершенствования структуры посевных площадей с соответствующей системой севооборотов на основе: углубления специализации хозяйств применительно к рельефу территории в целях защиты почв от эрозии; соблюдения оптимальных пределов насыщения специализированных
% 1992-1996гг
1997-2006 гг.
2007-2015гг
-10
-20
-25
Рисунок. Уменьшение (%) продуктивности пашни на слабоудобренном фоне (6т навоза на 1 га) относительно наиболее удобренного (12 т навоза + N^^40 на 1 га севооборота): ■ — зернопаропропашной; ■ — сидеральный; — плодосменный.
3. Доля основных культур в структуре посевных площадей по природно-ресурсным подзонам Центрального Черноземья, %
Административная Многолетние Сахарная Подсолнечник Кукуруза на Яровые коло- Озимая пше-
принадлежность травы свекла зерно совые ница
Северо-западная часть Курской области >14 < 6 < 6 3-4 13-15 18-22
Липецкая и Тамбовская (большая часть) области > 13 < 7 < 10 3-5 14-16 19-21
Южная часть Тамбовской, север-
ная Воронежской и восточная Курской области > 10 8-10 < 9 4-6 14-16 18-20
Южная часть Курской, северная Белгородской,северо-западная Воронежской области > 14 6-8 < 9 < 8 13-15 19-21
Центральная и юго-западная часть Белгородской, западная Воронежской области > 18 < 6 < 8 < 7 10-12 18-22
Юго-западная часть Воронежской и юго-восточная Белгородской области > 14 6-8 < 9 < 8 10-12 21-23
Южная часть Воронежской области « 20 0-3 < 8 < 10 < 10 < 24
севооборотов высокопродуктивными культурами при обеспечении им наилучшего места в чередованиях; учета особенностей природно-ресурсных подзон Центрального Черноземья; рационального сочетания химических и биологических средств воспроизводства почвенного плодородия.
Литература.
1. База данных структуры посевных площадей и системы севооборотов для автоматизированного проектирования адаптивно-ландшафтных систем земледелия в Центральном Черноземье / Г.Н. Черкасов, А.С. Акименко, Н.П. Масютенко и др. Курск, 2013. 54 с.
2. Лошаков В.Г. Севооборот и плодородие почвы. М.: ВНИИА. 2012. 512 с.
3. Минакова О.А., Тамбовцева Л.В., Александрова Л.В. Динамика показателей продуктивности сахарной свеклы в 1936-2008 гг. при применении удобрений в стационарном опыте // Сб. науч. тр. «До-кучаевское наследие: итоги и перспективы развития научного земледелия в России». Каменная Степь, 2012. С. 126-129.
4. Лазарев В.И., Золотарева И.А., Хижняков А.Н. Эффективность влияния отдельных видов минеральных удобрений и их сочетаний на продуктивность культур зернопропашного севооборота // Вестник Курской государственной сельскохозяйственной академии. 2014. № 3. С. 46-51.
5. Акименко А.С. Методика использования ресурсов в земледелии на основе информационно-энергетического анализа. Курск. «ЮМЭКС», 2000.76 с.
6. Лазарев В.И. Динамика эффективного плодородия типичных черноземов в различных агроэкосистемах в условиях Курской области // Агрохимия. 1997. № 6. С. 5-9.
7. Ступаков А.Г. Дубич А.В. Система удобрения культур зерносвекловичного севооборота при бездефицитном балансе гумуса в почве в связи с симбиотическим азотом / Теория и практика использования агрохимических средств в современном земледелии Центрально-Черноземных областей России. Белгород: Крестьянское дело, 2002. С. 173-183.
8. Дедов А.В. Основные приемы повышения плодородия черноземов // Сб. науч. тр. «Докучаевское наследие: итоги и перспективы развития научного земледелия в России». Каменная Степь, 2012. С. 115-119.
9. Соловиченко В.Д., Тютюнов С.И., Уваров Г.И. Воспроизводство плодородия почв и рост продуктивности сельскохозяйственных культур ЦентральноЧерноземного региона. Белгород: Отчий край, 2012. 255 с.
10. Турусов В.И. Научно обоснованные севообороты - основа рационального использования почв и воспроизводства плодородия // Сб. науч. тр. «Почвозащитное земледелие в России». Курск, 2015. С. 6-12.
11. Новичихин А.М., Мухина С.В. Итоги агрохимических исследований в Каменной Степи // Сб. науч. тр. «Докучаевское наследие: итоги и перспективы развития научного земледелия в России». Каменная Степь, 2012. С. 110-114.
The improvement of crop rotations and the structure of crop areas
for agricultural enterprises of different specialization in central chernozem area
G.N. Cherkasov, A.S. Akimenko
All-Russian Research Institute of Arable Farming and Soil Erosion Control, ul. Karla Marksa, 70b, Kursk, 305021, Russian Federation
Summary. The improvement of the structure of crop areas and crop rotation patterns for its formation is necessary for land use rationalization and adoption of the achievements of scientific and technical progress which is facilitated by production concentration based on the more intense specialization of agricultural enterprises. In the paper the order of selecting production direction of agricultural enterprises is presented. Tolerable ranges of the saturation of narrow specialized crop rotations with leading (from the point of view of specialization) crops (up to 85 % of grain crops and to 70 % of fodder crops, to 25 % of sugar beet)
which ensure the income of 6.6-7.0 thousand of roubles per crop rotation hectare (in the case of cash cropping), and the yield up to 58 centner per hectare of protein feed units at cost of less than 98-112 roubles per hectare in specialized livestock enterprises are given. The best place of crops in crop rotations depending on the production specialization of farming enterprises at obligatory placement of winter grain crops after reliable preceding crops is indicated. Attention is drawn to the increase in the course of time of relative difference in arable land productivity in connection with the level of fertilizer supplies in crop rotations caused by humus decrease because of the predominance of nitrogen estrangement with primary agricultural products over its return with fertilizers. The results are obtained from the data of long-term stationary experiments. Considering actual condition of soil fertility reproduction the necessity of the expansion of areas sown with crops accumulating nitrogen together with the increase of nitrogen rates in fertilizers is confirmed. Essential parameters of the structure of crop areas for natural resource subzones of Central Chernozem Area considering the peculiarities of relief and soil cover, the differences in warmth and moisture provision and the requirements of crops to it are reflected. Depending on the correlation of arable lands of intensive and moderate (on slopes to 3° and 3-5° respectively) use a minimal necessary share of perennial grasses and an optimal one of sugar beet in a number of subzones must differ almost in two times. It is reasonable to increase the share of grain maize and decrease the share of summer cereals in the structure of crop areas in the direction from the northern part of the region to the southern one.
Keywords: structure of crop areas, crop rotations, specialization of agricultural enterprises, humus, nitrogen, Central Chernozem Area.
Author Details: G.N. Cherkasov, D.Sc (Agr.), corresponding member of the J RAS, director (e-mail: vnizem@kursknet. S ru), A.S. Akimenko, D.Sc (Agr.), head of J laboratory. Ja
For citation: Cherkasov G.N., Akimenko ^ A.S. The Improvement of Crop Rotations and J The Structure of Planted Areas for Agricultural z Enterprises of Different Specialization in Cen- 5 tral Chernozem Area. Zemledelie. 2016. No5. 2 Pp. 8-11 (In Russ.). 1
