CC BY
0
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ЗЕМЛИ И СИСТЕМЫ ЗЕМЛЕДЕЛИЯ
СЫ:10.24412/0044-3913-2024-4-3-8
УДК 633.11: 633.16: 631.582: 631.82: 631.559: 338.43
Влияние предшественников и удобрений на эффективность производства зерна в свекловичных севооборотах Центрального Черноземья
Т. А. ДУДКИНА, кандидат сельскохозяйственных наук, старший научный сотрудник (e-mail: dt5dt@mail.ru) В. И. СВИРИДОВ, доктор сельскохозяйственных наук, старший научный сотрудник Курский федеральный аграрный научный центр, ул. Карла Маркса, 70б, Курск, 305021, Российская Федерация
Исследования проводили с целью установления закономерностей формирования урожайности озимой пшеницы и ярового ячменя под действием различных уровней удобренности и предшественников, а также оценки экономико-экологической эффективности производства зерна в свекловичных севооборотах. Работу выполняли в 20162023 гг. в условиях Курской области в зер-нопаропропашном, сидеральном и плодосменном севооборотах. Схема опыта предусматривала изучение следующих уровней удобренности: без удобрений
(контроль) МзоРзо^ N40P40K40 и N52P52K52
на 1 га севооборотной площади. Наилучшие условия для развития озимой пшеницы отмечены в севооборотах с чёрным и сидеральным паром. Фактическая урожайность пшеницы при увеличении доз удобрений до N52P52K52 по всем предшественникам возрастала относительно контроля в 1,3...1,4 раза. Сбор зерна ярового ячменя после люпина белого была выше на 10,6 %, чем по кукурузе на силос. При наибольшей дозе удобрений сбор зерна ячменя превышал величину этого показателя в неудобренном варианте: в звене с люпином - на 0,73 т/га, с кукурузой на силос - на 0,69 т/га. Различия между прогнозной и фактической урожайностью озимой пшеницы и ярового ячменя в большинстве вариантов опыта были несущественными, что свидетельствует о возможности использования разработанной в Курском ФАНЦ методики её прогноза. Уровень рентабельности производства зерна в плодосменном севообороте выше, чем в зернопаро-пропашном, на 6,5 %о, в сидеральном -на 27,6 %. При наибольшей в опыте дозе
минеральных удобрений (Ы52Р52К52) чистый доход превышал величину этого показателя в варианте с дозой Ы30Р30К30 на 0,5...0,9 тыс. руб./га, но рентабельность была ниже на 8,4.10,9 %. Максимальный в опыте дефицит гумуса в почве отмечен в зернопаропропашном севообороте с чёрным паром (-1,09... -1,43 т/га), наименьший - в плодосменном (-0,52. - 0,89 т/га). В условиях Центрального Черноземья наиболее высокая комплексная экономико-экологическая эффективность производства зерна в опыте отмечена в плодосменном севообороте.
Ключевые слова: озимая пшеница, яровой ячмень, севооборот, минеральные удобрения, урожайность, экономико-экологическая эффективность.
Для цитирования: Дудкина Т. А., Свиридов В. И. Влияние предшественников и удобрений на эффективность производства зерна в свекловичных севооборотах Центрального Черноземья // Земледелие. 2024. № 4. С. 3-8. бог. 10.24412/0044-3913-2024-4-3-8.
Для лучшей организации сельскохозяйственного производства и достижения наибольшей экономической эффективности выращивания сельскохозяйственных культур важно правильное определение места их размещения. Вблизи сахарных заводов требуется концентрация посевов сахарной свёклы, что диктует необходимость разработки и применения севооборотов, максимально насыщенных по составу этой культурой (до 20...25 %). Наряду с производством свекловичного сырья в таких севооборотах получают и зерновую продукцию. Целесообразность производства зерна в свекловичных севооборотах обусловлена ограничением числа полей сахарной свёклы в них в связи с необходимостью соблюдения сроков возврата, а также в связи с хорошей обеспеченностью питательными веществами при высоких нормах внесения удобрений под эту культуру.
Большое влияние на урожайность и качество продукции зерновых культур оказывают предшественники. Озимая пшеница в севообороте может возделываться как по паровым, так и по непаровым предшественникам. Лучшая обеспеченность факторами жизни этой культуры достигается при её следовании по чёрному пару [1, 2, 3]. Поскольку площадь чёрного пара в структуре посевных площадей ограничена, то в качестве предшественника озимой пшеницы широко используют занятый пар. Проведённые исследования, в том числе и в Центрально-Чернозёмном регионе, доказали оправданность включения в севообороты сидераль-ного пара [4, 5, 6]. Оно обеспечивает хорошую подготовку почвы перед посевом озимых и получение полноценных всходов. Использование зелёного удобрения обогащает почву элементами минерального питания, оптимизирует режим органического вещества в почве, повышает эффективность других видов удобрений, способствует улучшению качественных показателей урожая, выполняет фитосанитарную роль [7, 8, 9].
Состав и чередование культур в севооборотах оказывают большое влияние на рост и развитие растений ярового ячменя, на продуктивность, качество урожая и экономическую эффективность возделывания. Эту зерновую культуру с успехом выращивают в большинстве видов полевых севооборотов. Ячмень, как правило, в севооборотах следует запропаш-ными культурами, зернобобовыми, однолетними или многолетними травами. Пивоваренный ячмень необходимо размещать после культуры, не вызывающей его полегания и не способствующей накоплению в зерне большого количества белка. К таким предшественникам относят кукурузу, картофель, рапс и другие. Посев пивоваренного ячменя после гороха, вики, клевера и люцерны не допускается [10, 11, 12]. Категорически не рекомендуется выращивать яровой ячмень в бессменных посевах. В Курском ФАНЦ проведены исследования по влиянию бессменного выращивания ярового ячменя на урожайность и показатели качества зер- 3 на на двух фонах основной обработки | почвы - вспашки и плоскорезной [13]. л Установлено, что наряду со сниже- д нием урожайности фактор бессмен- § ности приводит к значительному е ухудшению качества зерна. В бес- 2 сменных посевах снижались натура ю зерна, масса 1000 зёрен, крупность, 2 энергия прорастания и содержание о белка, в результате чего выращенное ю
зерно было непригодно ни на пивоваренные, ни на крупяные цели.
Важным фактором интенсификации земледелия служит применение минеральныхудобрений. Минеральное питание растений оптимально при внесении научно-обоснованных доз удобрений. Требуемые в каждом конкретном случае дозы удобрений определяют не только исходя из прибавок урожайности, но и с учетом действия удобрений на качество продукции [14]. В биологизированных системах земледелия минеральные удобрения наряду с органическими служат необходимыми элементами технологии возделывания [15, 16, 17].
Цель исследования - установить закономерности в формировании урожайности зерна озимой пшеницы и ярового ячменя под действием различных предшественников и уровней удобренности, изучить возможность прогноза урожайности зерновых культур, оценить экономико-экологическую эффективность производства зерна в свекловичных севооборотах.
Для её осуществления решали задачи: сопоставить фактическую урожайность пшеницы и ячменя в стационарном опыте с прогнозной по различным предшественникам и дозам удобрений; дать в полевом опыте экономико-экологическую оценку севооборотов при различающемся уровне удобренности.
Исследования проведены на основе анализа экспериментальных данных за 2016-2023 гг., полученных в многолетнем стационарном опыте, заложенном одновременно в пространстве и времени всеми полями, что позволило ежегодно получать-необходимую информацию по всем вариантам опыта. Повторность опыта трёхкратная при систематическом расположении вариантов. Площадь элементарной делянки 202,5 м2 (18,1x25,0 м). Почва опытного участка - чернозём типичный тяжелосуглинистый.
Содержание гумуса (по Тюрину) в почве составляло по слоям 0...20 и 20.40 см соответственно 5,28 и 4,94 %; азота щелочногидроли-зуемого - 18,6 и 17,4 мг-экв./100 г (по Корнфилду в модификации ЦИ-НАО), фосфора подвижного (по Чи-рикову, ГОСТ 26204-91) - 100,9 и 94,9 мг/кг, калия подвижного (по Чирикову, ГОСТ 26204-91) - 91,1 «¡г и 85,5 мг/кг; гидролитическая кислот-£ ность (Нг) - 3,54 и 3,06 мг-экв./100 г, сч рНКС|-6,35 и 6,70 ед.
В опыте изучали три севооборо-г та (фактор А): зернопаропропашной | (чёрный пар - озимая пшеница -^ сахарная свёкла - кукуруза на силос - ячмень); сидеральный (си® деральный пар (люпин) - озимая Л пшеница - сахарная свёкла - куку-М руза на силос - ячмень); плодосмен-
ный (конские бобы на зерно - озимая пшеница - сахарная свёкла - люпин белый на зерно - ячмень). В каждом из них были предусмотрены несколько вариантов внесения удобрений (фактор В): без удобрений (контроль),
N^30^ ^40^40^40' М52Р52К52 в расчете
на 1 га севооборотной площади.
Непосредственно под озимую пшеницу (за исключением контрольного варианта) вносили нитроаммофоску (16:16:16) в дозах ^0Р60К60,
N80P80K80, ^00Р100К100 перед предпосевной культивацией. Под ячмень
минеральные удобрения не применяли, изучали последействие удобрений, внесенных под озимую пшеницу и сахарную свёклу. Заделку сидерата в почву осуществляли путём двукратной обработки тяжёлой дисковой бороной в фазе цветения люпина. Нетоварную часть урожая зерновых культур заделывали в почву. Учёт урожая проводили комбайном Сампо-500.
Различия между прогнозным и фактическим сбором зерна рассчитывали по формуле:
Р~Ф.
-х100,
Р
Ф
где р - расчётная урожайность, т/га; -фактическая, т/га. Расчёты экономико-экологической эффективности выращивания озимой пшеницы и ярового ячменя проводили на основе данных сельскохозяйственных организаций Курской области (производственные посевы в свекловичных севооборотах). Экономическую эффективность производства зерна рассчитывали по двум уровням удобренности - минимальному и максимальному на основании урожайности культур в опыте с учетом затрат, непосредственно связанных с выращиванием урожая и влияющих на себестоимость продукции. Величину годового экономико-экологического эффекта определяли по разнице между размером чистого дохода и затратами на достижение уравновешенного баланса гумуса. Отношением этого показателя к издержкам на производство продукции установлен коэффициент экономико-экологической эффективности.
Метеоусловия за время проведения опыта значительно варьировали. По периодам влагонакопления: поздняя осень - ранняя весна и весна - полная спелость зерна различия по годам между наибольшим и наименьшим количеством осадков составили соответственно 1,7 и 3,0 раза. Сумма осадков за период влагонакопления (переход среднесуточной температуры через 5 оС в сторону понижения и повышения) изменялась от 191 мм (88 % нормы) до 300 мм (149 % нормы). В период от возобновления вегетации озимой пшеницы (всходы ячменя) до колошения выпадало от 51 мм (54 % нормы) до 124 мм (132 % нормы), а в период от колошения до полной спелости зерна - от 80 мм (54 % от нормы) до 146 мм (98 % нормы). Ещё более значительные различия по годам наблюдали в период всходов озимых (август-сентябрь): по количеству осадков - в 2,7 раза, по гидротермическому коэффициенту (Селянино-ва) - в 3,7 раза.
Статистическую обработку экспериментальных данных проводили методом дисперсионного анализа по Доспехову Б. А. (ДоспеховБ. А. Методика полевого опыта (с основами статистической обработки результатов исследований). 3-е изд., перераб. и доп. М.: Колос, 1973. 336 с.).
В основу прогноза урожайности положена закономерность связи накопленной энергии с расходом посевами воды - 0,567 ГДж/мм. Расход воды рассчитывали умножением влагообеспеченности(весенние вла-гозапасы в почве + осадки за период вегетации) на специальные безразмерные коэффициенты, характеризующие способность культур использовать воду (0,72 - для озимой пшеницы и 0,68 - для ячменя). Переход к натуральному выражению урожайности основывался на вероятности включения накопительной энергии в урожай зерна - 0,25 для пшеницы и 0,24 для ячменя при выражении урожайности в ц/га. Для учета роста урожайности благодаря воздействию удобрений куказанным пересчетным величинам прибавляется сотая часть от натурального логарифма действующего вещества азота (в кг) в составе удо-
1. Сравнение прогнозной и фактической урожайности озимой пшеницы в полевом опыте в зависимости от предшественников и удобрений (среднее за 2016-2023 гг.), т/га
Предшественник (фактор А)
Доза удобрений (фактор В)* чёрный пар сидеральный пар конские бобы на зерно
Р Ф 1Р:Ф, % Р 1 Ф |р:Ф, % Р 1 Ф 1 р:ф, %
Без удобрений 4,60 4,59 0,2 4,61 4,61 0,0 4,15 3,35 19,3
(контроль)
N Р К 60 60 60 N Р К 80 80 80 N Р К 5,18 5,23 -0,1 5,07 5,28 -4,1 4,68 3,96 15,1
5,63 5,50 2,3 5,60 5,53 1,2 5,05 4,20 16,8
6,02 6,30 -4,7 6,06 6,17 -1,8 5,47 4,41 19,3
НСР05 фактической по фактору А - 0,44; по фактору В - 0,39;
урожайности по взаимодействию факторов АВ - 0,76
*в расчете на 1 га севооборотной площади.
2. Сравнение прогнозной и фактической урожайности ячменя ярового в полевом опыте в зависимости от предшественников и удобрений (среднее за 2016-2023 гг.), т/га
Предшественник (фактор А)
Доза удобрений (фактор В)* кукуруза на силос люпин белый на зерно Средняя ф (по фактору В)
Р Ф |р:Ф, % Р Ф 1р:Ф, %
Без удобрений (контроль) 3,01 2,86 4,9 3,40 3,21 5,6 3,04
N Р К 3,44 3,27 4,9 3,69 3,54 4,1 3,41
N Р К 40 40 40 N Р К 52 52 52 Средняя ф (по фактору А) 3,60 3,35 6,9 4,02 3,72 7,5 3,54
3,82 3,55 7,1 4,20 3,94 6,2 3,75
- 3,26 - - 3,60 - -
НСР05 для фактической по фактору А - 0,37; по фактору В - 0,38;
урожайности по взаимодействию АВ - 0,45
*в расчете на 1 га севооборотной площади.
брений. Последнее мало отражается на расходе воды, но способствуют увеличению площади листовой поверхности [18, 19].
Согласно проведенным расчетам, в севооборотах с чёрным и сиде-ральным паром достигнуты близкие величины прогнозной урожайности озимой пшеницы (табл. 1). Значительно уступала им прогнозная урожайность в третьем севообороте, где озимой пшенице предшествовали кормовые бобы на зерно. Здесь прогнозная урожайность отмечена ниже примерно на 10 % по всем уровням удобренности.
Прогнозная урожайность озимой пшеницы возрастала с увеличением дозы внесения минеральных удобрений во всех изучаемыхсевооборотах. Результаты прогноза подтверждаются экспериментальными данными, достигнутыми в других опытах [20, 21].
Величина фактической урожайности озимой пшеницы в опыте при её сравнении с прогнозной подтверждает, в целом,верность разработанной методики прогнозирования урожайности [22]. В севооборотах с чёрным и сидеральным паром различия между прогнозным и фактическим сбором зерна озимой пшеницы не превышали 6 %, а на неудобренном варианте они практически совпадали.
Значительные отличия урожайности озимой пшеницы, определённой по методике и достигнутой фактически, выявлены в плодосменном севообороте, где они достигали 19 %. Это связано с переоценкой бобов на зерно, как предшественника озимой пшеницы. Во всех фонах удобренности зафиксированы существенные различия между прогнозной и фактической урожайностью, колебавшиеся от 15,3 до 19,3 %.
Фактическая урожайность озимой пшеницы в плодосменном севообороте, где её предшественником служили бобы на зерно, существенно ниже, чем при выращивании этой культуры по чёрному и сидерально-му пару. Так, на высоком фоне удобренности снижение сбора зерна пшеницы в плодосменном севообороте, по сравнению с севооборо-
тами с чёрным и сидеральным паром, составило соответственно 1,89 и 1,76 т/га. Различия урожайности культуры между двумя последними севооборотами отмечены в пределах ошибки опыта.
Рост фактической урожайности пшеницы по всем предшественникам наблюдали при увеличении норм внесения минеральных удобрений. В самом удобренном варианте (М100Р100К100 на 1 га севооборотной площади) по всем предшественникам урожайность возрастала, по сравнению с контролем без удобрений, в 1,3.1,4 раза. Примерно такой же результат получен и расчётным путём.
Фактическая урожайность ярового ячменя при выращивании после люпина в среднем по фонам удобрений на 10,6 % превышала сбор зерна при выращивании культуры после кукурузы на силос (табл. 2). При этом следует отметить, что существенные различия фактической урожайности ячменя в зависимости от предшественника имели место только в вариантах внесения высоких доз минеральных удобрений (Ы40Р40К40 и Ы52Р52К52) - на 0,37...0,39 т/га. Максимальные в опыте прибавки относительно контроля достигнуты в наиболее удобренном варианте: в звене с люпином - на 0,73 т/га, а в звене
с кукурузой на силос - на 0,69 т/га. Различия по урожайности между вариантами вносимых доз минеральных удобрений отмечены в пределах ошибки опыта (по кукурузе на силос) или были невелики (по люпину белому на зерно).
Расчётный показатель, отражающий точность прогноза, при выращивании ярового ячменя по кукурузе на силос варьировал в интервале 4,9.7,1 %, а при выращивании по люпину - от 4,1 до 7,5 %. С повышением дозы минеральных удобрений расхождение между прогнозной и фактической урожайностью увеличивалось. Верность прогнозной урожайности подтверждается экспериментальными данными, полученными в других опытах [23, 24].
При проектировании и совершенствовании конкретных севооборотов и их систем следует руководствоваться экономическими и экологическими критериями. Выбор наиболее экономически целесообразных севооборотных схем основан на учёте таких показателей, как стоимость продукции, затраты на её производство, чистый доход и уровень рентабельности производства продукции. В качестве показателей экологической эффективности могут быть использованы дефицит гумуса в почве и его стоимостная оценка. Обобщающими критериями служат годовой экономико-экологический эффект и коэффициент экономико-экологической эффективности.
Наибольшая стоимость зерновой продукции и при минимальной, и при максимальной в опыте дозах удобрений достигнута в плодосменном севообороте - 30,9 и 33,6 тыс. руб. соответственно (табл. 3). Здесь же отмечены выше относительно других севооборотов затраты на производство зерна - на 13,1. 27,4 % и чистый доход - на 28,6.38,5 %. Рентабельности зернопроизвод-ства в плодосменном севообороте
3. Экономико-экологическая эффективность производства зерна в полевом опыте в свекловичных севооборотах (среднее за 2016-2023 гг.)
Показатель Доза удобрений (фактор В)* Вид севооборота
зернопаро-пропашной сидераль-ный плодосменный
Стоимость продукции, тыс. руб.
Затраты на производство продукции, тыс. руб.
Чистый доход, тыс. руб.
Уровень рентабельности производства продукции, %
Дефицит гумуса в почве, т/га
Стоимостная оценка дефицита гумуса, тыс. руб. Годовой экономико-экологический эффект, тыс. руб. Коэффициент экономико-экологической эффективности
N P K
30 30 30
NPK
52 52 52
NPK
30 30 30
NPK
52 52 52
NPK
30 30 30
NPK
52 52 52
NPK
30 30 30
NPK
52 52 52
NPK
30 30 30
NPK
52 52 52
NPK
30 30 30
NPK
52 52 52
NPK
30 30 30
NPK
52 52 52
NPK
30 30 30 N52P52K52
21,7 25,1 11,1 13,6 10,6 11,5
95.5
84.6 -1,43 -1,09 -14,3 -10,9 -3,7 0,6
-0,33
0,04
23.2 24,9
13.3 15,0 9,9 9,9
74.4 66,0 -1,01 -0,69 -10,1 -6,9 -0,2
3,0 -0,02
0,20
30,9 33,6 15,3
17.5
15.6 16,1 102,0 92,0
-0,89 -0,52 -8,9 -5,2 6,7 10,9 0,44
0,62
*в расчете на 1 га севооборотной площади.
Ы (D S л
(D
g
(D Л S
(D
-Ь 2 О N> -Ь
4. Сравнительная оценка экономико-экологической эффективности выращивания озимой пшеницы в условиях научного опыта и в сельскохозяйственных организациях Курской области (в среднем за 2020-2022 гг.)
Показатель Стационарный полевой опыт Курского ФАНЦ Сельскохозяйственные организации Курской области
доза минеральных удобрений, кг д.в./га
N Р К 60 60 60 N Р К 80 80 80 N Р К 100 100 100 N Р К 65 65 65
Урожайность, т/га* 5,75 5,92 6,70 5,38
Стоимость продукции, 75,3 76,6 87,0 70,1
тыс. руб./га
Затраты на производство 34,1 37,5 40,8 32,2
продукции, тыс. руб./га
Чистый доход, тыс. руб./га 41,2 39,1 46,2 37,9
Уровень рентабельности 120,8 104,3 113,2 117,7
производства, %
Баланс гумуса в почве, -0,10 -0,04 0,04 -0,10
± т/га
Стоимость прибавки (+), дефицита (-) гумуса, тыс. руб./га -2,0 -0,8 0,8 -2,0
Годовой экономико- 39,2 38,3 47,0 35,9
экологический эффект, тыс. руб./га
Коэффициент экономико-экологической эффектив- 1,15 1,02 1,15 1,11
ности
*в среднем по всем типам свекловичных севооборотов.
Ъ
СЧ О СЧ
«а-
о ^
Ф
4
ф
^
5
ш СО
превышала аналогичным показатель в зернопаропропашном севообороте с чёрным паром на 6,5.7,4 %, а в сидеральном - на 26,0.27,6 %. Сидеральный севооборот по уровню рентабельности производствазерна уступал севообороту с чёрным паром на 18,6.21,1 %.
Повышениедозудобрений приводило к росту стоимости продукции, но в то же время возрастали затраты на его производство. Выращивание зерна на высоком фоне удобрен-ности, в сравнении с Ы30Р30К30, как правило обеспечивало некоторое преимущество по чистому доходу (до 0,9 тыс. руб.), но способствовало снижению рентабельности (на 8,4.10,9 %).
Наибольший дефицит гумуса зафиксирован в зернопаропропаш-ном севообороте, где одно из полей было занято чёрным паром при низком уровне удобренности и составил -1,43 т/га. Минимальные в опыте потери гумуса отмечены в плодосменном севообороте при использовании Ы52Р52К52 (-0,52 т/га).
Годовой экономико-экологический эффект производства зерна возрастал с увеличением дозы минеральных удобрений. При внесении Ы52Р52К52 в опыте величина показателя в плодосменном севообороте выше, чем в зернопаропропашном севообороте с чёрным паром, на 10,3 тыс. руб. и на 7,9 тыс. руб. превышала сидеральный севооборот. Аналогичным образом изменялся по вариантам удобренности коэффициент экономико-экологическойэффектив-ности. Максимального уровня в опыте (0,62) он достиг в плодосменном севообороте при внесении Ы52Р52К52 на 1 га севооборотной площади. [Преимущество плодосменного севообо-
рота по экономико-экологическим показателям производства зерна перед другими севооборотами в значительной мере связано с количеством полей зерновых культур в севообороте: 4 - в плодосменном и по 2 поля -в двух других севооборотах.
Сравнительная экономико-экологическая оценка эффективности производства зерна озимой пшеницы в свекловичных севооборотах сельскохозяйственных организаций Курской области и в условиях научного опыта свидетельствует о том, что по уровню внесения минеральных удобрений, как важнейшего фактора интенсификации выращивания озимой пшеницы, сельхозтоваропроизводители региона постепенно адаптируются к модельным параметрам технологий, заложенным в опыте (табл. 4).
Достигаемые при сопоставимых
дозахудобрения (^0Р60К60 и ^65Р65К65) основные экономико-экологические величины показателей производства зерна этой культуры (урожайность, уровень рентабельности, баланс гумуса, коэффициент экономико-экологической эффективности) в среднем за 2020-2022 гг. в том и другом случае очень близки.
Сравнительная оценка экономико-экологической эффективности выращивания ячменя в условиях научного опыта и в сельхоз организациях Курской области свидетельствует, что при практически близких количествах вносимых удобрений
40К40 и '^42Р42К42) показатели эффективности производства зерна
(особенно по урожайности, чистому доходу, балансу гумуса, коэффициенту экономико-экологической эффективности) в последнем случае выше на 30.45 % (табл. 5). Это также подтверждает высокий уровень адаптации к условиям производства других, помимо удобрений, факторов интенсификации возделывания ячменя в реальном секторе агро-экономики, по сравнению с опытом.
Таким образом, различия между прогнозной и фактической урожайностью культур в большинстве вариантов опыта, за исключением возделывания озимой пшеницы в плодосменном севообороте (19 %), были незначительными. Высокая точность прогноза отмечена при выращивании ярового ячменя - расхождение между расчётной и фактической урожайностью по предшественнику кукуруза на силос находилось в пределах 4,9.7,1 %, по люпину белому на зерно - 4,1.7,5 %. Это подтверждает возможность практического использования разработанной в Курском ФАНЦ методики прогноза урожай-
5. Сравнительная оценка экономико-экологической эффективности выращивания ячменя в условиях научного опыта и в сельскохозяйственных организациях Курской области (в среднем за 2020-2022 гг.)
Показатель Стационарный полевой опыт Курского ФАНЦ Сельскохозяйственные организации Курской области
N Р К 30 30 30 40 40 4 N Р К 52 52 52 N Р К 42 42 42
Урожайность, т/га* 3,35 3,53 3,62 4,49
Стоимость продукции, тыс. руб./га 44,2 45,5 46,8 58,5
Затраты на производство продукции, тыс. руб./га 22,8 23,9 25,1 30,2
Чистый доход, тыс. руб./га 21,4 21,6 21,7 28,3
Уровень рентабельности производства, % 93,9 90,4 86,5 93,7
Баланс гумуса в почве, ± т/га -0,49 -0,47 -0,45 -0,30
Стоимость прибавки (+), дефицита (-) гумуса, тыс. руб./га -9,8 -9,4 -9,0 -6,0
Годовой экономико-экологический эффект, тыс. руб./га 11,6 12,2 12,7 22,3
Коэффициент экономико-экологической эффективности 0,51 0,51 0,51 0,74
*в среднем по всем типам свекловичных севооборотов.
ности зерновых культур для условии Центрального Черноземья.
Лучшими предшественниками озимоИ пшеницы служили чёрный и сидеральный пары, для ярового ячменя - люпин белый на зерно. Во всех изученных севооборотах наблюдали рост фактической урожайности культур при увеличении доз минеральных удобрений. Так, при внесении N100P100K100 на 1 га севооборотной площади сбор зерна озимой пшеницы повысился, по сравнению с неудобренным вариантом, в 1,3.1,4 раза.
Влияние минеральных удобрений на урожайность ярового ячменя было ниже, чем на пшеницу. При выращивании по люпину белому на зерно в варианте с N52P52K52 фиксировали прибавку 0,73 т/га.
По экономико-экологической эффективности выявлено преимущество плодосменного севооборота с большим числом полей зерновых культур при высоком уровне применения минеральных удобрений: уровень рентабельности был выше, чем в зернопаропропашном и си-деральном соответственно, на 7,4 и 26 %, а коэффициент экономико-экологической эффективности -на 0,58 и 0,42.
Экономико-экологическая эффективность выращивания озимой пшеницы в условиях научного опыта и в производства при сопоставимых дозах удобрений была сопоставимой: уровень рентабельности - 120,8 и 117,7 % соответственно; баланса гумуса в почве - по -0,10 т/га; коэффициент экономико-экологической эффективности - 1,15 и 1,11.
При выращивании ярового ячменя основные расчётные показатели (чистый доход, баланс гумуса в почве, коэффициент экономико-экологической эффективности) в условиях производства были выше, чем в полевом опыте, что может свидетельствовать о возможном действии неучтённых в схеме опыта факторов и их лучшем использовании.
Финансирование работы
Работа финансировалась за счет средств бюджета Федерального государственного бюджетного научного учреждения «Курский федеральный аграрный научный центр». 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. Боинчан Б. П. Влияние предшественников, сортов, удобрений и севооборота на урожайность озимой пшеницы в дли-
тельных полевых опытах (50 лет) в северной степной зоне республики Молдова // Известия Тимирязевской сельскохозяйственной академии. 2012. № 3. С. 115-126.
2. Мухомедьярова А. С., Вьюрков В. В. Продуктивность озимой пшеницы в степной зоне при возделывании в различных севооборотах // Научная жизнь. 2020. Т. 15. № 1. С. 46-55. с1о1: 10.35679/1991-9476-2020-15-1-46-55.
3. Дудкин И. В., Ишков И. В., Долгопо-лова Н. В. Экологические аспекты обеспечения продовольственной безопасности России // Вестник Курской ГСХА. 2023. № 9. С. 24-32.
4. Дудкин И. В. Биологические факторы борьбы с засоренностью посевов // Земледелие. 2004. № 3. С. 34-35.
5. Дудкин И. В., Дудкина Т. А. Действие факторов биологизации земледелия на засоренность посевов озимой пшеницы // Земледелие. 2014. № 3. С. 41-43.
6. Турусов В. И., Дронова Н. В., Балюно-ва Е. А. Влияние предшественников на изменение агрофизических свойств почвы в посевах озимой пшеницы // Плодородие. 2021. № 4. С. 36-39. Со1:10.25680/ S19948603.2021.121.11.
7. Балабанов С. С., Долгополова Н. В., Тимонов В. Ю. Биологизация земледелия и энергоёмкость производства растениеводческой продукции // Вестник Алтайского ГАУ. 2009. № 4. С. 5-8.
8. Роль севооборотов в технологических комплексах возделывания сельскохозяйственных культур в условиях Центрального Черноземья / А. В. Ша-балкин, В. А. Воронцов, Ю. П. Скорочкин и др. // Земледелие. 2023. № 5. С. 3-7. Со1: 10.24412/0044-3913-2023-5-3-7.
9. Шрамко Н. В., Вихорева Г. В. Роль биологизированных севооборотов в изменении содержания гумуса в дерново-подзолистых почвах Верхневолжья // Земледелие. 2016. № 1. С. 14-15.
10. Дериглазова Г. М. Влияние природных и антропогенных факторов на урожай и качество зерна ярового ячменя // Земледелие. 2012. № 6. С 43-45.
11. Дериглазова Г. М., Айдиев А. Я. Особенности возделывания ярового ячменя на склоновых землях Центрального Черноземья. Курск: Курский НИИ АПП. 2013. 233 с.
12.Зерновая продуктивность свекловичных севооборотов в зависимости от степени биологизации в условиях Центрального Черноземья / А. С. Аки-менко, В. И. Свиридов, Т. А. Дудкина и др. // Земледелие. 2022. № 3. С. 12-18. Со1: 10.24412/0044-3913-2022-3-12-16.
13. Дериглазова Г. М., Лазарев В. И., Минченко Ж. Н. Эффективность основных приемов и способов возделывания ярового ячменя в условиях ЦЧР // Достижения науки и техники АПК. 2023. Т. 37. № 7. С. 34-38.
14. Оценка ожидаемой урожайности по данным краткосрочных полевых опытов / Д. В. Дубовик, Ю. П. Сухановский, Л. Б. Нитченко и др. // Достижения науки и техники АПК. 2019. Т. 33. № 8. С. 5-9. Со1: 10.24411/0235-2451-2019-10801.
15. Эффективность использования пашни в зависимости от сочетания удобрений в севооборотах / А. С. Акименко, И. В. Дудкин, Т. А. Дудкина и др. // Земледелие. 2013. № 2. С. 10-12.
16. Ермакова Л. И., Новиков М. Н. Продуктивность биологизированной системы удобрения в полевом севообороте на легких почвах // Владимирский земледелец. 2017. № 2. С. 15-16.
17. Ничипуренко Е. Н., Федорова Т. Д., Иващенко К. В. Влияние биологизиро-ванных технологий на показатели плодородия почвы и урожайность озимой пшеницы сорта Граф в условиях Северного Предкавказья // Политематический сетевой электронный научный журнал Кубанского государственного аграрного университета. 2023. № 190. С. 59-69. Со1: 10.21515/1990-4665-190-009.
18. Дериглазова Г. М. Влияние основных приемов и способов возделывания ярового ячменя на площадь ассимиляционной поверхности и индекс листовой поверхности посевов в почвенно-климатических условиях Курской области // Мелиорация и гидротехника. 2023. № 4. С. 332-348. Со1: 10.31774/2712-9357-202313-4-332-348.
19. Бахвалова С. А., Демьянова-Рой Г. Б., Федорова А. В. Фотосинтетическая деятельность озимой пшеницы в зависимости от доз азотных удобрений и норм высева в Костромской области // Плодородие. 2023. № 4. С. 5-8. Со1: 10.25680ZS19948603.2023.133.01.
20. Тютюнов С. И., Солнцев П. И., Хо-рошилова Ю. В., Емец М. В., Горохова Ж. Ю. Влияние приемов основной обработки почвы, удобрений и средств защиты растений на продуктивность озимой пшеницы // Достижения науки и техники АПК. 2020. Т. 34. № 5. С. 18-23. Со1: 10.24411/0235-2451 -2020-10503.
21. Сабитов М. М. Влияние предшественников на продуктивность озимой пшеницы в условиях лесостепи Среднего Поволжья // Земледелие. 2021. № 5. С. 3-8. Со1: 10.24412/0044-3913-2021-5-3-7.
22. Акименко А. С. Методика управления вещественно-энергетическими потоками в севооборотах // Земледелие. 2019. № 5. С. 7-11. Со1: 10.24411/00443913-2019-10502.
23. Реакция ячменя на средства интенсификации и приемы обработки черноземных почв в северо-восточном регионе Черноземья / А. В. Шабалкин, М. К. Дра-чева, В. А. Воронцов и др. // Земледелие. 2022. № 6. С. 41-48. Со1:10.24412/0044-3913-2022-6-41-45.
24. Новичихин А. М., Чайкин В. В. Урожайность сортов ярового ячменя при различных уровнях минерального питания в сочетании со стимуляторами роста // Агрохимический вестник. 2022. № 3. С. 10-16. Со1: 10.24412/1029-2551-2022-3-002.
The influence of forecrops and fertilizers on the efficiency of grain
u
(D S ü
(D
g
(D S S
(D
-b 2 О N> -b
СЧ О СЧ
«а-
е и л
е д
е л
5
е
т
production in beet crop rotations of the Central Black Earth Region
T. A. Dudkina, V. I. Sviridov
Federal Agricultural Kursk Research Center, ul. Karla Marksa, 70 b, Kursk, 305021, Russian Federation
Abstract. The research aimed to establish the patterns of yield formation of winter wheat and spring barley under the influence of various levels of fertilizer and forecrops, as well as assessing the economic and environmental efficiency of grain production in beet crop rotations. The work was carried out in 2016-2023 in a field experiment in the Kursk region in grain-fallow, green manure and fruit-bearing crop rotations. The experimental design included studying the following levels of fertilizer: without fertilizers
(contro|), NзoPзoKзo, N40P40K40 and N52P52K52
per 1 ha of crop rotation area. The best conditions for the development of winter wheat were observed in crop rotations with black and green manure fallow. The actual wheat yield with an increase in fertilizer doses to N52P52K52 for all forecrops increased relative to the control by 1.3-1.4 times. The harvest of spring barley grain after white lupine was 10.6 % higher than that of corn for silage. With the highest dose of fertilizers, the harvest of barley grain exceeded the value of this indicator in the unfertilized version: in the link with lupine - by 0.73 t/ha, with corn for silage - by 0.69 t/ha. The differences between the predicted and actual yields of winter wheat and spring barley in most variants of the experiment were insignificant, which indicates the possibility of using the forecasting methodology developed at the Kursk FASC. The level of profitability of grain production in fruit-bearing crop rotation is higher than in grain-fallow crop rotation by 6.5 °%o, in green manure - by 27.6 °%o. With the highest dose of mineral fertilizers in the experiment (N52P52K52), the net income exceeded the value of this indicator in the variant with the dose of N30P30K30 by 0.5-0.9 thousand roubles/ha, but the profitability was lower by 8.4-10.9 %. The maximum deficit of humus in the soil in the experiment was observed in the grain-fallow crop rotation with black fallow ((-1.09)-(-1.4)3 t/ha), the smallest - in the fruit-bearing rotation ((-0.52)-(-0.89) t/ha). The highest comprehensive economic and environmental efficiency of grain production was observed in the experiment in fruit-bearing crop rotation.
Keywords: winter wheat; spring barley; crop rotation; mineral fertilizers; productivity; economic and environmental efficiency.
Author Details: T. A. Dudkina, Cand. Sc. (Agr.), senior research fellow (e-mail: dt5dt@ mail.ru); V. I. Sviridov, D. Sc. (Agr.), senior research fellow.
For citation: Dudkina T.A., Sviridov V.I. [The influence of forecrops and fertilizers on the efficiency of grain production in beet crop rotations of the Central Black Earth Region] Zemledelie. 2024;(4):3-8. Russian. doi: 10.24412/0044-3913-2024-4-3-8. ■
doi: 10.24412/0044-3913-2024-4-8-12 УДК 631.5:631.6:911.2
Некоторые результаты долговременного мониторинга продуктивности агроландшафта
Д. А. ИВАНОВ1, доктор сельскохозяйственных наук, член-корреспондент РАН, главный научный сотрудник (e-mail: 2016vniimz-noo@list.ru) О. Н. АНЦИФЕРОВА1, кандидат сельскохозяйственных наук, ученый секретарь К. С. КУРПАС1, младший научный сотрудник С. М. КУРЧЕВСКИЙ2, кандидат сельскохозяйственных наук, доцент
Федеральный исследовательский центр Почвенный институт имени В. В. Докучаева, Пыжевский пер., д. 7, стр.2, Москва, 119017, Российская Федерация 2Белорусский национальный технический университет, пр-т Независимости, 65, Минск, 220013, Республика Беларусь
Работу проводили с целью выявления особенностей влияния климатических условий на урожайность клеверотимо-феечных травостоев в различных частях агроландшафта для разработки рекомендаций в рамках адаптивно-ландшафтного земледелия Центрального Нечерноземья. Мониторинг урожайности травостоев первого года пользования осуществляли в 1998-2023 гг. Исследования проводили на дерново-подзолистой почве без удобрений в одноукосном режиме. Методом регрессионного анализа определяли влияние на урожайность сена многолетних трав временной вариабельности среднегодовых значений максимальных, минимальных и средних температур воздуха; амплитуды температур; количества дней с температурой выше 30о; количества дней с пересечением нулевой и пятнадцатиградусной отметок; градусо-дней с температурой воздуха выше 0о, 5о, 8о, 10о, 15о; сумм температур выше 0о, 5о, 8о, 10о; биоэффективных градусов; сумм осадков при температуре выше 0о, 5о, 8о, 10о, 15о; гидротермического коэффициента по Селянинову (ГТК); индекса аридности Мартона; фактора дождя. Влияние многолетних изменений климатических условий на продуктивность молодых клеверотимо-феечных агроценозов в большинстве случаев (от 75 до 93 %) проявлялось на легких почвах в пределах южных склонов холмов и значимо зависело от периода жизни травостоя. На травы 1 года основное воздействие оказывали осадки - от 20 до 26 % вариабельности урожая, а в предукосный период - температура воздуха (-14 %). Ме-
лиоративные мероприятия, направленные на оптимизацию процесса вегетации трав, целесообразно проводить только в год укоса в границах распространения песчаных почв. Они включают орошение для регуляции водно-воздушного и температурного режима почв и растительного покрова.
Ключевые слова: мониторинг, травостой, трансекта, статистический анализ, климат, ландшафт.
Для цитирования: Некоторые результаты долговременного мониторинга продуктивности агроландшафта / Д. А. Иванов, О. Н. Анциферова, К. С. Кур-пас и др.// Земледелие. 2024. № 4. С. 8-12. бо. 10.24412/0044-3913-2024-4-8-12.
Долговременный мониторинг продуктивности культур служит основным инструментом выявления характера их адаптивных реакций на пространственное и временное непостоянство природных условий. Знание особенностей адаптивных реакций растений на изменчивость ландшафтных и климатических факторов позволяет прогнозировать их урожайность в различных хозяйствах, тем самым закладывать фундамент проектирования адаптивно-ландшафтных систем земледелия.
Учет погодных условий - основа проектирования системы земледелия. Знать характер воздействия температуры и влажности воздуха на рост и развитие растений необходимо для создания работоспособных алгоритмов прогнозирования их урожайности [1, 2]. Влияние природных условий на характер пространственного перераспределения гидротермических ресурсов в процессе образования растительной биомассы изучено в работах по агроклиматологии и ландшафто-ведению [3, 4]. Анализ влияния климата на процессы создания биомассы - важный фактор для разработки стратегии адаптации производства сельскохозяйственных культур к условиям конкретного региона [5].
На современном этапе на динамику урожайности многих культур оказывает воздействие глобальное потепление [6]. По данным Е. Н. Павловой, к середине 21 в. биоклиматический потенциал в центральных областях Европейской части России может увеличиться от 15 до 20 % [7]. Для Центрального федерального округа вероятна в будущем положительная динамика валового сбора зерновых
