CC BY
13
DOI 10.25930/2687-1254/003.5.14.2021 УДК 631.51:631.531.041(470.45)
ТРАНСФОРМАЦИЯ ВИДОВ ОБРАБОТОК ПОЧВЫ В УСЛОВИЯХ ВОЛГОГРАДСКОЙ ОБЛАСТИ И АНАЛИЗ СДЕРЖИВАЮЩИХ ФАКТОРОВ В РАЗВИТИИ ТЕХНОЛОГИИ ПРЯМОГО ПОСЕВА
А.М. Беляков
По комплексу почвенно-климатических факторов условия для ведения земледелия в Волгоградской области в целом неблагоприятные, что подтверждается данными о засухах и списании посевных площадей. Объектом исследований выступают виды обработок почвы и их трансформация во времени с 1960 г. по настоящее время в Волгоградской области, технология прямого посева на предмет выявления сдерживающих факторов ее развития и расширения в условиях высокой почвенно-климатической контрастности. Методика исследований общепринятая. В зонах недостаточного увлажнения основная обработка почвы закладывает принципы влагонакопления и влагосбере-жения. Анализ данных в регионе по видам обработок почвы во времени показывает, что отвальная глубокая обработка с 79,0% от объема работ в 60-е гг. прошлого столетия постепенно трансформировалась к 2020 г. в почвозащитную без оборота пласта (7,1%,), мелкую поверхностную (72,0%) и «систематический прямой посев», когда почва не обрабатывается (5,3%). За это время в результате внедрения научных разработок, особенно оптимизации обработок почвы, продуктивность зерновых культур выросла в 1,8-2,1 раза, передовые хозяйства стали собирать 3-4 т/га зерна в зоне светло-каштановых почв и 4-6 т/га - в зоне черноземных почв. Выход зерна на 1 мм осадков вырос в 2,5 раза. В настоящее время технологии прямого посева в Волгоградской области используются на площади 220-260 тыс. га. Сдерживающими факторами расширения площади возделывания полевых культур по технологии прямого посева в регионе являются: проблемы по получению стабильных всходов озимых зерновых культур, особенно при засушливом лете и осени; возросшие требования к технологической дисциплине, интенсификация технологий, подбор ранее не известных технических средств, системные меры формирования водного и пищевого режимов почв в зонах недостаточного увлажнения и в целом отсутствие качественного научного обеспечения технологии.
Ключевые слова: Волгоградская область, почвенно-климатическая контрастность, засушливость климата, обработка почвы, агротехнологии, прямой посев.
TRANSFORMATION OF TYPES OF CULTIVATION IN CONDITIONS OF THE VOLGOGRAD REGION AND ANALYSIS OF CONSTRAINING FACTORS IN THE DEVELOPMENT OF DIRECT SEEDING
TECHNOLOGY
A.M. Belyakov
According to the complex of soil and climatic factors, the conditions for farming in the Volgograd Region are generally unfavorable, which is confirmed by data on droughts and sown areas write-off. The object of research is the types of soil cultivation and their transformation in time from 1960 to the present in the Volgograd Region, the technology of direct
seeding in order to identify the constraining factors of its development and expansion in conditions of high soil and climatic contrast. The research technique is generally accepted. In areas of insufficient moisture the main soil cultivation lays down the principles of moisture accumulation and moisture conservation. Chronological analysis of data in the region by types of soil cultivation shows that the moldboard deep plowing with 79.0% of the amount of work in the 60s of the last century gradually transformed into soil protective cultivation without soil overturning by 2020 - 7.1 %, surface tillage - 72.0%, and "systematic direct seeding", when the soil is not cultivated - 5.3%. As a result of the introduction of scientific developments and especially the optimization of soil cultivation, the productivity of grain crops increased 1.82.1 times, advanced farms began to harvest 3-4 t/ha of grain in the zone of light-chestnut soil and 4-6 t/ha in the zone chernozem soil. The grain yield per 1 mm of precipitation increased 2.5 times. Currently, direct seeding technologies in the Volgograd Region are used in the area of 220-260 thousand hectares. The limiting factors for the expansion of the cultivation area with direct seeding technology in the region include the problem of the stable germination of a winter grains, especially, during dry summer and autumn; increased requirements for technological discipline, technology intensification, selection of previously unknown technical tools, systemic measures for the formation of water and nutritional regime of soil in areas of insufficient moisture and, in general, lack of high-quality scientific support of the technology.
Key words: Volgograd Region, climatic and edaphic contrast, climate aridity, soil cultivation, agricultural technologies, direct seeding.
Введение. Объективные законы развития цивилизации предполагают возрастающие темпы роста производства продуктов питания, а следовательно, и развития производительных сил в АПК, что в конечном итоге приводит к интенсификации производства и усилению антропогенной нагрузки на природный комплекс.
Реализация данной концепции создает предпосылки научного поиска и внедрения достижений научно-технического прогресса, постоянной модернизации отрасли, выработке новых более эффективных и экологически сбалансированных способов использования природных ресурсов, обеспечения роста производительности труда и развития производительных сил АПК. Разрешение обозначенных проблем требует серьезного научного задела, качественных управленческих решений и соответствующего вложения капитала.
Материалы и методика исследований. Объектами исследований выступают виды обработок почвы и их трансформация во времени с 1960 г. по настоящее время в Волгоградской области, технология прямого посева на предмет выявления сдерживающих факторов ее развития и расширения в области.
Методика исследований общепринятая: использовались аналитические методы обработки статистических данных по объемам видов обработок почвы в Волгоградской области, урожайности сельскохозяйственных культур под влиянием различных агро-технологий, методы сравнения результатов и постановки специальных опытов для проведения целевых исследований.
Результаты исследований и обсуждения. Общая территория Волгоградской области составляет около 11,3 млн га, площадь сельскохозяйственных угодий занимает ~ 8,3 млн га (81,9%), пашни - 5,63 млн га (68,0%), пастбища - 2 419 тыс. га.
Сумма годовых осадков составляет 270 мм на юге и 360 мм на севере, амплитуда колебаний температур воздуха - от +40 до -30 °С, ГТК = 0,3-0,6, дефицит увлажнения достигает 70%. Доля засушливых лет - 40-60%, среднее количество суховейных дней в
году - 24-36. Сумма положительных температур за вегетацию - 2800-3500 °С.
Рельеф местности пересеченный и особенно сильно расчленен овражно-балочной сетью правобережья рек Волги и Дона. Склоновые земли более 3 градусов составляют около 200 тыс. га, до 3 градусов - 1,7 млн га. Почвы малогумусные комплексные и солонцеватые. Содержание гумуса в почве за время интенсивного ее использования снизилось на 20-30% от средних зональных значений, поэтому в целом условия для ведения земледелия в Волгоградской области неблагоприятные [1-5], так как практически ежегодно приходиться списывать погибшие от засух и морозов посевы сельскохозяйственных культур (таблица 1).
Таблица 1 - Площадь и причина списания посевов _по Волгоградской области, тыс. га_
Показатель Год
2003 2007 2009 2010 2012 2013 2015 2016 2018
Площадь, тыс. га 640 630 430 1218 600 286 260 300 296
Причина мороз засуха засуха засуха засуха засуха, мороз засуха засуха засуха
Валовой сбор зерна, млн т 2,80 2,87 3,41 1,54 2,47 3,00 3,01 4,64 3,78
К положительным аспектам ведения сельскохозяйственного производства в условиях недостаточного увлажнения Волгоградской области следует отнести:
- обширную территорию сельскохозяйственных угодий и возможность расширения производства;
- высокую солнечную инсоляцию и потенциал КПД ФАР;
- высокую сумму положительных и эффективных температур, что предполагает длительный вегетационный период и широкий набор культур для возделывания;
- естественные условия дезинфекции почвы от солнца, высоких и низких температур;
- щелочную среду, богатый спектр ППК и солевой режим почв для получения сильной мягкой пшеницы, стекловидной твердой пшеницы и высокобелкового фуражного зерна;
- благоприятные условия для вызревания возделываемых культур, процесса уборки и длительного хранения полученной продукции.
Наблюдающиеся довольно часто сильнейшие засухи (1873, 1875, 1891, 1921, 1932 гг.), черные бури 1928 г., жестокие засухи последних десятилетий (1972, 1975, 1984, 1986, 2010, 2012 гг.) и проявление дефляции в 2015 г. требовали поиска путей снижения негативного воздействия неблагоприятных погодных условий на урожайность возделываемых культур.
Над этой проблемой много лет работали ученые нашей страны, разработавшие идеологию и методологию ведения земледелия в засушливых условиях. В связи с этим уместно вспомнить подходы и высказывания ученых-классиков к проблеме нивелирования воздействия засух, развития земледелия в южных провинциях и особенно решению проблемы совершенствования обработок почвы.
Александр Васильевич Советов (1826-1901) писал: «Земледелие, растениевод-
ство, животноводство и хозяйственная деятельность человека неразрывны, и нарушение хотя бы одного звена несет беду всему хозяйству страны». Стебут Иван Александрович (1833-1923) изучил и описал приемы известкования, гипсования и обработки почв, организовал первое опытное поле и агрономическую лабораторию. Климент Аркадьевич Тимирязев (1843-1920) напоминал, что следует создавать засухоустойчивые растения, улучшать их питание, вести борьбу с сорной растительностью, создавать лесные угодья, сокращать непроизводительные расходы влаги. Вильямс Василий Робертович (1863-1939) придавал большое значение организации сельскохозяйственной территории и структуре почвы. Тулайков Николай Максимович (1875-1938), идеолог системы сухого земледелия, делил культуры по группам водопотребления, разработал приемы накопления влаги и рационального ее использования, настаивал на широком разнообразии культур в структуре посева, много писал и размышлял о чистых и занятых парах, пропагандировал рациональность в обработках почвы. Гедройц Константин Коэтанович (1872-1932) разработал и научно обосновал способы мелиорации почв. Докучаев Василий Васильевич (1846-1903) пришел к выводу, что засуха - явление не климатическое, а почти исключительно почвенно-ландшафтное, поэтому им предложено создание лесных полос и конструирование продуктивных ландшафтов. Большой вклад в развитие регионального земледелия и теорию обработок почвы внесли волгоградские ученые: Ф.К. Лангельд, К.Г. Шульмейстер, А.Н. Сухов, В.В. Захаров и другие.
В земледелии система основной обработки почвы всегда считалась основой формирования любой технологии возделывания сельскохозяйственных культур и, следовательно, системы земледелия. В зонах недостаточного увлажнения основная обработка почвы закладывает основу влагонакопления и ее сбережения. Различают виды обработок по способу рыхления (вспашка, чизелевание, рыхление без оборота пласта, дискование, культивация), по глубине обрабатываемого слоя почвы (глубокая, мелкая, поверхностная, без обработки) [3, 5-9].
По данным Нижне-Волжского НИИСХ обработка почвы занимает до 40% производственных затрат и сильно различается по расходу ГСМ на единицу площади по способам ее проведения. При классической отвальной обработке плугом с предплужниками расходуется 60-70 л/га дизельного топлива. Почвозащитная глубокая обработка (КПГ-2х150, чизель, стойки СИБИМЭ) требует 45-50 л/га дизтоплива, почвозащитная мелкая (КПШ-9) - 30-35 л/га, поверхностная мелкая (БДМ, БДТ) - 28-26 л/га, Strip-till, когда обрабатываются узкие полоски почвы - 26-30 л/га, прямой посев без предварительной обработки и сплошной обработкой почвы на глубину заделки семян во время сева (СЗС-2,1) - 15-20 л/га. При систематическом прямом посеве (много лет подряд почва вообще не обрабатывается) дизтоплива и других нефтепродуктов не расходуется.
Большую позитивную роль в формировании и трансформации обработок почвы в области сыграла «Система ведения земледелия в засушливых условиях», утвержденная в 1986 г. на выездной сессии ВАСХНИЛ. В результате усилий ученых и практиков в Волгоградской области с 1960 г., когда на 79,0% пашни проводилась глубокая отвальная обработка, она к 2020 г. трансформировалась в почвозащитную без оборота пласта (7,1 %), мелкую поверхностную (72,0%) и «систематический прямой посев», когда почва не обрабатывается (5,3%) (таблица 2).
Таблица 2 - Динамика изменений в объемах работ по видам обработок почвы _в Волгоградской области, %_
Вид обработки Год
1960 1980 2000 2020
Глубокая отвальная 79,0 58,3 27,4 15,6
Плоскорезная 4,0 17,7 13,2 7,1
Поверхностная мелкая 17,0 24,0 58,2 72,0
Систематический прямой посев — — 1,2 5,3
В настоящее время в области на 600-800 тыс. га проводится отвальная вспашка, на 320-380 тыс. га - плоскорезная обработка, на 3240 тыс. га - мелкая поверхностная и 220-260 тыс. га пашни возделывается по технологии прямого посева, где почва не обрабатывается.
В результате внедрения научных разработок в производство, особенно оптимизации обработок почвы, в Волгоградской области достигнуты высокие показатели в производстве сельскохозяйственной продукции. Продуктивность зерновых культур выросла в 1,8-2,1 раза, а передовые хозяйства стали собирать 3-4 т/га зерна в зоне светло-каштановых почв и 4-6 т/га - в зоне черноземных почв. Выход зерна на 1 мм осадков вырос в 2,5 раза и составляет 8,0-10,0 кг.
В Октябрьском, Котельниковском, Калачевском, Клетском, Новоаннинском и Серафимовичском районах ежегодные валовые сборы зерна равен более 200 тыс. т со средней урожайностью 2,8-3,2 т/га. Валовой сбор зерна в области стабилизировался на уровне 4,0-5,0 мл. т, составив в 2016 г. 4,6 млн т, в 2017 г. - 5,7 млн т; в 2019 г. - 4,6 млн т; в 2020 г. - 5,1 млн т. Валовой сбор подсолнечника в эти годы находился на уровне 0,8-1,0 млн т, овощей производилось более 1,0 млн т.
Вместе с тем в области обозначились новые проблемы в земледелии, такие как монополия озимой пшеницы и подсолнечника в структуре посевов; в обработке почвы сделан акцент на мелкую и поверхностную обработки; отметился рост объемов применения химических средств защиты растений на площади 2,0-2,8 млн га.
В результате перехода экономики страны на рыночные отношения произошли существенные изменения в структуре посевных площадей. Озимые культуры стали возделывать на площади 1,4-1,6 млн га, посевы подсолнечника увеличились с 3,6 до 14,3%, доля яровых зерновых культур снизилась с 25,0 до 10,7%, кормовых культур - с 20,1 до 1,8%. Площадь чистых паров первоначально выросла с 7 до 23%, затем до 33% на севере и 50% на юге области. Сократились площади под культурами, восстанавливающими плодородие почвы: многолетних трав - с 650 до 120 тыс.га, зернобобовых культур - со 150 до 50 тыс. га, или в 5 раз. Все это привело к существенному нарушению предлагаемого учеными баланса между озимыми и яровыми культурами, яровыми зерновыми и пропашными культурами.
Из-за снижения плодородия почвы, проявляющихся засух и пыльных бурь сельхозтоваропроизводителям пришлось сокращать площади посева. В областной отчетности появилась строка «пашня вне обработки», составляющая 1,3 млн га, или 21,4%, от общей площади пашни.
В ответ на эти вызовы аграрной наукой области разработаны адаптивно-ландшафтная система земледелия и проект «О трансформации малопродуктивной и неиспользуемой пашни в другие виды угодий по районам области». Предложено 669,2
тыс. га пахотных земель трансформировать в 375,4 тыс. га пастбищ, 286,2 тыс. га залежи и 7,5 тыс. га отвести под консервацию. В результате структура сельскохозяйственных угодий области стала выглядеть следующим образом: пашня - 3,5 млн га (42%), сенокосы и пастбища - 4,7 млн га, или 58%. Рекомендовано довести долю многолетних трав в структуре посева до 9-16%, кормовых - до 14%, зернобобовых - до 10%, озимые должны занимать 20-35% площади, сидераты - 5-12%, кукуруза на зерно - до 10%.
В последние годы в Волгоградской области все шире начала применяться технология возделывания сельскохозяйственных культур без обработки, называемая систематическим прямым посевом или технология No-till. В настоящее время по данной технологии работает более 20 коллективных и фермерских хозяйств в девяти районах области на общей площади порядка 220-260 тыс. га. Для работы по этой технологии сельхозтоваропроизводители используют системы машин как отечественного, так и зарубежного производства.
К объективным факторам привлекательности технологии прямого посева следует отнести следующее:
- на смену металлоемким, энергозатратным тракторам и сельхозмашинам пришел новый парк высокопроизводительных и комбинированных машин и агрегатов зарубежного (Амазонэ, Селфорд, Морис, Бурго, Джон-Диер, Хальтценбихлер, Кручинели, Вэд-ерштадт и др.) и отечественного (Обь, Томь, Кузбасс) производства, обеспечивающих посев семян и заделку удобрений в необработанную почву за один проход агрегата по полю (р
Рисунок 1. Всходы кукурузы на зерно, возделываемой по технологии прямого посева в ООО «Большой Морец» Еланского района
- появились гербициды нового поколения сплошного и избирательного действия, стимуляторы роста, биопрепараты, микроудобрения, инсектициды, фунгициды и удобрительные комплексы, что существенно изменило технологии возделывания полевых культур;
- существенно увеличилась эффективность защиты почв от дефляции и водной эрозии, что положительно скажется на почвенном плодородии и урожайности возделы-
ваемых культур;
- на фоне роста цен на энергоносители, удобрения и другие материально-технические ресурсы, используемые в сельскохозяйственном производстве, снижается их потребление, что уменьшает себестоимость производимой продукции.
В настоящее время в регионе имеется положительный опыт применения технологии прямого посева во многих хозяйствах. В первую очередь это АО «Усть-Медведицкое» Серафимовичского, ИП (КФХ) Шкарупелова С.В. Киквидзенского, АО «Раздолье» Котовского, ООО «Содружество Регион» и ООО «Гелио-Пакс» Еланского районов и др. Вместе с тем увеличение площади возделывания сельскохозяйственных культур по этой технологии происходит очень медленно. Причина тому - целый ряд сдерживающих факторов, к которым относится следующее:
1. Проблема получения всходов озимых зерновых культур при посеве по непаровым предшественникам, особенно при засушливом лете и осени.
2. Возросшие требования к технологической дисциплине и интенсификации аг-ротехнологий, что не всегда под силу отдельному товаропроизводителю, особенно со слабой капитализацией.
3. Отсутствуют научно обоснованные рекомендации по технологии возделывания полевых культур в системе прямого посева, подбору и эффективному использованию посевных агрегатов и комплексов для посева семян и внесения удобрений в необработанную почву и др.
Заключение. Трансформация видов обработки почвы в регионе имеет ярко выраженный тренд в сторону мелкой, поверхностной и прямого посева.
Прямой посев содержит ряд технологических и экономических преимуществ, следовательно, и право на творческое его применение в условиях Волгоградской области и других регионах Нижнего Поволжья.
Перспектива развития аграрного сектора Волгоградской области состоит в освоении Адаптивно-Ландшафтной системы земледелия и использовании ресурсовлагосбе-регающих технологий возделывания сельскохозяйственных культур, в том числе технологии прямого посева, позволяющих стабилизировать плодородие почвы, нивелировать и остановить эрозионные процессы, обеспечить получение стабильно высоких урожаев, сформировать сбалансированные агролесоландшафты.
Литература
1. Агроклиматический справочник по Волгоградской области. - Л.: Гидрометеоиздат, 1967. 143 с.
2. Природные условия и ресурсы Волгоградской области. - Волгоград: Перемена.1996. 264 с.
3. Сухов А.Н. и др. Системы земледелия Нижнего Поволжья. - Волгоград. 2007. 344 с.
4. Сажин А.Н. Природно-климатический потенциал Волгоградской области. - Волгоград. 1993. 28 с.
5. Шульмейстер К.Г. Избранные труды в 2-х томах. - Волгоград. 1995. 480 с.
6. Бараев А.И. Теоретические основы почвозащитного земледелия. - М.: Колос. 1975. 304 с.
7. Мальцев Т.С. Вопросы земледелия. - М.: Колос. 1971. 391 с.
8. Овсинский И.Е. Новая система земледелия. - С-Петербург. 1902. 325 с.
9. Орлова Л.В. и др. Научно-практическое руководство по освоению и применению сберегающего земледелия. - Самара. 2006. 169 с.
References
1. Agroclimatic reference book in the Volgograd region. - L.: Gidrometeoizdat, 1967.143 p.
2. Natural conditions and resources of the Volgograd region. - Volgograd: Peremena. 1996. 264 p.
3. Sukhov A.N. et al. Farming systems of the Lower Volga region. - Volgograd. 2007. 344 p.
4. Sazhin A.N. Natural and climatic potential of the Volgograd region. - Volgograd. 1993. 28 p.
5. Shulmeister K.G. Selected works in 2 volumes. - Volgograd. 1995. 480 p.
6. Baraev A.I. Theoretical foundations of soil conservation agriculture. - M.: Kolos. 1975. 304 p.
7. Maltsev T.S. Agriculture issues. - M.: Kolos. 1971. 391 p.
8. Ovsinsky I.E. New farming system. - St. Petersburg. 1902. 325 p.
9. Orlova L.V. et al. Scientific and practical guidance on the development and application of conservation agriculture. - Samara. 2006.169 p.
Беляков Александр Михайлович, доктор сельскохозяйственных наук, профессор, главный научный сотрудник лаборатории агротехнологий и систем земледелия в агролесоландшафтах, Федеральный научный центр агроэкологии, комплексных мелио-раций и защитного лесоразведения Российской Академии наук, Россия, 400062, г. Волгоград, пр-т Университетский, 97, E-mail: dokbam@mail.ru, тел.: 8(927)255-16-74.
Belyakov Aleksandr Mikhailovich, Doctor of Agricultural Sciences, Professor, Chief Researcher of Laboratory of Agricultural Technologies and Farming Systems in Agriculture-Forest Landscapes, Federal Scientific Centre of Agroecology, Complex Melioration and Protective Afforestation of the Russian Academy of Sciences, Russia, 400062, Volgograd, Uni-versitetsky Ave., 97, E-mail: dokbam@mail.ru, 8(927)255-16-74.
