CC BY
0
в/
doi: 10.24412/0044-3913-2024-4-19-24 УДК 551.58:631.58:633.1 (470.40/43)
Влияние климата и погодных условий на урожайность зерновых культур в засушливых условиях Поволжья
О. И. ГОРЯНИН, доктор сельскохозяйственных наук, главный научный сотрудник (e-mail: gorjanin.oleg@mail.ru)
Самарский научно-исследовательский институт сельского хозяйства имени Н. М. Тулайкова - филиал Самарского федерального исследовательского центра РАН, Карла Маркса, 41, пос. Безенчук, Безенчукский р-н, Самарская обл., 446254, Российская Федерация
Исследования проводили с целью выявления трендов изменения климатических условий за 120-летний период, влияния погоды на урожайность зерновых культур и целесообразности применения средств интенсификации при их возделывании в засушливых условиях Поволжья. Опыты выполняли в 2000-2023 гг. на чернозёме обыкновенном в зернопаропропашном севообороте. Изучали различные варианты технологий возделывания зерновых при разных сроках начала вегетации (ранний, средний, поздний). За годы исследований в регионе произошло существенное потепление холодного периода года (сентябрь-апрель) и нарастание арид-ности в тёплый период (май-август). Выявлена значимая обратная связь между урожайностью озимой пшеницы и температурой воздуха во время кущения - колошения (r= -0,54...-0,56). Максимальные в опыте средняя урожайность зерна озимой пшеницы (4,03 т/га) и средняя прибавка от применения азотных удобрений (0,40 т/га) отмечены при раннем начале вегетации. При позднем сроке из-за увеличения температуры воздуха в критические по влагообеспе-ченности фазы урожайность снижалась относительно раннего в 2раза, прибавка от удобрений составила 0,27 т/га. В посевах ячменя и яровой твёрдой пшеницы не отмечали существенного изменения урожайности при раннем и среднем начале вегетации. Сбор зерна яровой пшеницы в наибольшей степени зависел от суммы осадков в период всходы - колошение (r=0,70...0,72). Урожайность ячменя тесно сопряжена с относительной
влажностью воздуха во время окончания кущения - колошения (г=0,82). Позднее начало вегетации способствовало снижению урожайности ячменя в 1,2...1,8 раз, по сравнению с более ранним. Выявленные тенденции подтверждают целесообразность посева яровых зерновых в предельно ранние сроки и внесения азотных удобрений под зерновые при раннем и среднем начале вегетации.
Ключевые слова: климат, погода, тенденции, технологии, зерновые культуры, урожайность, связь.
Для цитирования: Горянин О. И. Влияние климата и погодных условий на урожайность зерновых культур в засушливых условиях Поволжья // Земледелие. 2024. № 4. С. 19-24. бо1: 10.24412/0044-39132024-4-19-24.
На сегодняшний день основные условия развития растениеводства: востребованность, эффективность и стабильность урожаев производимой продукции. Доказано, что эффективность возделывания полевых культур во многом повышает ресурсосбережение [1, 2]. Многочисленными исследованиями в стране и за рубежом установлена приоритетность технологии прямого посева в засушливых условиях при возделывании зерновых культур, которая обеспечивает сокращение трудовых и материальных затрат и сохранение почвенного плодородия, по сравнению с применением ежегодной зяблевой вспашки [3, 4, 5].
Решение вопросов растениеводства осложняется из-за наблюдаемых локальных и глобальных изменений климата. При этом в засушливых условиях погода - это основной фактор, влияющий на урожайность сельскохозяйственных культур [6, 7, 8].
Многочисленные наблюдения свидетельствуют о повсеместном потеплении, однако интенсивность его в различных регионах и периодах сельскохозяйственного года не однозначна [9, 10, 11]. По сумме осадков нет единых тенденций, отмечаются различные тренды изме-
ПОЛЕВОДСТВО И ЛУГОВОДСТВО
нения их количества по периодам и в целом за год [8, 12, 13]. В связи с этим предложены различные методики и модели прогноза изменения климата [14, 15, 16]. Поэтому для определения направлений развития растениеводства в конкретном регионе необходимо изучить тренды изменения погодных условий, что позволит в дальнейшем планировать применение технологий и операций возделывания полевых культур [6, 8, 17].
Цель исследований - выявление трендов изменения климатических условий, влияния погоды на урожайность зерновых и определение на их основании целесообразности применения средств интенсификации при возделывании изучаемых культур в засушливых условиях Поволжья.
Изучение тенденций изменения климата за 1904-2023 г. проводили на основе данных Безенчукской метеостанции (агрологическая станция АЭ) Безенчук ФГБУ «Приволжское УГМС», расположенной в типичных условиях засушливого Поволжья.
Температуру и относительную влажность воздуха, количество осадков определяли общепринятыми методами, гидротермический коэффициент (ГТК) - по Селянино-ву. Сумму осадков за анализируемый период на метеостанции, как и повсеместно в России, измеряли при помощи двух методик: дождемером с защитой Нифера и осад-комером Третьякова. Для корректировки измерения дождемером с защитой Нифера до 1952 г. приведены к показаниям осадкомера Третьякова.
Данные по технологиям возделывания зерновых культур взяты за четыре ротации зер-нопаропропашного севооборота (2000-2023 гг.) на чернозёме обыкновенном в стационарном опыте отдела земледелия Самарского НИИСХ - филиала СамНЦ РАН. Севооборот имел следующее чередование культур: чистый пар - озимая мягкая пшеница - соя - яровая твёрдая пшеница - ячмень - подсолнечник. В пахотном слое почвы опыта содержание гумуса составляло 4,0...4,5 %, гидролизуемого азота - 60.70 мг/кг, подвижных форм фосфора и калия (по Чирико-ву) - соответственно 170.200 мг/кг и 180.200 мг/кг почвы.
Повторность опыта 3-х кратная, общая площадь делянки - 550 м2, учетная - 210 м2, размещение - систематическое. При возделывании
Ы (D 3 ь
(D д
(D Ь 5
(D
-Ь 2 О м -ь
1. Изменения среднесуточной температуры воздуха по периодам вегетации за 120-летний период, 0С
Период вегетации
Год май- апрель- май- сентябрь- декабрь- сентябрь-
август май июнь апрель февраль август
1904-1933 18,9 9,9 17,2 -2,9 -12,1 4,4
1934-1963 18,7 10,0 17,0 -3,1 -12,2 4,2
1904-1963 18,8 10,0 17,1 -3,0 -12,2 4,3
1964-1993 18,4 10,8 17,0 -1,9 -10,8 4,8
1993-2023 19,4 11,6 17,6 -0,9 -9,3 5,9
1964-2023 18,9 11,2 17,3 -1,4 -10,1 5,4
1904-2023 18,9 10,6 17,2 -2,2 -11,1 4,8
Уравнение линии Y=0,0448x* Y=0,1958x Y=0,0605x Y=0,2381x Y=0,3325x Y=0,1678x
тренда по десяти- + 18,592 +9,273 + 16,815 -3,7561 -12,253 +3,7258
летиям
Среднее измене- 0,041 0,179 0,055 0,074 0,688 0,153
ние за 10 лет
«í сч о
СЧ
«а-
о
s ^
ш
4
ш ^
5
о СО
*x - нумерация десятилетий (от 1 до 12).
зерновых культур изучали четыре варианта технологии: вспашка + защита растений (контроль); вспашка + защита растений + минеральные удобрения; дифференцированная обработка + защита растений; дифференцированная обработка почвы + защита растений + минеральные удобрения.
Зяблевую вспашку проводили под все культуры севооборота. Дифференцированная обработка почвы предусматривала рыхление на 25...27 см ПЧ-4,5 под подсолнечник и сою; под чистый пар - без осенней обработки; под ячмень и яровую пшеницу - прямой посев. Для защиты растений осуществляли протравливание семян(Раксил, Ламадор, Сценик Комби), обработку гербицидами в период вегетации (2,4 Д, Калибр, Прима, Секатор турбо) и инсектицидами (Карате, Фастак, Децис Профи, Брейк) при превышении экономического порога вредоносности. Система минеральных удобрений под подсолнечник и сою предусматривала внесение азофоски (NPK)15; под ячмень и яровую пшеницу - аммиачной селитры N40 перед посевом; весеннюю подкормку озимой пшеницы аммиачной селитрой N40. Удобрения вносили сеялкой СЗ-3,6, биопрепараты и агрохи-микаты - опрыскивателем ОН-400. Уборку проводили комбайном Сам-по-500 или Сампо-130.
Результаты наблюдений обрабатывали методами дисперсионного и корреляционного анализов с использованием компьютерной программы AGROS ver. 2.09.). Коэффициенты корреляции, значимые на 5 % уровне обозначали «*», на 1 % уровне - «**». Уравнения линии тренда рассчитывали в программе Microsoft Exsel 2010.
В результате анализа климатических условий за 120-летний период выявлены различные линии трендов их уравнений и связи погодных условий с урожайностью зерновых культур. Установлено существенное повышение среднесуточной
температуры воздуха за большинство исследуемых периодов сельскохозяйственного года в регионе. Рост температуры воздуха наблюдали с семидесятых годов прошлого столетия, а в последнее тридцатилетие (1993-2023 гг.) его интенсивность значительно увеличилась (табл. 1).
Так, при мониторинге за сельскохозяйственный год наблюдали существенное колебание среднегодовой температуры от 1,9 0 С в 1941 г. до 8,0 0 С в 2016 г. Согласно уравнению линии тренда, температура за десятилетие возрастала в среднем на 0,153 0 С. При сравнении температуры по тридцатилетним временным промежуткам в третьем, по сравнению с первыми двумя, она повысилась на 0,4...0,6 0 С (9,1...14,3%). За четвёртое тридцатилетие тем пература воздуха, по сравнению со средними значениями в 1904-1963 гг., увеличилась на 1,6 0 С (37,2 %), а относительно третьего тридцатилетнего периода - на 1,1 0 С (22,9 %).
Из анализируемых периодов года наибольшее потепление выявлено за зимние месяцы. При этом скорость повышения температуры составила 0,688 0 С/10 лет, что значительно снизило возможность гибели озимых культур от вымерзания и способствовало существенному увеличению площадей ози-
мой пшеницы в регионе. Например, за вторую половину 120-летнего периода наблюдений, по сравнению с первой, температура воздуха за декабрь - февраль возросла на 2,1 0 С (20,8 %). В последние годы средняя температура за три зимних месяца составляет -9,3 0 С, что на 1,5 0 С (16,1 %) выше установленной в третьем временном промежутке и на 2,9 0 С (31,2 %) - первой половины 120-летнего периода.
В целом за сентябрь-апрель, главным образом из-за зимних месяцев, также выявлено существенное потепление климата в среднем за десять лет на 0,074 0 С. На сегодняшний день температура за этот период сельскохозяйственного года составляет -0,9 0 С, что на 1,0 0 С (111,1 %) выше, чем за третий тридцатилетний временной промежуток и на 2,1 0 С (или в 3,3 раза) - первой половины 120-летнего периода.
Температура воздуха в тёплый период (май-август) повысилась незначительно - в среднем на 0,041 0 С/10 лет. По данным мониторинга за четвёртый тридцатилетний временной промежуток (1993-2023 гг.), по сравнению с тремя прошлого столетия, наблюдали её рост на 0,5.1,0 0 С (2,6.5,4 %). При этом в качестве положительного момента для развития озимых культур следует отметить существенное потепление за апрель-май (в фазе кущение -начало колошения). Так, температура воздуха в среднем за два весенних месяца составляла 11,6 0 С, что на 0,8.1,7 0 С (7,4.17,2 %) выше величин, установленных за первые три тридцатилетних промежутка прошлого столетия.
При анализе температуры воздуха за май-июнь (фаза яровых зерновых всходы - начало колошения) скорость потепления отмечена минимальной из наблюдаемых периодов года - 0,055 0 С/10 лет. На сегодняшний день, по сравнению с тремя тридцатилетними промежутками времени прошлого столе-
2. Изменения количества осадков по периодам вегетации за 120-летний период, мм
Период вегетации
Годы май-август апрель-май май-июнь сентябрь-апрель декабрь-февраль сентябрь-август
1904-1933 176,8 72,1 85,9 279,8 86,9 456,6
1934-1963 166,0 67,4 76,1 252,3 84,4 418,3
1904-1963 171,4 69,8 81,0 266,1 85,7 437,5
1964-1993 184,4 60,9 83,3 269,9 96,8 454,3
1993-2023 153,3 61,2 79,3 284,3 106,7 437,7
1964-2023 168,9 61,1 81,3 277,1 101,8 446,0
1904-2023 170,1 65,4 81,2 271,6 93,8 441,8
Уравнения ли- Y=-1,6441 Y=-1,1822 Y=-0,6105 Y=1,8318x Y=2,5252x Y=0,1878x
нии трендов по x* +180,82 x +73,059 x +85,152 +259,67 +77,186 +440,49
десятилетиям
Среднее изме- -1,644 -1,083 -0,559 1,831 2,314 0,172
нение за 10 лет
*x - нумерация десятилетий (от 1 до 12).
тия, среднесуточная температура воздуха повысилась незначительно - на 0,4.0,6 0 С (2,3.3,5 %), однако это способствует ухудшению условий роста и развития яровых зерновых, по сравнению со температурой в 1904-1993 гг.
При анализе количества осадков по периодам сельскохозяйственного года установлены как положительные, так и отрицательные линии трендов (табл. 2).
В целом за сельскохозяйственный год выявлена практически прямая линия тренда. Количество осадков за 120-летний период увеличилось всего на 2,06 мм (0,5 %) или на 0,172 мм в среднем за 10 лет.
В последние годы среднее количество осадков за год составляет 437,7 мм, что находится на уровне величин, установленных в первой половине 120-летнего периода наблюдений и на 16,6 мм (3,8 %), меньше выявленных в третьем анализируемом тридцатилетнем временном промежутке, наиболее благоприятном для роста и развития зерновых культур.
Как и по температуре воздуха, положительным моментом для развития зерновых культур, особенно озимых, служит увеличение количества осадков за зимние месяцы, что способствует накоплению хороших и отличных запасов продуктивной влаги (150.200 мм) к началу весенних полевых работ. По данным уравнения линии тренда за 120-летний период количество осадков возросло на 27,78 мм, или на 2,314 мм в среднем за десять лет.
Во второй половине 120-летнего периода, по сравнению с первой, количество осадков за декабрь-февраль увеличилось на 16,1 мм (18,8 %). В последнее время средняя сумма осадков за три зимних месяца составляла 106,7 мм, что на 9,9 мм (10,2 %) выше, чем в третьем временном промежутке и на 21,0 мм (24,5 %) - первой половины 120-летнего периода.
Из-за роста количества осадков в зимние месяцы за сентябрь-апрель также выявлены незначительные положительные тенденции при среднем их увеличении на 1,831 мм/10 лет. В последнее тридцатилетие количество осадков составляло 284,3 мм, что на 14,4 мм (5,3 %) выше величин за третий временной промежуток и на 18,2 мм (6,8 %) - первой половиной 120-летнего периода.
В тёплый период года (май - август) наблюдали обратные тенденции, по сравнению с холодным. По данным уравнения линии тренда количество осадков за 120 лет снизилось на 19,729 мм, или на 1,644 мм/10 лет. Существенное снижение величины показателя
произошло в последнем тридцатилетии, которое по сравнению с тремя периодами прошлого столетия составило 12,7.31,1 мм (8,3.20,3 %).
Уменьшение суммы осадков в критические по влагообеспечен-ности фазы развития озимых культур (апрель-май) на 8,6 мм (14,1 %) в связи с увеличением запасов продуктивной влаги, накопленных за осенне-зимний и ранне-весенний период и оптимальной температурой воздуха не привело к значительному ухудшению условий их развития.
При анализе количества осадков за май-июнь (фаза яровых всходы - начало колошения), установлено не значимое их снижение со скоростью -0,559 мм/10 лет. По сравнению с первой половиной 120-летнего периода исследований, сумма осадков в среднем за 19932023 гг. сократилась на 1,7 мм (2,1 %), относительно третьего тридцатилетия - на 4,0 мм (5,0 %), однако в совокупности с увеличением температуры воздуха это способствовало существенному ухудшению условий для роста и развития яровых зерновых культур, особенно пшеницы.
Произошедшее изменение климата требует совершенствования структуры посевных площадей, отдельных технологических операций, приёмов и способов применения средств интенсификации, создания и внедрения новых сортов для повышения эффективности и устойчивости производства зерна.
Установлено не только повышение температуры и влажности воздуха, количества осадков, гидротермического коэффициента (ГТК), но и увеличение продолжительности вегетационного периода. За последние 24 года среднее наступление начала весенней вегетации культур по данным Безенчук-ской АЭ приходится на 12 апреля. На основании этого для выявления влияния начала вегетации на урожайность зерновых культур анализируемые годы весенне-летней вегетации (2000.2023 гг.) разбили на три группы. В первую входи-
ли годы с ранним началом вегетации с 30.03 по 9.04 (2000, 2002, 2007, 2008, 2013, 2016, 2020, 2022 и 2023 гг.), во вторую - со средним - с 10 по 14.04 (2001, 2004, 2009, 2012, 2014, 2017 и 2021 гг.) и в третью - с поздним - с 15 по 22.04 (2003, 2005, 2006, 2010, 2011, 2015, 2018 и 2019 гг.).
Основной зерновой культурой в регионе служит озимая мягкая пшеница. При анализе её урожайности установлено, что в среднем за 24 года её величина не зависела от способов основной обработки почвы (2,82.2,89 т/га) и существенно увеличивалась в зависимости от удобрений (табл. 3).
Прибавка от весенней подкормки аммиачной селитрой в среднем составила 0,30.0,39 т/га (10,4.13,8 %).
При анализе влияния погодных условий (температуры и относительной влажности воздуха, количества осадков и ГТК) на урожайность культуры установлено, что её величина в вариантах с применением удобрений на 1 % уровне сопряжена со средней температурой воздуха в мае, мае - июне и ГТК за май. В первом случае выявлена обратная связь при коэффициенте корреляции -0,56**, во втором -прямая (г=0,55**). В вариантах без применения удобрений зафиксирована максимальная в опыте связь урожайности (г= -0,54**) с температурой воздуха а мае. С температурой воздуха в мае - июне и ГТК (май) сопряжённость между признаками снижалась до 5 % уровня значимости (г= -0,51.0,51*).
В годы с ранним началом вегетации при средних значениях температуры воздуха, ГТК в мае 14,4 0 С и 0,82 соответственно и достаточных запасах продуктивной влаги достигнута максимальная в исследовании средняя урожайность зерна - 3,72.4,24 т/га. При этом установлены значительные колебания по величине показателя в семи из девяти годов, в пределах 3,00.7,75 т/га. В 2007 и 2008 гг. сбор зерна зафиксирован ниже средне-многолетнего - 1,52.1,91 т/га, что связано с засухой сильной интен-
3. Влияние технологий возделывания на урожайность озимой пшеницы в зависимости от срока начала весенней вегетации (среднее за 2000-2023 гг.), т/га
Технология
Срок начала вегетации вспашка + защита растений (контроль) вспашка + защита растений + минеральные удобрения дифференцированная обработка + защита растений дифференцированная обработка почвы + защита растений + минеральные удобрения Среднее НСР05
Ранний 3,93 4,24 3,72 4,21 4,03 0,17
Средний 2,78 3,13 2,78 3,15 2,96 0,18
Поздний 1,82 2,08 1,88 2,15 1,98 0,13
Среднее 2,89 3,19 2,82 3,21 3,03 0,16
(О Ф
Ш, ь
Ф
д
ф
ь
Ф
-Ь
О м -ь
4. Влияние технологии возделывания на урожайность яровых зерновых культур в зависимости от начала весенней вегетации (среднее за 2000-2023 гг.), т/га
Срок начала вегетации Технология Среднее НСР05
вспашка + защита растений (контроль) вспашка + защита растений + минеральные удобрения дифференцированная обработка + защита растений дифференцированная обработка почвы + защита растений + минеральные удобрения
Яровая пшеница
Ранний 2,06 2,25 1,92 2,15 2,10 0,14
Средний 2,07 2,25 1,99 2,22 2,13 0,09
Поздний 1,32 1,49 1,41 1,61 1,46 0,15
Среднее 1,78 1,96 1,75 1,96 1,86 0,13
Яровой ячмень
Ранний 2,64 2,97 2,57 2,92 2,78 0,16
Средний 2,58 2,82 2,46 2,92 2,70 0,15
Поздний 1,64 1,80 1,71 1,91 1,77 0,18
Среднее 2,33 2,57 2,29 2,64 2,46 0,16
сч о
СЧ
«а-
о ^
Ф
4
Ф ^
5
ш СО
сивности при ГТК (май) - 0,20.0,22. Средняя прибавка от весенней подкормки при традиционной технологии отмечена на уровне средней за годы опыта - 0,31 т/га (7,9 %), при ресурсосберегающей технологии она увеличивалась до максимальной в опыте - 0,49 т/га (11,1 %).
При среднем начале вегетации растений озимой пшеницы, по сравнению с первой группой лет, температура воздуха в мае увеличивались до 16,3 0 С, ГТК за этот месяц снижался до 0,68. Ухудшение погодных условий, по сравнению с ранним началом вегетации способствовало значительному снижению урожайности зерна до 2,78.3,15 т/га, или на 33,8.34,6 %. При этом колебания показателя по годам были менее значимыми и составили 1,80.4,10 т/га. Наблюдали достоверную среднюю прибавку от весенней подкормки, которая изменялась не существенно в зависимости от изучаемых технологий и составляла 0,35.0,37 т/га (12,5.13,3 %) относительно вариантов без удобрений.
При позднем начале вегетации температура воздуха и ГТК за май практически не изменялись, по сравнению с погодными условиями в годы со средним началом вегетации, и составили 16,3 0 С и 0,66 соответственно. Однако повышенный температурный режим с начала весеннего кущения в эти годы ухудшил условия роста и развития растений, что привело к существенному снижению урожайности зерна, по сравнению с двумя первыми группами лет на 0,63.2,42 т/га до уровня 1,82.2,15 т/га. В этих условиях достигнута наименьшая в опыте средняя прибавка урожайности от весенней подкормки, которая также существенно не изменялась в зависимости от технологий обработки почвы и составила 0,26.0,27 т/га (14,3...14,4%) по отношению к вариантам технологий
без удобрений.
В последние годы самой рентабельной полевой культурой служит яровая твёрдая пшеница [1]. При анализе её урожайности выявлено, что в среднем за годы исследований её величина, также как и озимой,не зависела от способов основной обработки почвы и существенно увеличивалась при внесении удобрений, варьируя от 1,75 до 1,96 т/га (табл. 4).
Внесение азотных удобрений обеспечивало увеличение урожайности яровой пшеницы в меньшей степени, чем озимой на 0,18.0,21 т/га (10,1.12,0 %).
При анализе влияния факторов погоды на урожайность культуры выявлено, что её величина в вариантах опыта в наибольшей степени зависела от количества осадков в период май - июнь (всходы - колошение). Коэффициент корреляции в этом случае составил 0,70.0,72**. Отмечена значимая на 1 %-м уровне связь урожайности и температуры воздуха в июне (кущение - колошение) при г= -0,64.-0,65**, ГТК за июнь и май - июнь (г=0,63.0,66**) и относительной влажности воздуха в июне (г=0,66**).
В варианте раннего начала вегетации при среднем количестве осадков за май-июнь (74,4 мм) и хороших запасах продуктивной влаги сбор зерна пшеницы отмечен выше среднемноголетнего на 0,24 т/га (12,9 %). При этом выявлены значительные колебания урожайности в зависимости от влагообеспечен-ности от 1,06 до 4,10 т/га. Прибавка от внесения азотных удобрений отмечена на уровне среднемноголет-них значений, при реализации традиционной технологии - 0,19 т/га (9,2 %), при ресурсосберегающей -0,23 т/га (12,0 %).
В варианте среднего срока начала вегетации сельскохозяйственных культур благодаря увеличению количества осадков в период май -
июнь до 91,1 мм урожайность относительно раннего срока начала вегетации не снижалась и составила 1,99.2,25 т/га. При этом колебания сбора зерна по годам, как и на озимой пшенице, отмечены менее значимыми и составили 0,97.3,57 т/га. Средняя прибавка от применения азотных удобрений зафиксирована также на уровне среднемного-летних значений - 0,18.0,23 т/га (8,7.11,6 %).
При позднем начале вегетации сумма осадков за май-июнь была наименьшей - 65,9 мм. При повышенном температурном режиме с периода весеннего кущения в эти годы отмечено ухудшение условий роста и развития растений, что способствовало существенному уменьшению урожайности зерна в 1,2.1,7 раз, в сравнении с более ранними сроками начала вегетации. В этих условиях прибавка урожайности от внесения азотных удобрений также существенно не изменялась в зависимости от технологий и составила 0,17.0,20 т/га (12,9.14,2 %).
Из яровых зерновых в Самарской области наибольшие площади занимает яровой ячмень, однако не устойчивое по годам производство зерна этой культуры требует совершенствования технологии. Установлено, что в среднем за годы урожайность культуры, также как озимой и яровой пшеницы, не зависела от способов основной обработки почвы и существенно увеличивалась при использовании удобрений, изменяясь в пределах от 2,29 до 2,64 т/га (см. табл. 4).
Внесение азотных удобрений обеспечивало увеличение урожайности зерна ячменя при традиционной технологии - на 0,24 т/га (10,3 %), при ресурсосберегающей разница между вариантами увеличивалась до 0,35 т/га (15,3 %).
Сбор зерна ячменя, в отличие от озимой и яровой пшеницы, при различных способах основной обработки почвы и применения удобрений в наибольшей степени зависел от относительной влажности воздуха в июне в период окончания кущения - колошение (г=0,82**). ГТК и относительная влажность воздуха в мае -июне (всходы - колошение) при коэффициенте корреляции 0,72.0,73** и количество осадков в этот период (г=0,7.0,71 **) также были сопряжены на 1 %-м уровне с урожайностью зерна.
При раннем начале вегетации в условиях средней относительной влажности воздуха в июне 63 % и хороших запасах продуктивной влаги сбор зерна ячменя зафиксирован выше среднего на 0,32 т/га (13,0 %) - 2,57.2,97 т/га. При этом, как и в посевах пшеницы, выявлены
значительные колебания величины показателя от 1,25 до 4,50 т/га. Использование азотных удобрений способствовало росту урожайности культуры при традиционной технологии на 0,33 т/га (12,5 %), ресурсосберегающей - на 0,35 т/га (13,6 %).
При среднем начале вегетации сельскохозяйственных культур благодаря относительной влажности воздуха в июне 64 % урожайность, по сравнению с ранней вегетацией, существенно не снижалась и составила 2,46.2,92 т/га. Колебания величины показателя по годам, как и на озимой пшенице, менее значимые - от 1,85 до 4,26 т/га. В среднем прирост урожайности от применения азотных удобрений в варианте с традиционной технологией составил 0,24 т/га (9,3 %), а в ресурсосберегающей достиг максимального в опыте уровня - 0,46 т/га (18,7 %).
При позднем начале вегетации выявлена наименьшая относительная влажность воздуха за июнь 59 %. Повышенный температурный режим и низкая относительная влажность воздуха с начала весеннего кущения ухудшали условия роста и развития растений. В результате в этот период сформирована минимальная в опыте средняя урожайность зерна (1,64.1,92 т/га) - в 1,3.1,8 раза меньше, чем при первых двух сроках наступления вегетации. В эти годы прибавка от внесения азотных удобрений отмечена наименьшей -0,16.0,21 т/га (9,8.12,3 %).
Таким образом, повышение температуры на 0,153 0 С/10 лет за сельскохозяйственный год, а также нарастание аридности климата за вегетационный период, которое сопровождалось увеличением температуры воздуха на 0,041 0 С/10 лет и снижением количества осадков на 1,644 мм/10 лет, требует совершенствования структуры посевных площадей в регионе с увеличением доли в их составе озимых культур.
Установлена значимая зависимость между урожайностью озимой пшеницы и температурой воздуха в период весеннего кущения - колошения (г= -0,54.-0,56**). Максимальный в опыте сбор зерна озимой пшеницы (3,72.4,24 т/га) в сочетании с высокой отзывчивостью на азотные удобрения (прибавка 0,31.0,49 т/га) отмечен при раннем начале вегетации (до 9.04). Позднее начало весенней вегетации (после 14.04) из-за увеличения температуры воздуха в критические по влагообеспеченности фазы приводило к существенному снижению урожайности культуры до 1,82.2,15 т/га и уменьшению отзывчивости на удобрение до 0,26.0,27 т/га.
При возделывании ячменя и яровой твёрдой пшеницы не наблюдали значимого изменения урожайности (2,46.2,97 т/га и 1,92.2,25 т/га соответственно) при раннем и среднем начале вегетации. Сбор зерна яровой пшеницы в наибольшей степени зависел от количества осадков за период всходы - колошение с коэффициентом корреляции 0,70.0,72, а при возделывании ячменя тесно сопряжен с относительной влажностью воздуха в июне (конец кущения -колошение) - r=0,82. При позднем начале вегетации урожайность яровых зерновых снижалась, по сравнению с ранним и средним началом, в 1,2.1,8 раз.
Выявленные тенденции свидетельствуют о целесообразности использования раннего чистого пара и прямого посева яровых культур, внесения азотных удобрений под озимые и яровые зерновые при раннем и среднем начале вегетации.
Финансирование работы
Работа финансировалась за счет средств бюджета Федерального государственного бюджетного научного учреждения Самарский научно-исследовательский институт сельского хозяйства имени Н. М. Ту-лайкова - филиал Самарского федерального исследовательского центра РАН. Никаких дополнительных грантов на проведение или руководство данным конкретным исследованием получено не было.
Конфликт интересов
Авторы работы заявляют, что у них нет конфликта интересов.
Литература
1. Оптимизация технологических операций при возделывании полевых культур в засушливых условиях Поволжья / О. И. Го-рянин, Б. Ж. Джангабаев, Е. В. Щербинина и др. // Российская сельскохозяйственная наука. 2023. № 5. С. 34-38.
2. Сабитов М. М. Экономическая эффективность технологий возделывания культур в зернопаровом севообороте // Достижения науки и техники АПК. 2021. Т. 35. № 2. С. 13-18.
3. Rehabilitation of soil properties by using direct seeding technology / V. K. Dridiger,
A. L. Ivanov, V. P. Belobrov, et al. // Eurasian Soil Science. 2020. Vol. 53. No. 9. P. 12931301. doi: 10.1134/S1064229320090033.
4. Scientific bases of stabilization of humus in ordinary chernozem in Russia / O. I. Goryanin, A. P. Chichkin,
B. Z. Dzhangabaev, et al. // Polish journal of soil science. 2019. Vol. 52. No. 1. P. 113-128.
5. Skaalsveen K., Ingram J., Clarke L. E. The effect of no-till farming on the soil functions of water purification and retention in northwestern Europe: а literature review // Soil & Tillage research. 2019. Vol. 189. Р. 98-109.
6. Горянин О. И., Шевченко С. Н., Корчагин В. А. Тенденции изменения климата и его влияние на возделывание сельскохозяйственных культур в Среднем Заволжье // Метеорология и гидрология. 2018. № 6. С. 106-110.
7. Неверов А. А. Современные тенденции изменения климата в Оренбургской области (цикл статей по теме «Исследования методами нейросетевого анализа влияния региональных изменений климата на продуктивность агрофитоценозов») // Вестник мясного скотоводства. 2015. № 1(89). С. 117-121.
8. Савин И. Ю. О влиянии современных изменений климата на рост урожайности зерновых культур в России // Российская сельскохозяйственная наука. 2023. № 2. С. 58-62.
9. Гольдварг Б. А., Гриценко В. Г., Бок-таев М. В. Влияние изменения климата на продуктивность зерновых культур в центральной зоне Республики Калмыкия // Зерновое хозяйство России. 2019. № 2(62). С. 17-20.
10. Кошкин Е. И., Андреева И. В., Гусейнов Г. Г. Влияние глобальных изменений климата на продуктивность и устойчивость сельскохозяйственных культур к стрессорам // Агрохимия. 2019. № 12. С. 83-96.
11. Climate impacts on global agriculture emerge earlier in new generation of climate and crop models / J. Jägermeyr, C. Müller,
A. C. Ruane, et al. // Nature Food. 2021. No. 2. P. 873-885.
12. Влияние наблюдаемых изменений климата на сельскохозяйственную отрасль экономики (на примере Псковской, Смоленской и Брянской областей) / Г. Б. Пи-гольцина, В. В. Стадник, В. А. Задворных и др. // Труды Главной геофизической обсерватории им. А. И. Воейкова. 2021. № 602. С. 134-166.
13. Титкова Т. Б., Золотокрылин А. Н., Тарасова М. А. Соотношение тепла и влаги в сельскохозяйственных районах юга России в летний период при изменении климата // Метеорология и гидрология. 2023. № 9. С. 72-85.
14. Количественная оценка влияния изменений климата на продуктивность зернового производства на юге Сибири /
B. В. Алещенко, А. М. Кумратова, О. А. Але-щенко и др. // Метеорология и гидрология. 2023. № 10. С. 88-98.
15. Павлова В. Н., Каланка П., Кара-ченкова А. А. Продуктивность зерновых культур на территории Европейской России при изменении климата за последние десятилетия // Метеорология и гидрология Метеорология и гидрология. 2020. № 1. С. 78-94.
16. The ability of stratospheric climate 3
engineering in stabilizing global mean ^
temperatures and an assessment of possible л
side effects / Y A. Izrael, A. P. Revokatova, g
A. G. Ryaboshapko, et al. // Atmospheric Л
Science Letters. 2014. Vol. 15. No. 2. P. 140-148. и
(D
17. Горянина Т. А., Медведев А. М. Вли- z яние климата на урожайность и качество ю зерна сортов тритикале в Заволжье // м Аграрный научный журнал. 2019. № 12. О
C. 9-14. 4
The influence of climate and weather conditions on the yield of grain crops in the arid conditions of the Volga region
Сок 10.24412/0044-3913-2024-4-24-27 УДК 633.15:631.8
Эффективность применения на кукурузе аммиачной селитры и КАС-32 в зоне достаточного увлажнения Ставропольского края
O. I. Goryanin
Tulajkov Samara Research Agricultural Institute, Samara Federal Research Center, Russian Academy of Sciences, ul. K. Marksa, 41, pos. Bezenchuk, Bezenchukskii r-n, Samarskaya obl., 446254, Russian Federation
Abstract. The research aimed to identify trends in changes in climatic conditions over a 120-year period, the influence of weather on the yield of grain crops and the feasibility of using intensification means when cultivating them in the arid conditions of the Volga region. The experiments were performed in 2000-2023 on ordinary chernozem in grain-fallow crop rotation. We studied various options for grain cultivation technologies at different times of the beginning of the growing season (early, middle, late). Over the years of research in the region, there has been a significant warming in the cold period of the year (September-April) and an increase in aridity in the warm period (May-August). A significant inverse relationship was revealed between the yield of winter wheat and air temperature during tillering and heading (r=(-0.54)-(-0.56)). The maximum average grain yield of winter wheat in the experiment (4.03 t/ha) and the average increase from the use of nitrogen fertilizers (0.40 t/ha) were observed at the early beginning of the growing season. Later due to an increase in air temperature in phases critical for moisture supply, the yield decreased relative to the early period by 2 times, the increase from fertilizers was 0.27 t/ha. In crops of barley and spring durum wheat, no significant changes in yield were observed at the early and middle beginning of the growing season. The harvest of spring wheat grain depended to the greatest extent on the amount of precipitation during the period of germination - heading (r=0.70-0.72). Barley yield is closely related to relative air humidity during the end of tillering - heading (r=0.82). The late start of the growing season contributed to a decrease in barley yield by 1.2-1.8 times compared to the earlier one. The identified trends confirm the advisability of sowing spring grains at extremely early dates and applying nitrogen fertilizers to grains at the early and middle ^ beginning of the growing season.
Keywords: climate; weather; trends; w technologies; grain crops; productivity; bond. ^ Author Details: O. I. Goryanin, D. Sc. Z (Agr.), chiefresearch fellow(e-mail: gorjanin. | oleg@mail.ru).
For citation: Goryanin OI [The influence of ^ climate and weather conditions on the yield of § grain crops in the arid conditions of the Volga | region]. Zemledelie. 2024;(4):19-24. Russian. CO doi: 10.24412/0044-3913-2024-4-19-24. ■
В. Н. БАГРИНЦЕВА1, доктор сельскохозяйственных наук, главный научный сотрудник (e-mail: maize-techno@mail.ru) И. Н. ИВАШЕНЕНКО1, кандидат сельскохозяйственных наук, ведущий научный сотрудник В. В. ДРИДИГЕР1, кандидат сельскохозяйственных наук, врио директора
Т. В. ГРЕБЕННИКОВА2, руководитель департамента М. М. ВИЗИРСКАЯ2, кандидат биологических наук, ведущий специалист
1 Всероссийский научно-исследовательский институт кукурузы, ул. Ермолова, 14-Б, Пятигорск, Ставропольский край, 357528, Российская Федерация
2 Минерально-химическая компания ЕвроХим, ул. Дубининская, 53,
стр. 6, Москва, 115054, Российская Федерация
Исследования проводили с целью сравнительного изучения эффективности прикорневых подкормок кукурузы азотными удобрениями в виде аммиачной селитры и КАС-32. Работу выполняли в 2022-2023 гг. в зоне достаточного увлажнения Ставропольского края на черноземе обыкновенном. Схема опыта включала 4 варианта: без удобрений (контроль); аммиачная селитра (100 кг/га в физической массе) в фазе 6-и и 8-и листьев; аммиачная селитра (100 кг/га) в фазе 6 листьев + КАС-32 (107 кг/га) в фазе 8 листьев; КАС-32(107кг/га) в фазе 6-и и 8-и листьев. Аммиачную селитру и КАС-32 вносили под междурядную культивацию. Исследования проводили на районированном среднеспелом гибриде кукурузы Машук390 МВ (ФАО 390) селекции ВНИИ кукурузы. В среднем максимальное в опыте увеличение высоты растений кукурузы в фазе цветения отмечали при внесении аммиачной селитры и удобрения КАС-32. Разница с контролем составила 7 см. В остальных вариантах так же наблюдали значимое увеличение высоты, по сравнению с контролем, на 4...6см. Прикорневые подкормкиамми-ачной селитрой в среднем формировали прибавку урожайности к контролю на уровне 0,76 т/га (11,6 %), аммиачной селитрой совместно с КАС-32 - на 0,80 т/га (12,2 %), только КАС-32 - на 0,74 т/га (11,3 %). Наименьшие затраты в среднем за 2022-2023гг. (4385,29руб./га) отмечены при использовании КАС-32 в дозе 107 кг/га, где они были
на 461,38...922,77 руб./га меньше, чем в других вариантах с удобрениями. При этом 1 руб. затрат на внесение КАС-32 окупался 1,02 руб. дохода.
Ключевые слова: кукуруза; удобрения; аммиачная селитра; КАС-32; урожайность зерна; затраты; окупаемость.
Для цитирования: Эффективность применения на кукурузе аммиачной селитры и КАС-32 в зоне достаточного увлажнения Ставропольского края/В. Н. Багрин-цева, И. Н. Ивашененко, В. В. Дридигер и др. // Земледелие. 2024. № 4. С. 24-27. doi: 10.24412/0044-3913-2024-4-24-27.
Минеральные удобрения - эффективное средство повышения урожайности кукурузы. Из основных макроэлементов растения кукурузы наиболее требовательны к азоту [1, 2, 3]. Он регулирует формирование как вегетативных, так и генеративных органов культуры [4, 5]. Оптимальное снабжение растений азотом обеспечивает образование крупных початков и высокий урожай зерна [6, 7].
Из азотных удобрений, применяемых под кукурузу, основным служит аммиачная селитра [6, 8]. Однако объемы её использования на культуре ограничивают высокие закупочные цены удобрения. Целесообразно изыскивать более дешевые формы азотных удобрений. Частичная замена дорогостоящей аммиачной селитры позволит увеличить объем внесения азота с целью повышения урожайности кукурузы.
Альтернативой аммиачной селитре может служить широко известное, но применяемое в недостаточном количестве, удобрение КАС-32 (карбамидно-аммиачная смесь). В нем азот содержится в трех различных формах. Нитратный азот сразу поглощается корневой системой, аммонийный сохраняется в почве и со временем трансформируется в нитратную форму. Амидный азот в почве вначале трансформируется в аммонийную, а затем в нитратную форму, доступную для растений. Именно этот компонент обеспечивает пролонгированное действие удобрения. Стоимость КАС ниже, по сравнению с аммиачной селитрой, поэтому затраты на её внесение гораздо меньше [9, 10].
Цель исследований - сравнительное изучение эффективности прикорневых подкормок кукурузы азотными
