CC BY
13
в почве они не участвуют. На запасы продуктивной влаги в почве определенное влияние оказывает температура воздуха: в слое 0.. .20 см - среднемесячные температуры в октябре, ноябре и феврале; в слое 20.50 см - в январе, феврале и апреле; в слое почвы 50.100 см -в январе, феврале, апреле. На запасы продуктивной влаги в почве в период парования оказывает среднее влияние сумма осадков, выпадающих с середины мая (r=0,37...0,68). Наибольшее отрицательное влияние на запасы продуктивной влаги в слое почвы 0.50 см оказал рост температур в июне.
Литература.
1. Methodologies for simulating impacts of climate change on crop / J. W. White, G. Hoogenboon, B. A. Kimball, et al. // Field Crops Research. 2011. No. 124 (3). P. 357-360. doi: 10.1016/j.fcr.2011.07.001.
2. Boote K. J., Jones J. W., Hoogenboon G. Simulation of crop growth: CROPGRO model // Agricultural Systems modeting and Simulation. Publisher: CRC Press, 2018. P. 651-692.
3. Использование динамической модели агроэкосистемы для оценки влияния климатических изменений на продуктивность посевов / Р А. Полуэктов, А.Г. Топаж, В.П. Якушев и др. // Вестник Российской академии сельскохозяйственных наук. 2012. № 2. С.7-11.
4. Rising temperature reduce global wheat production / S. Asseng, F. Ewert, P. Martre, et al. // Nature climate change. 2015. No. 5 (2). P. 143-147. doi: 10.1038/nclimate2470.
5. Гамзиков Г.П. Точное земледелие в Сибири: реальности, проблемы и перспективы // Земледелие, 2022. № 1. С.3-9. doi: 10.24412/0044-3913-2022-1-3-9.
6. Билтуев А. С., Лапухин Т. П., Будажапов Л. В. Климат, плодородие почв и продуктивность зерновых культур в аридных условиях Забайкалья: состояние и прогноз. Улан-Удэ: Изд-во БГСХА им. В. Р. Филиппова, 2015. 141 с.
7. Уланов А. К., Будажапов Л. В. Продуктивность каштановой почвы в зависимости от условий увлажнения при многолетнем воздействии севооборотов, приемов основной обработки и удобрения // Земледелие. 2019. № 1. С. 15-18. doi: 10.24411/0044-3913-201910104.
8. Бохиев В. Б., Батудаев А. П., Лапухин Т. П. Научные основы систем земледелия Бурятии. Улан-Удэ: Изд-во БГСХА им. В.Р Филиппова, 2008. 480 с.
9. Система земледелия Республики Бурятия: научно-практические рекомендации. Улан-Удэ: Изд-во БГСХА им. В.Р Филиппова, 2018. 349 с.
10. Обязов В. А. Изменения современного климата и оценка их последствий для при-
N родных и природно-антропогенных систем w Забайкалья: автореф. дисс.... д-ра геогр. наук. ° Казань, 2014. 38 с.
0 11. Куликов А. И., Дугаров В. И., Корсунов 2 В. М. Мерзлотные почвы: экология, теплоэнер-
е гетика и прогноз продуктивности. Улан-Удэ:
1 Изд-во БНЦ СО РАН, 1997. 312 с.
Ф 12. Агрофизические свойства и динамика J влажности каштановой почвы в условиях засу-^ хи в сухостепной зоне Бурятии / А. С. Билтуев, Q Л. В. Будажапов, А. К. Уланов и др. // Вестник СО
Новосибирского государственного аграрного университета. 2017. № 1 (42). С. 77-83.
Influence of meteorological conditions on the content of productive moisture in the fallow field with chestnut soils of Transbaikalia
A. S. Biltuev, A. K. Ulanov, L. V. Budajapov
Buryatia Research Agricultural Institute, ul. Tret'yakova, 25z, Ulan-Ude, 670045, Russian Federation
Abstract. The analysis of data on weather conditions and the content of productive moisture in the soil in a long-term series allows us to identify regional features of moisture accumulation in the agro-ecosystems of the dry steppe of Western Transbaikalia. The purpose of the work was to determine the average long-term dynamics of the accumulation of productive moisture in various layers of chestnut soil in the fallow field, depending on meteorological conditions, and to present the revealed regularities in the form of empirical models. The research was carried out in 1982-2020 in the southern dry-steppe zone of the Republic of Buryatia in a two-field crop rotation of fallow field and wheat. In the fallow field, a combined tillage system was used (in spring - shallow flat-cut processing by 12-14 cm, in summer - deep ploughing by28-30 cm with subsequent cultivations as weeds regrow). The soil of the experimental site was medium-thick, powdery carbonate chestnut sandy loam seasonally permafrost with a humus content of 1.3%, has high water permeability (236-298 mm/hour) and low water retention capacity. The high variability of the average monthly precipitation (V = 50-129%) also caused a high variability of the moisture content in the surface layer (0-20 cm) - 37-73%, the lower variability in the layer20-50cm - 25-60%, and the lowest one in the layer50-100cm - 21-40%. The initial content of productive moisture in the second decade of May in the fallow field in the layers of 0-20 and 20-50 cm depended on the amount of precipitation that fell in the previous August (r = 0.39-0.49) and precipitation that fell in May during the period of determining humidity (r = 0.37-0.39). Empirical modelling based on long-term data (31 years) allowed us to construct adequate multiple linear models fordetermining the starting reserves of productive moisture in various layers of the fallow field according to the identified predictors - the parameters of atmospheric heat and moisture accumulation.
Keywords: meteorological conditions; chestnut soil; productive moisture; bare fallow; empirical models.
Author Details: A. S. Biltuev, Cand. Sc. (Biol.), senior research fellow (e-mail: [email protected]); A. K. Ulanov, D. Sc. (Agr.), leading researcher fellow; L. V. Budazhapov, Corresponding member of the RAS, D. Sc. (Biol.), director.
For citation: Biltuev AS, Ulanov AK, Budajapov LV [Influence of meteorological conditions on the content of productive moisture in the fallow field with chestnut soils of Transbaikalia]. Zemledelie. 2022;(3):8-12. Russian. doi: 10.24412/0044-3913-2022-3-8-12.
doi:10.24412/0044-3913-2022-3-12-16 УДК 631.582
Зерновая
продуктивность
свекловичных
севооборотов
в зависимости
от степени
биологизации
в условиях
Центрального
Черноземья*
A. С. АКИМЕНКО, доктор сельскохозяйственных наук, ведущий научный сотрудник (e-mail: [email protected])
B. И. СВИРИДОВ, доктор сельскохозяйственных наук, старший научный сотрудник Т. А. ДУДКИНА, кандидат сельскохозяйственных наук, старший научный сотрудник В. Г. ВАВИН, кандидат биологических наук, старший научный сотрудник Курский федеральный аграрный научный центр, ул. Карла Маркса, 70б, Курск, 305021, Российская Федерация
Исследование проводили с целью оценки зависимости зерновой продуктивности специализированных свекловичных севооборотов и воспроизводства в них плодородия почвы от степени биологизации и удобрений. Стационарный опыт заложен в Курской области на черноземе типичном тяжелосуглинистом с содержанием гумуса 5,2 %. Схема опыта предусматривала изучение следующих вариантов: севооборот (фактор А) - зернопаропропашной, сидеральный, плодосменный; уровень удобренности (фактор В) - низкий(6 тнавоза), повышенный (12 тнавоза + N37P37K37на 1 га севооборота + солома). Горох на сидератзаделывали в почву в фазе цветения. Урожайность озимой пшеницы после чистого и сидерального паров была в 1,2 раза выше, чем после занятого пара, а ячменя после гороха - в 1,1 раза больше, чем после кукурузы. Самая высокая в опыте зерновая продуктивность достигнута в плодосменном севообороте благодаря наличию 60 % зерновых и зернобобовых культур. Она была в 1,2выше, чем вдругихсевооборотах. На слабоудобренном фоне продуктивность сидерального, плодосменного и зернопаро-пропашного севооборотов формировалась благодаря расходу гумуса соответственно
*работа выполнена в рамках Госзадания ФГБНУ «Курский федеральный аграрный научный центр» по теме FGZU-2022-0005
на 28,0, 40,0 и 49,5 %, что обусловило увеличение во времени разницы в урожайности зерновых культур на контрастных по удо-бренности фонах. В структуре общих затрат расходы на удобрения на слабоудобренном фоне составили 7,7% против 24,3 % на фоне с сочетанием двойной нормы навоза с минеральными удобрениями. Поэтому при лучшей удобренности уровень рентабельности снизился в 1,3 раза, но потребность в затратах на воспроизводство плодородия уменьшилась в 1,2...1,3 раза. Благодаря зеленому удобрению эколого-экономический эффект в сидеральном севообороте оказался на 20 % выше, чем в зернопаропропашном, при равном составе культур и практически одинаковой их урожайности.
Ключевые слова: севооборот, зерновая продуктивность, биологизация, воспроизводство плодородия, прибыль, эколого-экономический эффект.
Для цитирования: Зерновая продуктивность свекловичных севооборотов в зависимости от степени биологизации в условиях Центрального Черноземья / А. С. Акименко, В. И. Свиридов, Т. А. Дудкина и др.// Земледелие. 2022. №3. С. 12-16. doi: 10.24412/0044-3913-2022-3-12-16.
Дальнейшее увеличение сбора зерна высокого качества - приоритетное направление развития сельскохозяйственного производства Российской Федерации на среднесрочную перспективу. Решение этой задачи в благоприятных для возделывания востребованных высокопродуктивных культур условиях Центрального Черноземья возможно только посредством экологически безопасной интенсификации земледелия. Значимой составной частью такой интенсификации служит биологизация, включающая построение схем севооборотов для обеспечения благоприятного фитосанитарного состояния посевов; использование биологических средств повышения урожайности и воспроизводства плодородия почв.
Логистическая целесообразность предопределяет концентрацию посевов сахарной свеклы вблизи перерабатывающих предприятий, атре-бование этой культуры к показателям почвенного плодородия обусловливает неизбежность введения специализированных свекловичных севооборотов, в которых фитосанитарное состояние посевов контролируется соблюдением допустимых сроков возврата культуры [1, 2, 3] и отсутствием необходимости повторного размещения зерновых. Однако в таких севооборотах практически исключена возможность возделывания многолетних бобовых трав - наиболее эффективного биологического способа воспроизводства почвенного плодородия.
Накопленный в последние годы экспериментальный материал свидетельствует о положительном влиянии биологизации [4, 5, 6] и сочетания минеральных удобрений с органическими
[6, 7, 8] на урожайность и плодородие почвы. Вместе с тем, в научной литературе недостаточно сведений об экономической оценке полученных результатов, что не способствует согласованию экологических и хозяйственных задач.
Цель исследования - оценить зависимость зерновой продуктивности специализированных свекловичных севооборотов и воспроизводства в них плодородия почвы от степени биологизации и удобрений.
Для её достижения решали следующие задачи: проанализировать зависимость урожайности зерновых культур от предшественников и её изменение во времени в связи с уровнем удобренности в севооборотах; определить зерновую продуктивность севооборотов в зависимости от состава и чередования культур; рассчитать эколого-экономическую эффективность севооборотов. Их актуальность обусловлена необходимостью совершенствования севооборотов в направлении организации энергомассопереноса соответственно задачам эколого-экономической оптимизации сельскохозяйственного природопользования [9, 10], что важно для взаимоувязанного достижения целей устойчивого развития.
Материалом для исследования послужили собственные экспериментальные данные авторов, полученные в многолетнем стационарном полевом опыте, а также других научно-исследовательских учреждений региона, содержащиеся в научных публикациях.
Стационарный полевой опыт заложен в трехкратной повторности с систематическим размещением вариантов. Расположение его в пространстве и во времени всеми полями обеспечило наличие ежегодных сведений по всем вариантам. Посевная площадь делянок 202,5 м2 (8,1 м х 20 м), учетная - варьировала в зависимости от культуры и уборочной техники.
Схема опыта предполагала изучения следующих вариантов:
севооборот (фактор А) - зернопа-ропропашной (черный пар - озимая пшеница - сахарная свекла - кукуруза на силос - ячмень); сидеральный (си-деральный пар (горох) - озимая пшеница - сахарная свекла - кукуруза на силос - ячмень); плодосменный (клевер 1-го укоса - озимая пшеница - сахарная свекла - горох - ячмень + клевер под покров). Степень биологизации севооборотов определяло наличие культур-почвоулучшителей: отсутствие их в зернопаропропашном, внесение зеленого удобрения (горох) в сидераль-ном, наличие клевера и гороха на зерно в плодосменном севооборотах;
уровень удобренности (фактор В) -низкий (6 т навоза); повышенный (12 т
навоза + ^^^К^ на 1 га севооборотной площади + оставление нетоварной части урожая).
Сидеральную культуру (горох) заделывали в почву в 2 следа в фазе цветения. Навоз в дозах 30 т/га (фон с низким уровнем удобренности) и 60 т/га (фон с повышенным уровнем удобренности) заделывали осенью под предшественники озимой пшеницы. Минеральные удобрения под сахарную свеклу (^0Р90К90) также вносили осенью под вспашку, под озимую пшеницу ^60Р60К60) - перед предпосевной культивацией. На ячмене изучали последействие внесенных в севооборотах удобрений. После уборки клевера проводили мелкую вспашку, сидерат заделывали в почву тяжелой дисковой бороной.
Почва опытного участка - чернозем типичный тяжелосуглинистый. Агрохимическая характеристика пахотного слоя (0.. .30 см) следующая: содержание гумуса по Тюрину - 5,11 %; рНКС| - 6,53 ед.; гидролитическая кислотность Нг - 3,30 мг-экв./100 г; сумма поглощенных оснований - 30,70 мг-экв./100 г; азот щелочногидролизуемый (по Корн-филду в модификации ЦИНАО) - 180 мг/кг; фосфор и калий подвижный (по Чирикову, ГОСТ 26204-91) - 97,9 и 88,3 мг/кг соответственно.
Урожайность определяли методом сплошного учета. При расчете зерновой продуктивности севооборотов сумму урожайности зерновых культур в них делили на 5 (количество полей). Экономическую эффективность производства продукции определяли на основе отчетов об отраслевых показателях хозяйственной деятельности организаций агропромышленного комплекса Курской области в среднем за 2018-2020 гг с учетом всех культур в севооборотах опыта. Учитывали затраты, непосредственно связанные с выращиванием урожая и относимые на себестоимость продукции (семена, удобрения, средства защиты растений, нефтепродукты, содержание основных средств, оплата труда, амортизация, накладные расходы). Абсолютную эколого-экономическую эффективность севооборотов определяли по разнице между прибылью от реализации продукции и затратами на достижение уравновешенного баланса гумуса, которые рассчитывали через необходимое количество навоза, где соотношение ы между азотом и углеродом близко к их о соотношению в гумусе. л
Метеоусловия в годы проведения д исследования отличались большим л разнообразием. При среднегодовой | сумме осадков за период исследова- 2 ний 587 мм их количество варьировало 3 по годам от 50 до 124 % от нормы, а в м период от весны до полной спелости 2 зерна пшеницы и ячменя - от 29 до 136
Культура
озимая пшеница ячмень горох
севооборот*
Годы А Б В А Б В В
У** (У-У)/ У№ % У (У-У)/ У№ % У (у,гу)/ ^ % У (У-У)/ У№ % У (У-У)/ У№ % У (У-У)/ У№ % У У-У)/ У№ %
19921996 3,84 4,48 14,3 3,72 4,27 12,9 3,53 3,88 9,0 3,87 4,05 4,4 3,83 4,18 8,4 4,69 5,26 10,8 1,91 1,96 2,6
19972001 4,00 4,68 14,5 3,89 4,30 9,5 3,46 3,81 9,1 3,28 3,60 8,9 3,65 3,72 1,9 3,43 3,89 11,8 1,89 1,94 2,6
20022006 3,34 4,12 18,9 3,30 4,06 18,7 2,75 3,18 13,5 3,99 4,08 2,2 3,86 4,06 4,9 3,82 4,75 19,6 1,87 2,03 7,9
2007- 3,56 22,1 3,64 16,5 3,07 15,9 2,62 23,6 2,95 13,2 2,93 17,5 1,80 6,3
2011 4,57 4,36 3,65 3,43 3,40 3,55 1,92
2012- 3,61 22,4 3,67 17,5 2,94 16,7 2,36 39,5 2,60 33,7 3,47 22,0 1,78 6,3
2015 4,65 4,45 3,53 3,90 3,92 4,45 1,90
19922015 3,67 4,50 18,4 3,64 4,29 15,2 3,15 3,61 12,7 3,22 3,81 15,5 3,38 3,86 12,4 3,67 4,38 16,2 1,85 1,95 5,1
НСР05, т/га фактор севооборот фактор удобрение 0,58 0,37 0,40 0,42 0,09 0,13
*А - зернопаропропашной, Б - сидеральный, В - плодосменный;
**урожайность: в числителе - 6 т навоза на 1 га севооборота (У), в знаменателе - 12 т навоза+ N^^37на 1 га севооборота (Уп).
%. Вместе с тем, по пятилетним периодам исследований (продолжительность ротации на каждом из полей) значительных отклонений в метеорологических показателях от среднемноголетних значений не отмечено.
Зерновая продуктивность севооборотов зависит от насыщения их зерновыми культурами и реализации генетического потенциала последних в связи с размещением после предшественников. В силу оптимальной (применительно к свекловичным севооборотам) доли зерновых культур и размещения их после рекомендованных предшественников наличие фитофагов и болезней в посевах пшеницы и ячменя в годы исследований не превышало экономического порога вредоносности. Поэтому на величину урожайности и различия в ней повлияли в основном предшественники и удобрения (табл. 1).
В среднем за годы исследований наибольшая урожайность озимой пшеницы достигнута при размещении после чистого пара благодаря лучшим условиям для получения дружных своевременных всходов, что способствовало уже с осени повышению кустистости и лучшей перезимовке, а глубокое проникновение корневой системы обеспечивало более эффективное использование ресурса влагообеспеченности в период от возобновления вегетации до созревания зерна. Снижение урожайности после занятого пара составляло 14,0...14,8 % относительно чистого, а после сиде-° рального оно было несущественным. со Средняя за24 года урожайностьячменя ^ после гороха оказалась на 12,3.13,0 % о» выше, в сравнении с его размещением | после кукурузы на силос
Относительная разница в урожай® ности всех зерновых культур в за-5 висимости от уровня удобренности $ увеличивалась во времени, при том, что
абсолютные значения урожая варьировали в зависимости от погодных условий. В пятой ротации севооборотов, по сравнению с первой, преимущество положительного влияния большего уровня удобренности увеличивалось - на озимой пшенице после чистого и сидерального паров соответственно в 1,6 и 1,4 раза, а на ячмене, непосредственно под который удобрения не вносили, - в 2 раза после гороха и в 4.9 раз после кукурузы. Причина этого не в накоплении положительного эффекта от удобрений, а в неодинаковой скорости снижения плодородия почвы из-за разного уровня его воспроизводства. Так, среднее снижение урожайности зерновых культур за период вторая -пятая ротации относительно первой (сумма отклонений (±), деленная на 4) на слабоудобренном фоне оказалось в 1,2.2,7 раза большим. Включение в чередование сидерального пара позволило замедлить это снижение - на низком фоне удобрений урожайности озимой пшеницы в 2,1 и ячменя в 1,4 раза, по сравнению с зернопаропро-пашным севооборотом.
Объяснение увеличения со временем относительной разницы в урожайности изменением плодородия почвы подтверждено экспериментальными данными о балансе элементов минерального питания и гумуса, который на фоне удвоенной нормы навоза и применения минеральных удобрений был положительным по фосфору и калию при уменьшении дисбалансов азота и гумуса, а на низком уровне удобренности - отрицательным по азоту, фосфору, калию и гумусу [11]. Это согласуется с законом возврата и тем фактом, что в условиях региона с увеличением норм удобрений уменьшается потребление азота из почвы, а его нехватка на формирование урожая при достаточной влагообеспеченности компенсируется
благодаря минерализации гумуса [12, 13].
На использовании плодородия почвы для формирования продуктивности севооборотов отразились их структура, степень биологизации и уровень удобренности (см. рисунок).
Более высокая (на 11.14 %) продуктивность зернопаропропашного и сиде-рального севооборотов, в сравнении с плодосменным, обусловлена наличием в них более продуктивной, сравнительно с одним укосом клевера, кукурузы на силос. С урожаем последней отчуждается большое количество углерода [14], который наравне с азотом выступает как один из основных элементов в составе гумуса. Если высвобождающийся при минерализации органического вещества (навоз, сидерат, побочная продукция) азот полностью контролируется микроорганизмами в его внутрипочвенном цикле [15, 16, 17], то углерод при отсутствии на поле растительности непроизводительнотеряется в атмосферу. Площадь сидерального севооборота использовалась на 70 % против 60 % в других севооборотах, что в сочетании с внесением зеленого удобрения обусловило наименьший в опыте (в 1,8.1,9 раза, по сравнению с зернопаропропашным севооборотом) расход гумуса на формирование продуктивности пашни.
Сбор зерна в севооборотах любого производственного назначения предопределен долей и составом зерновых культур, размещение которых отражается на урожайности. В специализированных свекловичных севооборотах доля сахарной свеклы должна быть в пределах 20.25 %, что позволяет по принципу периодичности возвращать её на прежнее место на пятый или четвертый год. Соответственно, и количество полей в севообороте должно быть кратным пяти или четырем. Централь-
90
80
70
60
л 50
*
Е? 40
30
20
10
0
Севообороты*
Б
74,8
37,0
87,6
30,8
76,5
21,4
88,3
15,9
66,9
26,9
75,6
22,7
Рисунок. Формирование продуктивности севооборотов вследствие действия удобрений и расхода гумуса, ГДж/га в год обменной энергии: А — зернопаропропашной, Б — сиде-ральный, В — плодосменный севообороты; I — низкий уровень удобренности, II— повышенный уровень удобренности: □ — продуктивность; □ — в том числе вследствие убыли гумуса.
ное звено в таких севооборотах - «надежный предшественник озимой пшеницы (например, чистый пар) - озимая пшеница - сахарная свекла», а поэтому иметь в них долю озимых больше, чем свеклы, не представляется возможным. В нашем опыте наибольшая зерновая продуктивность за годы исследований достигнута при наличии 60 % зерновых и зернобобовых культур в плодосменном севообороте - в 1,2 раза выше (в пределах уровней удобрений), чем в других севооборотах (табл. 2).
Превосходство этого севооборота в наибольшей степени проявилось в первой (в 1,3 раза) и в наименьшей - в четвертой ротации, когда условия осени в 2009-2010 гг были крайне неблагоприятными для получения своевременных всходов озимых. Разница в зерновой продуктивности в зависимости от удобрений увеличивалась во времени аналогично и по той же причине, что и в урожайности зерновых культур. В наибольшей степени это проявилось в зернопаропропашном севообороте, в наименьшей - в плодосменном.
Показатели эколого-экономичес-кой эффективности стали, по сути, следствием влияния севооборотов и
удобрений на урожайность культур и плодородие почвы (табл. 3). Большему уровню удобренности соответствовала более высокая стоимость продукции. Однако доля расходов на увеличение урожайности и воспроизводство плодородия в структуре общих затрат на производство продукции составляла в среднем 7,7 % на слабоудобренном фоне против 24,3 % на фоне с сочетанием двойной нормы навоза с минеральными удобрениями. На последнем фоне общие производственные затраты (включая дополнительные на уборку большего урожая) увеличились в 1,3 раза, а продуктивность в стоимостном выражении возросла только на 15. 17 %, поэтому увеличение прибыли от реализации продукции оказалось малозаметным. В свою очередь, это изменение соотношения между прибылью и затратами обусловило при лучшей удобренности снижение уровня рентабельности производства продукции в 1,3 раза.
Аналогично изменению во времени различий в урожайности, относительное увеличение во времени разницы в стоимости продукции на контрастных по удобренности фонах составило от
7,2.8,0 % в первой до 15,4.17,2 % в пятой ротации. Благодаря зеленому удобрению, расход гумуса в сидераль-ном севообороте оказался в 1,7.1,9 и 1,2.1,4 раза меньшим, чем в зерно-паропропашном и плодосменном севооборотах соответственно. Подобной оказалась разница в предполагаемых затратах на восстановление дефицита гумуса, с учетом которой наибольший эколого-экономический эффект достигнут в севообороте с сидеральным паром.
Таким образом, в узкоспециализированных свекловичных севооборотах Центрального Черноземья лучшими предшественниками озимой пшеницы выступают чистый и сидеральный пары, ячменя - горох, обеспечивающие увеличение урожайности этих культур в 1,2 и 1,1 раза, в сравнении с их размещением, соответственно, после занятого пара и кукурузы на силос.
Разница в урожайности всех зерновых культур в зависимости от уровня удобренности увеличивалась во времени из-за большего снижения плодородия почвы на слабоудобренном фоне, где общая продуктивность сидераль-ного, плодосменного и зернопаропро-пашного севооборотов формировалась вследствие расхода гумуса на 28,0, 40,0 и 49,5 % соответственно.
Сбор зерна с 1 га севооборотной площади в насыщенном зерновыми на 60 % плодосменном севообороте был выше, чем в других севооборотах, при низком уровне удобрений на 16.18 %, при умеренном - на 19.20 %. Разница в зерновой продуктивности севооборота, как и в урожайности конкретных зерновых культур, в зависимости от удобрений повышалась во времени.
Влияние степени биологизации севооборотов отразилось на их эколого-экономической эффективности. При равном составе обеспечивающих доход культур и практически одинаковой их урожайности эколого-экономический эффект (разница между прибылью от реализации продукции и денежными затратами на возобновление плодородия почвы) в сидеральном севообороте благодаря зеленомуудобрению более чем в 1,2 раза выше, чем в зернопаропропашном.
Подтверждена положительная роль биологизации земледелия, которая в специализированных свекловичных
2. Динамика сбора зерна с 1 га севооборотной площади, т
Годы Севооборот
зернопаропропашной сидеральный плодосменный
У (у„-у)/у„, % У, У (У- -У,)/У„, % У, У У- -У)/У„, %
1992-1996 1,52 1,70 10,6 1,50 1,70 11,8 2,02 2,24 9,8
1997-2001 1,40 1,66 15,7 1,38 1,58 12,7 1,70 1,92 11,5
2002-2006 1,30 1,64 20,7 1,38 1,62 14,8 1,70 2,00 15,0
2007-2011 1,24 1,60 22,5 1,26 1,52 17,1 1,54 1,78 13,5
2012-2015 1,38 1,70 18,8 1,44 1,68 14,3 1,64 1,98 17,2
1992-2015 1,37 1,66 17,6 1,39 1,62 14,1 1,72 1,98 13,1
(О Ф
Ш, ь
Ф
д
ф
ь
Ф
и
О м м
3. Эколого-экономическая эффективность севооборотов в зависимости от уровня удобренности (среднее за 1992-2015 гг.), на 1 га в год
Уровень удобренности Севооборот
Показатель зернопаро-пропашной сидеральный плодосменный
Стоимость продукции, тыс. I руб. II 44,87 52,58 45,92 52,99 40,14 46,75
Затраты на производство про- I дукции, тыс. руб. II 22,58 29,90 23,40 30,17 23,02 29,32
Прибыль от реализации про- I дукции, тыс. руб. II 22,29 22,68 22,52 22,82 17,12 17,43
Уровень рентабельности про- I 98,7 96,2 74,4
изводства продукции, % II 75,9 75,6 59,4
Дефицит гумуса в почве, т I II 1,61 1,34 0,93 0,69 1,15 0,99
Стоимостная оценка дефицита I 8,05 4,65 5,75
гумуса, тыс. руб. II 6,70 3,45 4,95
Годовой эколого-экономи- I 14,24 17,87 11,37
ческий эффект, тыс. руб. II 15,98 19,37 12,48
севооборотах реально осуществима посредством включения в их структуру сидерального пара и зернобобовых культур. Для одновременного достижения в таких севооборотах высоких сборов зерна и свеклосахарного сырья оптимальным чередованием выступает «сидеральный пар - озимая пшеница - сахарная свекла - зернобобовые -ячмень» при обязательном соблюдении закона возврата.
Литература
1. Дудкин В. М. Интенсивные свекловичные севообороты в Центрально-Черноземной зоне. М.: Агропромиздат, 1990. 111 с.
2. Мамсиров Н. И. Оптимизация системы обработки почв как фактор повышения их плодородия и продуктивности пропашных культур: монография. Майкоп: Магарин О. Г., 2015. 287 с.
3. Götze P., Rücknagel J., Christen O. Crop rotation effects on yield, technological quality and yield stability of sugar beet after 45 trial years // European Journal of Agronomy. 2017. Vol. 82. P. 50-59. doi: 10.1016/j.eja.2016.10.003.
4. Хрюкин Н. Н., Дедов А. В., Несмеянова М. А. Влияние приемов биологизации на скорость разложения растительных остатков и продуктивность севооборотов // Плодородие. 2017. № 4 (97). С. 52-56.
5. Влияние способов обработки и средств биологизации на агрофизические свойства чернозема типичного тяжелосуглинистого среднемощного низкогумусного, подстилаемого галечником / Х. А. Хусайнов, А. В. Тунтаев, М. С. Муртазалиев и др. // Российская сельскохозяйственная наука. 2021. № 6. С. 19-23.
6. Схемы чередования сельскохозяйственных культур в биологизированных севооборотах Центрального Черноземья / В. И. Турусов, В. М. Гармашов, О. А. Богатых и др. // Международный научно-исследовательский журнал. 2017. № 12-3 (66). С. 147-150.
7. Васбиева М. Т., Ямалтдинова В. Р, Фо-22мин Д. С. Влияние длительного применения О систем удобрений на фракционный состав
минеральных фосфатов и содержание 3подвижного фосфора по профилю дерново-Z подзолистой почвы // Российская сельскохо-| зяйственная наука. 2021. № 2. С. 43-48. ^ 8. Karabutov A. P., Tyutunov S. I., Solovichenko ej V. D. Humus status of typical black soil under ® different intensity of arable land usage // EurAsian 2 Journal of Biosciences. 2019. Vol. 13. No. 2. P. £ 1317-1321.
9. Кирюшин В. И. Задачи научно-инновационного обеспечения земледелия России // Земледелие. 2018. № 3. С. 3-7.
10. Формирование севооборотов для получения заданного количества свеклосахарного сырья в лесостепи Центрального Черноземья / А. С. Акименко, Н. В. Долгополова, В. Г. Вавин и др. // Достижения науки и техники АПК. 2020. Т. 34. № 11. С. 16-20.
11. Akimenko A. S., Masyutenko N. P., Dudkina T. A. The use of natural resources and reproduction of soil fertility in obtaining a given quantity of products // BIO Web of Conferences. International Scientific and Practical Conference. Kursk, 2021. Vol. 32. P. 02006. URL: https://www.bio-conferences. org/articles/bioconf/full_html/2021/04/bioconf_ ppsis2021_02006/bioconf_ppsis2021_02006. html (дата обращения: 25.01.2022). doi: 10.1051/bioconf/20213202006.
12. Минакова О. А., Александрова Л. В., Подвигина Т. Н. Продуктивность зерносве-кловичного севооборота при краткосрочном и длительном применении удобрений в ЦЧР // Земледелие. 2021. № 2. С. 18-22. doi: 10.24411/0044-3913-2021-10204.
13. Цыгуткин А.С., Азаров А.В. Изучение влияния технологий возделывания сельскохозяйственных культур и почвы, как саморазвивающейся системы, на содержание гумуса // Достижения науки и техники АПК. 2021. № 6. Т. 35. С. 44-49. doi: 10.24411/0235-24512021-10608.
14. Carbon fluxes and budgets of intensive crop rotations in two regional climates of southwest Germany / A. Poyda, H.-D. Wizemann, J. Ingwersen, et al. // Agriculture, Ecosystems & Environment. 2019. Vol. 276. P. 31-46.
15. Завалин А. А., Соколов О. А. Потоки азота в агроэкосистеме: от идей Д. Н. Прянишникова до наших дней. М.: Изд-во ВНИИА, 2016. 591 с.
16. Semenov A. M., Khvatov I. L., Olenin A. V. Determination of the Number of Ammonification Bacteria and Activity of the Ammonification Process in Soils and their Relevance for the Development of the of Soil Health Parameter // Current Investigations in Agriculture and Current Research. 2019. Vol. 6 (2). P. 715-722.
17. Influence of summer crop residues on 15N present in organic matter fractions under two lowland soils / C. S. Pollet, L. S. Silva, B. Chaves, et al. // Soil Science. 2019. Vol. 4904. E. 201802747. URL: https://www.scielo.br/j/cr/a/ dx7S3dTbbxJYKR6PGKgvMdM/?lang=en (дата обращения: 28.01.2022). doi.org/10.1590/0103-8478cr20180747.
Grain productivity of beet crop rotations depending on the degree of biologization in the Central Chernozem region
A. S. Akimenko, V. I. Sviridov, T. A. Dudkina, V. G. Vavin
Federal Agricultural Kursk Research Center, ul. Karla Marksa, 70 b, Kursk, 305021, Russian Federation
Abstract. The study assessed the dependence of grain productivity of specialized beet crop rotations and reproduction of soil fertility in them on the degree of biologization and fertilizer application. A stationary experiment was established in the Kursk region on a typical heavy loamy chernozem with a humus content of 5.2%. The experimental design included the study of the following treatments: type of crop rotation (factor A) - grain-fallow-row, green manure, alternate; fertilization level (factor B) - poor (6 tons of manure), high (12 tons of manure + N37P37K37 per 1 ha of crop rotation + straw). Peas for green manure were embedded in the soil in the flowering phase. The yield of winter wheat after bare and green manure fallows was 1.2 times higher than after the seeded fallow, and barley productivity after peas was 1.1 times higher than after corn. The highest grain productivity in the experiment was obtained in the alternate crop rotation due to the saturation by grain and leguminous crops of 60%. It was 1.2 higher than in other crop rotations. Against the poor fertilized background, the productivity of green manure, alternate and grain-fallow-row crop rotations was formed due to the consumption of humus by 28.0, 40.0 and 49.5%, respectively, which led to an increase in time in the difference in the yield of grain crops against backgrounds contrasting in fertilization. In the structure of total costs, the costs of fertilizers against the poor fertilized background amounted to 7.7% against 24.3% against the background with a combination of the double rate of manure with mineral fertilizers. Therefore, with better fertilization, the level of profitability decreased 1.3 times, but the need for costs for the fertility reproduction decreased 1.2-1.3 times. Thanks to green manure, the ecological and economic effect in the green manure crop rotation turned out to be 20% higher than in the grain-fallow-row crop rotation, with the same crop composition and almost the same yield.
Keywords: crop rotation; grain productivity; biologization; fertility reproduction; profit; ecological and economic effect.
Author Details: A. S. Akimenko, D. Sc. (Agr.), leading research fellow (e-mail: vniiz. [email protected]); V. I. Sviridov, D. Sc. (Agr.), senior research fellow; T. A. Dudkina, Cand. Sc. (Agr.), senior research fellow; V. G. Vavin, Cand. Sc. (Biol.), senior research fellow.
For citation: Akimenko AS, Sviridov VI, Dudkina TA, et al. [Grain productivity of beet crop rotations depending on the degree of biologization in the Central Chernozem region]. Zemledelie. 2022;(3):12-6. Russian. doi: 10.24412/0044-3913-2022-3-12-16.
