Сравнительная эффективность систем земледелия в Зауралье
Поиск оптимальных количественных взаимосвязей между производственными факторами, не основанный на научной информации, часто сопровождается колоссальными потерями. Ущерб наносит как консерватизм, свойственный земледелию, так и поспешность.
Земледелие как отрасль производства – очень сложная система, состоящая из взаимосвязанных биологических и экономических подсистем. Изменение в однойиз них отражается на всех остальных или некоторых. Поэтому необходим анализ и синтез многих факторов и результатов в их реальном взаимодействии, адля этого нужны, прежде всего,результаты длительных экспериментов, отражающие возможно более полное взаимодействие частей, составляющих целое. Углубленнее же чаще изучаются лишь отдельные части системы земледелия. Познается поведение частей целого, а не их взаимодействие.
Постановка полевых экспериментов с изучением различных форм использования земли (системы земледелия, севообороты, звенья севооборотов, наборы культур), удобрений (состав, дозы) и гербицидов сопряжена с резким увеличением объема опыта. В.И. Овсянников и А.И. Южаков на Курганской сельскохозяйственной опытной станции сумели разрешить эту сложную задачу. Опыты примерно с 300 делянками, заложенные методом сложных (расщепленных) делянок или разбиением на блоки, позволили одновременно вести изучение севооборотов, монокультур с разной насыщенностью удобрениями.
|
|
|
На основе этих принципов в конце 1960-х годов на Курганской сельскохозяйственной опытной станции (сейчас Курганский НИИ сельского хозяйства) начала формироваться научная программа исследований, главным инициатором и разработчиком которой стал В.И. Овсянников. Основные исследования развертывались в специально спланированных многофакторных опытах по единой программе в четырех почвенно-климатических зонах Курганской области, что позволяло разрабатывать конкретные, адаптированные рекомендации. Изучались взаимосвязь и взаимодействие основных факторов, влияющих на поведение систем и технологий земледелия. Программа сформирована так, что каждый из экспериментальных крупных блоков имеет переходный модуль, позволяющий объединять получаемую информацию в один блок как для интеллектуального осмысления, так и для построения моделей.
Руководствуясь мнением классиков (И.А. Стебута, А.С. Ермолова), считающих, что конкретным выражением системы земледелия, отражающим весь строй хозяйства является севооборот. Системы земледелия: от зернопаровой, плодосменной до бессменных культур во взаимодействии с удобрениями, гербицидами и с частными технологическими вопросамимоделируют севообороты. Они отражают историю и географию природных зон, выявляют потенциал продуктивности культур и пашни, что необходимо для разработки агрокомплексов и моделей земледелия в расчете на максимальную прибыль, максимальную окупаемость производственных ресурсов и другие уровни интенсификации с учетом экологических факторов. Полученные результаты проверялись на больших площадях колхозов, совхозов Курганской области, и они, надо отметить, подтверждали их правомерность.
|
|
|
Объекты и методы исследования
Северная лесостепь (Северо-западная зона по районированию Курганской области).
I. Опыт аложен в 1968 году. Изучаются севообороты:
Пар – пшеница – пшеница – пшеница (зернопаровой);
Пар – пшеница – вика с овсом на сено – пшеница (зернопаровой улучшенный);
Кукуруза – пшеница – вика с овсом на сено – пшеница (плодосменный);
Кукуруза – пшеница – горох – пшеница (плодосменный с зернобобовой культурой).
Бессменные: пшеница, кукуруза.
Фоны удобренности: О, Р30, N40P30, N80P30, N120P30.
II. Заложен в 1977 году дополнительно к первому, рядом ина тех же фонах удобренности.
Овес – пшеница – ячмень (Зерновой).
Бессменные: овес, ячмень, пшеница.
Все поля развернуты в пространстве. Повторность трехкратная, размер делянки 7,2 х 40 = 288 м2, учетной – 2,3 х 40 = 92 м2, размещение систематическое.
|
|
|
Руководители: В.И. Овсянников (1968-1980, 1985-1999); М.А. Глухих (1981-1984, 2000). Исполнители: Г.Н. Харин (1968-1984); С.М. Овсянникова (1985-1986); Ю.Г. Холмов (1987-1995); В.П. Новоселов (1995-2000).
Почва чернозем выщелоченный среднемощный среднегумусный (гумуса по Тюрину в слое 0-23 см 5,85-5,96 %), Р2О5 по Чирикову 6,3-8,2 мг/ 100), по механическому составу тяжелосуглинистая. Реакция среды нейтральная (в слое 0-23 см рНсолевое 6,4-6,6), с глубиной переходит в слабощелочную. В составе поглощенных оснований преобладает кальций (28-30 мг-экв/100 г почвы) при незначительном количестве магния и натрия в почвенном профиле
Южная лесостепь с выщелоченными черноземами (Центральная зона по местному).
III.Опыт заложен в 1968 году. Изучаются севообороты:
Пар – пшеница – пшеница – пшеница;
Пар – пшеница – вика с овсом на корм – пшеница;
Кукуруза – пшеница – вика с овсом на корм – пшеница;
Кукуруза – пшеница – пшеница – пшеница (зернопропашной).
Бессменные культуры: пшеница, кукуруза.
Фоны удобренности: 0, P30, N20P30, N40P30, N60P30, N80P30, N100P30. Все поля развернуты в пространстве. Опыт заложен методом сложных (расщепленных) делянок. Повторность для полей четырехкратная, для удобрений (кроме контрольного варианта) – двукратная. Площадь делянки 45 х 7,2 = 324 м2. Всего делянок 304. До 1975 года в четвертом севообороте вместо второй пшеницы после пара выращивалась суданка.
|
|
|
IV. Опыт заложен в 1971 году. Изучаются севообороты:
Пар – пшеница – пшеница – ячмень (зернопаровой);
Овес – пшеница – пшеница – ячмень (зерновой).
Бессменные культуры: овес, пшеница, ячмень.
Фоны удобренности: 0, P30, N30, N60, N90, N30P30, N60P30, N90P30, 10 тонн полуперепревшего навоза. Опыт заложен тем же методом. Повторность полей трехкратная, для удобрений (кроме контрольного варианта) – двукратная. Площадь делянки 40 х 7,2 = 288 м2. Всего делянок 220.
С 1991 года М.А. Глухих в этом опыте введены два фона борьбы с сорняками (с гербицидами и без них). С этой целью все делянки поперек поделены на две части. Размер субделянки 20 х 7,2 = 144 м2. Количество делянок увеличилось до 440.
Руководители опытов: В.И Овсянников (1968-1980, 1985-1999); М.А. Глухих (1981-1984, 2000).
Исполнители: С.М. Овсянникова (1968-1974); М.Н. Сметанина (1972-1977); Н.А. Новикова (1975-1979); К.И. Никифорова (1977-1985); С.Н. Добрыдин (1986-1998); А.П. Курлов (1998-2000).
Почва чернозем выщелоченный в основном среднемощный малогумусный (гумуса по Тюрину в слое 0-28 см 3,53-4,05 %), Р2О5в слое0-28 см по Францесону0,34-0,40 мг/ 100),в слое 0-28 см по механическому составу среднесуглинистый. Среди поглощенных оснований присутствует небольшое количество водорода, что придает почве слабокислую реакцию; рН солевое слоя 0-28 см 6,4. Почвообразующие породы – легкий суглинок и супеси с равномерной желтой окраской и выраженной карбонатностью.
Севообороты с насыщениемразличными культурами на трех фонах удобренности (0, N40P20, N60P30) здесь уже имелись.
Южная лесостепь с обыкновенными солонцеватыми черноземами (Восточная по местному).
V.Опыт ведется с 1968 года. Сравниваются севообороты:
Пар – пшеница – пшеница – пшеница;
Кукуруза – пшеница – пшеница – пшеница;
Кукуруза – пшеница – вика с овсом на кормовые цели – пшеница;
Кукуруза – пшеница – овес – пшеница.
Бессменные культуры: пшеница, кукуруза.
До 1977 года в четвертом севообороте вместо овса возделывалась суданка. Фоны удобренности: 0, P30, N20P30, N40P30, N60P30, N80Р30, N100Р30. Опыт заложен методом разбиения на блоки со смешиванием.
Все поля развернуты в пространстве и во времени. Повторность для полей севооборотов и варианта без удобрений четырехкратная, для остальных фонов удобренности – двукратная. Размер делянки 7,2 х 40 = 288 м2, учетной делянки – 2,3 х 40 = 92 м2
Руководители: В.И. Овсянников (1968-1980, 1985-1999); М.А. Глухих (1981-1984, 2000). Исполнитель: Г.П. Попов.
VI.В 1979-1991 гг. изучалась эффективность севооборотов:
Пар – пшеница – овес – ячмень;
Овес – пшеница – ячмень;
Вика – пшеница – ячмень;
Вика с овсом на корм – пшеница – ячмень;
Кукуруза – пшеница – ячмень;
Подсолнечник + вика на корм – пшеница – ячмень;
Кукуруза – вика с овсом на корм.
Фоны удобренности: 0, N20P30. Повторность трехкратная. Все поля были развернуты в пространстве и во времени. Размер делянки 3,6 х 40 = 144 м2, учетной делянки – 2 х 40 = 80 м2.
Руководитель: М.А. Глухих. Исполнители: Г.П. Попов, Л.П. Попова.
Почва полуметрового слоя суглинок тяжелый и глина легкая, ниже происходит постепенное облегчение механического состава. Средняя глубина потеков гумуса 95 см, но отдельные потеки достигают 120-130 см. Слой грунта – 140-175 см с волнистым сложением. На поверхности волн – увлажненная супесь, под волнами – карбонизированный суглинок, составляющий сплошную массу с небольшими прослойками песка на глубине от 175 до 245 см. Ниже идут водонепроницаемые пестроцветные глины неогенового возраста. Следовательно, профильтровавшаяся влага не имеет глубокого вертикального стока и может скапливаться в виде верховодки. Содержание гумуса по Тюрину в пахотном слое составляет 5,17-5,5 %, общего азота по Къельдалю – 0,315-0,330 %, фосфора по Гинзбургу – 0,033-0,043%.
Степная (Южная).
VII.В 1980-1994 гг. изучались севообороты:
Пар – пшеница – пшеница – овес;
Овес – пшеница – пшеница – ячмень;
Вика – пшеница – пшеница – овес;
Кукуруза – пшеница – пшеница – овес;
Вика с овсом на корм – пшеница – пшеница – овес.
Бессменные культуры: кукуруза, пшеница, ячмень, овес.
Фоны удобренности: 0, N40P20, N60P30. Повторность трехкратная, размещение систематическое. Все поля были развернуты в пространстве и во времени. Размер делянок без удобрений 7,2 х 40 = 288 м2, удобренных – 5,4 х 40 = 216 м2, учетных – 4 х 40 = 160 м2.
Руководитель: М.А. Глухих. Исполнители: В.И. Данилов, Н.Р. Садова.
Почва выщелоченный чернозем, по механическому составу суглинок средний иловато-песчаный, по содержанию гумуса и глубине пахотного горизонта – среднесуглинистый маломощный малогумусный чернозем. Гумуса по Тюрину слой 0-25 см содержит 5,2-5,9 %, рН солевое 6,8-7,0. Почвообразующая порода – иловато-песчаный.
Результаты исследования
Максимальный выход зерна за вычетом расходованных семян с гектара пашни без удобрений даже с использованием при необходимости гербицидов обеспечивают севообороты с высокой долей чистого пара. Производство зерна в трех, четырех и пятипольных зернопаровых севооборотах практически одинаковое (табл.1). Нет особых различий, несмотря на значительную почвенную разницу, в температурном и водном их режиме, в продуктивности этих севооборотов и в первых трех зонах. В южной лесостепи выщелоченные черноземы среднесуглинистые, их диапазон активной влаги 140-160 мм в слое 0-100см, обыкновенные солонцеватые черноземы тяжелосуглинистые с диапазоном продуктивной влаги 200-220 мм. В северной лесостепи тоже выщелоченные черноземы, но тяжелог гранулометрического состава, их диапазон активной влаги 180-200 мм. Лишь в степной зоне продуктивность значительно меньше, чем в первых трех зонах.
Таблица 1 – Производство зерна завычетом высеянныхсемян в зернопаровых севооборотах при разной насыщенности зерновыми культурами по зонам Зауралья, ц/га пашни
| Севооборот | Южная лесостепь | Северная лесостепь | Степная зона | |
| выщелоченные черноземы | обыкновенные черноземы | |||
| 2-х польный | 10,9 | 10,4 | 10,8 | 7,4 |
| 3-х польный | 12,8 | 12,2 | 12,3 | 8,9 |
| 4-х польный | 13,0 | 12,8 | 12,6 | 9,0 |
| 5-и польный | 12,6 | 12,3 | 12,4 | 9,2 |
С учетом сопряженных экономических, организационных и технологических преимуществ выгоднее трехпольные зернопаровые севообороты. Затраты на гектар чистого пара значительно дешевле, чем на засеянный гектар. Поэтому чем больше доля чистого пара при равенстве производства зерна с 1 га пашни, тем дешевле получаемое зерно и выше рентабельность его производства. Равномернее, по сравнению с четырех и пятипольных севооборотов, используются трудовые и материальные ресурсы, сглаживаются сезонные пики полевых работ. При качественной обработке паров здесь легче контролировать сорняки, есть реальная возможность минимизации обработки почвы и снижения затрат. Значительно больше вероятность получения высококачественного в хлебопекарном отношении зерна (содержание белка, клейковины и др.).
Эти реалии хорошо заметны даже в современных условиях, еще большее преимущество, очевидно, проявлялось в отсутствии техники. Поэтому и существовала такая трехполка столетия не только в России, но и во всех странах.
На чистых парах вместо яровой пшеницы иногда выгоднее выращивать озимые хлеба. В наших опытах с В.И. Даниловым в среднем за 1984-1993 годы яровая пшеница без удобрений дала 18,8 центнеров зерна с гектара, озимая рожь – 24,8, но даже современные сорта ржи зимой нередко гибнут.
Однакопрепятствием для повышения урожайности в России в конце XVIII века, в европейских странах много раньше, из-за недостатка кормов стало плохо развитое животноводство – почти единственный источник удобрений в то время. Значительный вклад в решение этой проблемы внес ученый-агроном В.А. Левшин. Он создал учение о травосеянии в России и так называемую улучшенную паровую систему земледелия. В сельскохозяйственной литературе она более известна как «улучшенная зерновая система».
«Производство кормовых трав на полях севооборота и содержание скота в этом случае, – по словам Ермолова, – имеют целью только увеличение навоза и повышение урожайности хлебов. Улучшенная зерновая система – результат усовершенствования старой паровой системы, когда трехпольный севооборот (пар, озимь, яровые) превращается в четырехпольныйпар – озимь – яровые – травы или пар – озимь – травы – яровые».
Улучшенная зерновая система стала переходной формой от паровой системы к плодосменной. В своем первоначальном виде улучшенная зерновая система отличалась от зернового трехполья только занятым кормовыми травами паром.
В отличие от европейских стран, здесь травы вводились не вместо чистого пара, а дополнительной культурой в зернопаровой севооборот. В Западной Европе ликвидировать пар несложно. Период от уборки урожая до посева озимых культур велик, почву под посев можно подготовить после клевера, картофеля и т.п. В некоторых странах зимой почва не замерзает и обрабатывается в течение всего года. В Англии, например, озимые убираются в середине июля и почва четыре месяца до посева по существу парится. В России таких условий нет.
Первым очагом массового травосеяния в России были Ярославская и Московская губернии. Начиная с двадцатых годов XIX века травы сеяли здесь преимущественно в четырехпольном севообороте пар – озимые – клевер – яровые.
В Зауралье даже в жестко регламентированный период внедрения травопольной системы земледелия многолетних трав в посевах, можно сказать, не было. Система земледелия региона была почти неизменной до предвоенных лет (1937–1940). В Курганской области, например, она базировалась в основном на трехпольных зернопаровых севооборотах. Чистые пары занимали 28 %, кормовые культуры – лишь 2 % пашни. Основную массу кормов получали с естественных угодий.
Среди трав продуктивнее, главное стабильнее по годам оказались однолетние. Даже при наличии современных, более приспособленных к местным условиям сортов, однолетних трав в посевах значительно меньше, чем многолетних. Здесь несколько причин. 1. В засушливые годы особенно резко (до 2-3 ц/га сена) снижают свою продуктивность многолетние травы, в первую очередь бобовые. 2. У них значительно сложнее семеноводство и снова в первую очередь бобовых трав, сложнее и технология товарного производства. 3. Даже в более благоприятных условиях северной лесостепи клевер, например, как по продуктивности, так и в качестве предшественника зерновых культур может соперничать с вико-овсяной или горохо-овсяной смесью лишь без удобрений и низких их дозах, до N40Р30.
В связи с этим зерновой улучшенный севооборот из пар – озимь – яровые – клевер или пар – яровые – клевер – яровые в Сибири превратился в пар – зерновые – однолетние травы – зерновые.
В условиях Зауралья он не оправдал себя (табл.2). Без удобрений при замене второй после чистого пара пшеницы на вико-овсяную смесь на кормовые цели производство зерна с гектара пашни на 3,5 ц/га снижается, а общая продуктивность не увеличивается. Еще больше снижается производство зерна (на 4,2 ц/га) без увеличения общей продуктивности при внесении N20P30, что примерно равноценно в условиях Зауралья 10-15 т/га навоза. Для увеличения поголовья скота, а вместе с ним и производства навоза как основного в тот период удобрения, такое земледелие и вводилось.
Таблица 2 – Продуктивность севооборотов при разном уровне
удобренности на среднесуглинистом выщелоченном
черноземе южной лесостепи, ц/га пашни (1971-1996 гг.)
| Удобрен- ность | Пар – пшеница – пшеница – пшеница | Пар – пшеница – вико-овес – пшеница | ||
| зерно | корм. единиц | зерно | корм. единиц | |
| 0 | 13,2 | 20,2 | 9,7 | 20,8 |
| Р30 | 14,1 | 21,6 | 10,3 | 22,1 |
| N20P30 | 15,0 | 22,7 | 10,8 | 23,0 |
| N40P30 | 15,3 | 23,2 | 11,0 | 23,6 |
Немного продуктивнее по сравнению с зернопаровыми севооборотами зернопаровые улучшенные без удобрений оказались на тяжелосуглинистых почвах северной лесостепи. Здесь севооборот пар – пшеница – пшеница – пшеница в среднем за 1968-1999 гг. дал 14,9 центнеров зерна, 20,9 ц кормовых единиц с гектара пашни, севооборотпар – пшеница – вико-овес – пшеница – 12 и 22,3 соответственно. Производство зерна снизилось на 2,9 ц/га, а общая продуктивность увеличивается на 1,4 ц кормовых единиц, но эквивалент замены зерна кормами невелик, всего лишь 0,5.
По мнению А.П. Людоговского улучшенная зерновая система земледелия и в европейской части имела большие недостатки.
1. В умеренном климате средней Европы, после снятия кормовых трав с парового поля, трудно успеть подготовить землю для посева озими.
2. Главное кормовое растение – красный клевер требует при повторном посеве промежутка в четыре-шесть лет.
3. При одногодичном использовании трав расходы на семена очень значительны.
4. То или другое чередование растений относительно друг друга оказывает большое влияние на величину урожая, а наиболеевыгодное из них при трехпольном севообороте невозможно. Поэтому переход к плодосменной системе необходим.Хотя улучшенная зерновая система в России имела свою длительную историю и самобытные формы.
Плодосменная система земледелия в ее первоначальной форме предполагала обязательное уничтожение пара, строгое чередование культурных растений на полях, сокращение полей под хлебными злаками, расширение посевов кормовых растений, стойловое содержание скота. Но по мере распространения в странах с различными почвенно-климатическими и общественно-экономическими условиями многие из этих характерных признаков начальной формы мало-помалу слабели и исчезали. Так, например, в приморских странах, где климатические условия благоприятствуют хорошему и продолжительному росту трав, стало выгодным значительную часть полей после плодосменного севооборота отводить под пастбище дляскота.
В Зауралье заметно повышается продуктивность полей при переходе от зерновой улученной, а значит и зернопаровой к плодосменной системе земледелия даже без применения удобрений, но лишь при использовании гербицидов (табл. 3 и 4). При повышении уровня удобренности преимущество увеличивается.
Таблица 3 – Продуктивность севооборотов при разном уровне удобренности на среднесуглинистом выщелоченном черноземе южной лесостепи, ц/га, 1971-1996 гг.
| Удобрен- ность | Пар –пшеница – вико-овес – пшеница | Кукуруза – пшеница – вико-овес – пшеница | ||
| зерно | корм. единиц | зерно | корм. единиц | |
| 0 | 9,7 | 20,8 | 7,5 | 26,5 |
| Р30 | 10,3 | 22,1 | 7,9 | 27,6 |
| N20P30 | 10,8 | 23,0 | 8,4 | 30,7 |
| N40P30 | 11,0 | 23,6 | 9,0 | 32,0 |
| N60P30 | 10,9 | 23,7 | 9,0 | 32,1 |
Без удобрений производство зерна в южной лесостепи при переходе на 2,2 ц/га снижается, общая продуктивность на 5,7 ц кормовых единиц увеличивается, коэффициент замены – 2,6. Это высокий показатель. При внесении N40P30коэффициент замены повышается до 4,2, то есть каждый потерянный центнер зерна возмещается 4,2 ц кормовых единиц.
Еще выгоднее такая замена в северной лесостепи, где лучше увлажненность. Даже без удобрений здесь коэффициент замены – 4,3, при внесении N40P30 он почти удваивается, увеличиваясь до 8,4, а при внесении N80P30и N120P30 проявляется так называемое дополнительное соотношение, то есть общая продуктивность увеличивается без снижения производства зерна.
Таблица 4 – Продуктивность севооборотов при разном уровне удобренности на тяжелосуглинистом выщелоченном черноземе северной лесостепи, ц/га, 1968-1999 гг.
| Удобрен- ность | Пар –пшеница – вико-овес – пшеница | Кукуруза – пшеница – вико-овес – пшеница | ||
| зерно | корм. единиц | зерно | корм. единиц | |
| 0 | 12 | 22,3 | 9,5 | 33 |
| Р30 | 12,6 | 23,8 | 10,1 | 35,9 |
| N40P30 | 14,2 | 27,5 | 13,2 | 45,9 |
| N80P30 | 14,7 | 29 | 14,3 | 51,9 |
| N120P30 | 14,5 | 28,9 | 14,5 | 53 |
С увеличением производства пропашных культур возникла зернопропашная система. Ее без глубокой научной проработки с подачи директора Алтайского НИИ Наливайко Н.С. Хрущев в начале 1960-х пытался в законодательном порядке внедрить почти по всему СССР. Из этого естественно ничего не получилось, страна потерпела, как говорят фиаско, оставшись без хлеба, зерно пришлось закупать и завозить из Канады.
Причин тому было несколько.
1. При отсутствии гербицидов справиться с сорняками можно лишь при своевременной регулярной обработке междурядий, что возможно лишь при наличии людских резервов (при ручной прополке), или техники. Ни того, ни другого в то время страна не имела.
Квадратно-гнездовым посевом, чтобы обработку вести в том и другом направлениях, контролируя сорняки, овладели лишь к концу десятилетия. Появились соответствующие сеялки, научились ими управлять, пополнился и тракторный парк.
Силосная масса, хоть и небольшая выросла, а убирать ее нечем
2. Чистый пар ликвидировали, удобрений нет, а пропашные культуры, в частности кукуруза, нуждаются в повышенном питании.
3. Совершенно не подготовлены к нововведениям были и кадры, в том числе специалисты.
Однако были отдельные примеры и положительных результатов. В совхозе-техникуме Кургансой области, например, при средней доле зерновых в пашне 61,3 %, практически без чистого пара, но с высокой насыщенностью кормовыми культурами и внесением 24 кг/га действующего вещества азотно-фосфорных удобрений на гектар пашни, средняя урожайность зерновых за 1961-1965 гг. составила 18,6 ц/га. Высокие по тем годам показатели. В следующем пятилетии при внесении 58 кг на гектар пашни удобрений (N38P20) урожайность зерновых культур здесь еще больше возросла и достигла 25,5 ц/га. Как в первом, так и во втором пятилетии при необходимости здесь применялись еще и гербициды, то есть были устранены выше отмеченные производственные недостатки.
Не только возможность, но и необходимость зернопропашной системы земледелия при наличии, прежде всего подготовленных кадров и гербицидов, еще лучше и удобрений в Зауралье показали и результаты многолетних исследований. Она эффективна даже в степной зоне.
Существует мнение, что беспаровое земледелие возможно только при годовом количестве осадков не менее 400-450 мм. В степной зоне Зауралья выпадает 295-335 мм. Без удобрений даже при высокой технологической дисциплине с использованием при необходимости гербицидов действительно, особенно с учетом сопряженных экономических, организационных и технологических преимуществ, зернопаровое земледелие имеет существенное преимущество перед другими системами. Севооборот пар – пшеница – пшеница – ячмень без удобрений дает здесь 10,7 ц зерна с гектара пашни, на фоне N40P20 – 12,8, при внесении N60P30 – 13,0 ц, севооборот кукуруза – пшеница – пшеница – ячмень – соответственно 8,8; 10,9 и 11,5, т.е. на 1,5-1,9 ц меньше. Общая же продуктивность зернопропашного севооборота без удобрений на 9,4 ц корм. ед. больше, чем зернопарового, на фоне N40P20 – на 12,0, на фоне N60P30 – на 14,9 ц. Конкурирующее отношение без удобрений – 4,9, на фоне N40P20 – 6,3, на фоне N60P30 – 9,9. Замена выгодна.
Причем, выгоднее из всех пропашных культур Зауралья кукуруза. Она в первой половине лета растет медленно и расходует немного воды, позднее быстро смыкает рядки и почвенную влагу расходуется только через транспирацию растений. Поэтому остаточное количество влаги в слое 0-300 см почвогрунта после ее уборки примерно такое же, как после пшеницы, посеянной по чистому пару.
Кукуруза дает и наибольшее количество энергетического корма с единицы площади. Ее ценность особенно возросла после появления скороспелых и в то же время высокоурожайных гибридов. Кроме качественного силоса, она дает сейчас здесь и зерно.
В лесостепной зоне зернопропашная система продуктивнее даже плодосменной. На среднесуглинистых выщелоченных черноземах без удобрений первая дает 29 ц кормовых единиц с гектара пашни, вторая 26,5, на 2,5 ц больше, а на фоне N60P30 это преимущество достигае 5,9 ц кормовых единиц (табл. 5). Основная причина тому – низкая по сравнению с зерновыми культурами урожайность трав.
Таблица 5 – Продуктивность севооборотов при разном уровне удобренности на среднесуглинистом выщелоченном черноземе южной лесостепи, ц/га, 1971-1996 гг.
| Удобрен- ность | Кукуруза – пшеница – вико-овес – пшеница | Кукуруза – пшеница – пшеница – пшеница | ||
| зерно | корм. единиц | зерно | корм. единиц | |
| 0 | 7,5 | 26,5 | Зерно | к. ед. |
| Р30 | 7,9 | 27,6 | 9,8 | 29,0 |
| N20P30 | 8,4 | 30,7 | 10,4 | 29,9 |
| N40P30 | 9,0 | 32,0 | 11,4 | 34,6 |
| N60P30 | 9,0 | 32,1 | 12,5 | 37,3 |
Наибольшую продуктивность из зернопропашных севооборотов обеспечивают двухпольные, т.е с наименьшим насыщением зерновыми культурами. По мере увеличения доли зерновых культур в пашне производство зерна с гектара пашни растет, а общая продуктивность снижается (табл. 6).
Таблица 6 – Продуктивность зернопропашных севооборотов при разном насыщении их посевами пшеницы в зависимости от уровня удобренности на тяжелосуглинистом обыкновенном солонцеватом черноземе южной лесостепи, ц/га пашни, 1972-2000 гг.
| Удобрен-ность | Зерно | Кормовые единицы | ||||
| кукуруза – одна пшеница | кукуруза – две пшеницы | кукуруза – одна пшеница | кукуруза – две пшеницы | кукуруза – одна пшеница | кукуруза – две пшеницы | |
| 0 | 9,4 | 11,2 | 12,2 | 29,0 | 26,0 | 24,8 |
| Р30 | 11,0 | 13,4 | 14,7 | 32,1 | 29,8 | 28,8 |
| N20P30 | 11,8 | 14,4 | 15,9 | 36,2 | 33,2 | 31,9 |
| N40P30 | 12,4 | 15,2 | 16,8 | 39,9 | 36,2 | 34,6 |
| N60P30 | 12,6 | 15,8 | 17,3 | 41,8 | 37,7 | 35,9 |
Высокую урожайность кукуруза дает и при бессменном возделывании, причем со временем не снижая своей продуктивности. В среднем за 33 года (1967-1999) в плодосменном севообороте на среднесуглинистом черноземе без удобрений ее урожайность составила 186 ц/га, на фоне N40P20– 248, в бессменных посевах соответственно 177 и 224 ц/га, разница не велика.
Она, как уже отмечалось, оставляет после себя больше почвенной влаги по сравнению с другими непаровыми предшественниками, особенно в глубоких слоях почвы, но обедняет почву питательными веществами. Без удобрений это плохой предшественник, с удобрениями же на чистых от сорняков полях по продуктивности возделываемых культур часто выходит на второе место после чистого пара, а на тяжелосуглинистых выщелоченных черноземах северной лесостепи при внесении N40P30 обеспечивает такую же урожайность пшеницы, как посевы по пару. Хорошим предшественником оказывается кукуруза и в засушливых условиях. На среднесуглинистом выщелоченном черноземе южной лесостепи в засушливые 1975, 1984 и 1989 гг. при ГТК вегетационного периода 0,31-0,40 без удобрений средняя урожайность пшеницы по пару составила 11,5 ц/га, после кукурузы – 9,1.
В засушливых условиях конкуренцию кукурузе может составить лишь суданская трава. На среднесуглинистом выщелоченном черноземе южной лесостепи средняя урожайность кукурузы при внесении N40P20 за пять лет составила 87,6 ц кормовых единиц, суданской травы – 77,2, вики с овсом – 34,6; в степной зоне на такой же почве и при той же дозе удобрений – соответственно 73,8; 112,4 и 35 ц кормовых единиц. По кормовым достоинствам суданская трава не уступает овсу, а в фазе цветения содержит в расчете на кормовую единицу 110 г переваримого протеина. При своевременной заготовке из нее получается качественное сено. При внесении удобрений она, как и кукуруза, – хороший предшественник для зерновых культур. На среднесуглинистом выщелоченном черноземе южной лесостепи средняя за пять лет урожайность яровой пшеницы без удобрений после кукурузы составила 16,7 ц/га, после вики с овсом на сено – 17,8, после суданской травы – 16,7, при внесении N40P20 – соответственно 20,9; 19,7; 20,9 ц/га. В степной зоне эти показатели без удобрений составляют 12,0; 12,4; 11,9 ц/га, при внесении N40P20 – 15,7; 15,0; 16,7, при внесении N60P30 – 16,8; 16,7 и 18,3 ц/га.
При наличии гербицидов и удобрений в лесостепи, особенно северной, Зауралья, продуктивнее зернопарового земледелия становится при необходимости зерновое, причем даже при бессменном их возделывании. В северной лесостепи преимущество в 1 ц с гектара пашни бессменной пшеницы над ее возделыванием в севообороте с чистым паром проявляется при полной химизации (гербициды и удобрения) уже при дозе N40P30, при дальнейшем увеличении удобренности преимущество возрастает (табл. 7).
Таблица 7 – Производство зерна пшеницы в зернопаровых севооборотах и бессменных посевах на тяжелосуглинистых выщелоченных черноземах северной лесостепи при уровнях удобренности,
ц/га пашни (1970-1999 гг.)
| Севооборот | 0 | P30 | N40P30 | N80P30 | N120P30 |
| Двухполье | 10,9 | 12,1 | 12,9 | 13,4 | 13,4 |
| Трехполье | 12,4 | 13,5 | 16,4 | 17,5 | 17,5 |
| Четырехполье | 12,7 | 13,6 | 18,4 | 19,3 | 19,5 |
| Бессменная пшеница | 12,0 | 12,1 | 19,4 | 22,6 | 23,6 |
На обыкновенных солонцеватых черноземах продуктивность бессменной пшеницы практически достигает продуктивности зернопаровых севооборотов уже при внесении одних фосфорных удобрений, а на фоне N60P30 дает на 2 ц зерна с гектара пашни больше, зернопаровой четырехпольный (табл. 8).
Таблица 8 – Производство зерна пшеницы в зернопаровых севооборотах и бессменных посевах на тяжелосуглинистых обыкновенных солонцеватых черноземах южной лесостепи при уровнях удобренности,
ц/га пашни (1972-2000 гг.)
| Севооборот | 0 | P30 | N20P30 | N40P30 | N60P30 |
| Двухполье | 10,3 | 13,0 | 13,0 | 13,8 | 13,4 |
| Трехполье | 12,2 | 15,1 | 16,0 | 16,7 | 16,4 |
| Четырехполье | 12,6 | 15,8 | 16,8 | 17,8 | 17,4 |
| Бессменная пшеница | 10,3 | 15,2 | 17,6 | 18,5 | 19,7 |
На более легких почвах по гранулометрическому составу (среднесуглинистых) выщелоченных черноземах этой же южной лесостепи преимущества бессменных посевов пшеницы перед ее возделыванием в севооборотах с чистым паром не происходит (табл. 9).
Таблица 9 – Производство зерна пшеницы в зернопаровых севооборотах и бессменных посевах на среднесуглинистыхвыщелоченных черноземах южной лесостепи при уровнях удобренности,
ц/га пашни (1971-1998 гг.)
| Севооборот | 0 | P30 | N20P30 | N40P30 | N60P30 |
| Двухполье | 10,9 | 12,2 | 11,8 | 12,2 | 11,8 |
| Трехполье | 12,8 | 13,7 | 14,1 | 14,3 | 14,2 |
| Четырехполье | 12,8 | 13,9 | 14,8 | 15,2 | 14,8 |
| Бессменная пшеница | 11,1 | 11,7 | 14,2 | 14,8 | 15,6 |
Это связано с тем, что урожайность пшеницы здесь ограничивается не только уровнем минерального питания, но и обеспеченностью влагой. При увеличении осадков за вегетационный период до 250-270 мм продуктивность пшеницы по чистому пару и в бессменных посевах становится одинаковой (рис. 1).
Рисунок 1.4–Урожайностьпшеницыв зависимости от количества осадков за вегетационный период на среднесуглинистом выщелоченном черноземе южной лесостепи: 1 – по пару без удобрений; 2 – по пару на фоне N40P20; 3 – бессменное возделывание без удобрений;4 – бессменное возделываниена фоне N40P20 , 1973-1999 гг.
Из зерновых культур в южной лесостепи и степи продуктивнее овес.На тяжелосуглинистых обыкновенных солонцеватых и среднесуглинистых выщелоченных черноземах южной лесостепи его преимущество над яровой пшеницей составляет 3,0-7,5 ц/га(табл.10). На среднесуглинистых выщелоченных черноземах степной зоны без удобрений в бессменных посевах пшеница в среднем дает 11,2 ц/га, овес – 15,6, на фоне N40P20соответственно 13,7 и 17,8 ц/га.Пшеница и овес в севообороте выше урожай, чем при бессменном возделывании.
Таблица 10 – Урожайность зерновых культур при бессменном
возделывании и чередовании между собой в южной лесостепи,ц/га
| Культура | Среднесуглинистый выщелоченный чернозем | Тяжелосуглинистый обыкновенный чернозем | ||
| 0 | N40P20 | 0 | N40P20 | |
| Бессменно | ||||
| Пшеница | 14,2 | 16,6 | 15,8 | 23,2 |
| Овес | 18,7 | 22,8 | 23,5 | 30,7 |
| Ячмень | 16,0 | 20,4 | 19,5 | 30,2 |
| Среднее | 16,3 | 19,9 | 19,0 | 28,0 |
| В севообороте | ||||
| Пшеница | 15,2 | 18,9 | 19,7 | 28,2 |
| Овес | 21,2 | 25,5 | 24,5 | 31,5 |
| Ячмень | 16,3 | 20,6 | 19,9 | 30,0 |
| Среднее | 17,6 | 21,7 | 21,4 | 29,9 |
На тяжелосуглинистых выщелоченных черноземах северной лесостепи в севообороте продуктивнее и ячмень, аэффективность как севооборота, так и удобрений здесь заметно выше, чем в других зонах Зауралья (табл. 11).
Таблица 11 – Урожайность зерновых культур при возделывании бессменно и чередовании между собой на тяжелосуглинистом выщелоченном черноземе северной лесостепи, ц/га
|
Культура | Без удобрений | N80P30 | ||
| бессменно | в севообороте | бессменно | в севообороте | |
| Овес | 14,4 | 16,7 | 22,1 | 28,2 |
| Пшеница | 14,9 | 16,5 | 22,1 | 28,3 |
| Ячмень | 16,2 | 18,4 | 21,9 | 27,0 |
| Среднее | 15,2 | 17,2 | 22,0 | 27,9 |
При сравнении зернопарового севооборота с зерновым урожайность культур обычно выше в севообороте с чистым паром, производство продукции же особенно за вычетом расходованных семян – в зерновом. В севообороте пар – пшеница – пшеница – ячмень, например без удобрений средняя урожайность за 1974-1998 гг. – 18, в овес – пшеница – пшеница – ячмень – 16,2, производство зерна соответственно 12 и 14,2 ц (табл. 12).
Таблица 12 – Урожайность зерновых культур и производство зерна с гектара пашни за вычетом семян среднесуглинистом выщелоченном черноземе южной лесостепи, ц/га
| Удобренность | Урожайность, ц/га | Производство, ц/га пашни | ||
| зернопаровой | зерновой | зернопаровой | зерновой | |
| 0 | 18,0 | 16,2 | 12,0 | 14,2 |
| Р30 | 19,7 | 17,0 | 13,3 | 15,0 |
| N30P30 | 21,9 | 20,6 | 14,9 | 18,6 |
| N60P30 | 22,2 | 21,4 | 15,2 | 19,4 |
| N90P30 | 21,9 | 19,6 | 14,9 | 17,6 |
| 10 т навоза | 21,8 | 19,3 | 14,8 | 17,3 |
Весьма интересно как в теоретическом, так и в практическом отношении использование овса в качестве предшественника яровой пшеницы. Широко распространенная практика его посева в конце севооборота оправданна. Он менее требователен к условиям произрастания, дешевле, чем пшеница. На Центральном (1971 г.) и Катайском (1975 г.) опытных полях В.И. Овсянниковым были заложены многофакторные опыты, где овес во взаимодействии с азотными удобрениями рассматривался как альтернатива чистому пару и другим предшественникам яровой пшеницы. На тяжелосуглинистых лугово-черноземных почвах северной лесостепи овес в качестве предшественника яровой пшеницы оказался равноценным кукурузе, а при дозе N80P30 – и гороху, неудобренному пару. На среднесуглинистом выщелоченном черноземе южной лесостепи средняя за 1972-1998 гг. урожайность пшеницы по чистому неудобренному пару составила 22,8 ц/га, после овса с дозой N60P30 – 20,2. Средняя урожайность трех культур после пара в севообороте пар – пшеница – пшеница – ячмень без удобрений составила 15,4 ц/га, после овса в севообороте овес – пшеница – пшеница – ячмень без удобрений – 14,4 ц/га, на фоне N30 – 16,9 ц/га. Уже при небольшой дозе удобрений продуктивность трех культур зернового севооборота оказалась на 1,5 ц/га больше, чем после неудобренного пара.
Все средства интенсификации производства эффективнее при комплексном (совместном) их использовании. На среднесуглинистом выщелоченном черноземе южной лесостепи, например, в среднем за 1991-1999 гг. без средств химизации овес, ячмень, пшеница при возделывании бессменно и в чередовании между собой практически дали одинаковую урожайность (табл.13). С гербицидами без удобрений, с удобрениями без гербицидов и при полной химизации пшеница и овес оказались продуктивнее в севообороте. А наиболее высокий эффект все названные факторы дали при совместном их использовании.
Таблица 13 – Урожайность зерновых культур при возделывании
бессменно и чередовании между собой при разных уровнях химизации на среднесуглинистом выщелоченном черноземе южной лесостепи, ц/га
|
Культу-ра | Без химизации | С гербицидами | N60P30 | N60P30 + гер- бициды | ||||
| бес- смен но | в сево-обо-роте | бес- смен но | в сево- обо- роте | бес- сменно | в се-вообо-роте | бес- смен-но | в се-вообо-роте | |
| Овес | 16,7 | 16,6 | 15,7 | 19,9 | 19,9 | 22,0 | 25,5 | 28,4 |
| Пшени-ца | 10,7 | 10,9 | 11,0 | 13,9 | 13,9 | 15,3 | 17,6 | 19,8 |
| Ячмень | 10,7 | 10,0 | 11,5 | 11,1 | 16,6 | 16,0 | 21,0 | 20,7 |
| Среднее | 12,7 | 12,3 | 12,7 | 15,0 | 16,8 | 17,8 | 21,4 | 23,0 |
| Эффективность: севооборота | 2,3 | 1,0 | 1,6 | |||||
| гербицидов | 0,0 | 2,7 | ||||||
| удобрений | 4,1 | 5,5 | ||||||
| общая | 8,7 | 10,7 | ||||||
Есть мнение, что при повышении уровня интенсификации земледелия значение севооборотов снижается, так как многие вопросы, которые решаются за счет чередования сельскохозяйственных культур, можно решить за счет удобрений, гербицидов, инсектицидов и т. д. Это не совсем так. Пшеница и овес, как уже отмечалось, независимо от уровня удобренности, нуждаются в севообороте. У кукурузы с повышением уровня химизации потребность в севообороте даже возрастает (табл.14).
Таблица 14 – Продуктивность сельскохозяйственных культур, возделываемых бессменно и при чередовании между собой в зависимости от уровня удобренности на среднесуглинистом выщелоченном черноземе южной лесостепи, ц к.ед./га (1967-2000 гг.)
| Культуры | Бессменно | В севообороте | ||||
| O | N40P20 | N60P20 | O | N40P20 | N60P20 | |
| Кукуруза | 42,7 | 54,0 | 56,9 | 43,0 | 55,4 | 58,6 |
| Пшеница | 20,2 | 26,5 | 26,2 | 23,0 | 28,7 | 28,8 |
| Овес | 22,0 | 27,0 | 30,5 | 23,2 | 30,5 | 32,8 |
| В среднем | 28,3 | 35,8 | 37,9 | 29,6 | 38,1 | 39,9 |
Социальные, экономические и экологические критерии при производстве сельскохозяйственной продукции часто не совпадают. Для оптимизации севооборотов необходим более богатый видовой состав возделываемых культур, ограничение повторных посевов. Ориентируясь на это, товаропроизводитель должен возделывать несколько культур, каждая из которых нередко требует своего комплекса технических средств для возделывания, хранения, переработки. При введении в севооборот чистого пара и культур с разными сроками посева снижается потребность в трудовых и материальных затратах. При возделывании, например, одновременно озимых и яровых культур повышается не только продуктивность, но и стабильность производства продукции по годам. Погодные условия далеко не постоянны, в отдельные годы продуктивнее озимые культуры, в другие – яровые. При наличии тех и других меньше провалов. Однако такая структура посевных площадей, рациональная с агротехнической точки зрения, экономически часто оказывается невыгодной, так как эффективность севооборотов, как и всего производства, в значительной степени зависит еще и от конъюнктуры рынка. Из озимых зерновых культур наиболее приспособлена к условиям Западной Сибири и Зауралья озимая рожь, а она на сегодня практически не имеет спроса.
Наиболее напряженные периоды полевых работ можно разгрузить за счет увеличения доли чистого пара. Даже при одинаковой продуктивности гектара пашни в севооборотах с чистым паром трудовых и материальных ресурсов требуется меньше, чем без пара, используются они эффективнее, но это не всегда оправдано экологически. В эрозионноопасных условиях для защиты парового поля нужны дополнительные мероприятия. На черноземах южной лесостепи и степной зоны в таких севооборотах нередка повышенная минерализация органического вещества почвы, загрязнение окружающей среды нитратами, снижение плодородия.
При замене зерновых культур пропашными силосными продуктивность пашни повышается, но одновременно значительно увеличивается потребность в дополнительной техники, других средствах, из-за отсутствия животных силосные культуры многим предприятиям не нужны. Без химических средств в севооборотах с более широким набором культур легче контролировать сорняки, вредителей, болезни, что иногда и дешевле, экологически безопаснее. Однако совершенствование технологий производства, переработка продукции, подготовка ее к реализации, а иногда и сама реализация тесно связаны со специализацией. От нее в значительной степени зависит научно-технический прогресс, совершенствование средств механизации и автоматизации, квалификация специалистов. С ней связана потребность в материально-технических и людских ресурсах. При производстве большого ассортимента продукции сложнее своевременно реагировать на меняющуюся конъюнктуру рынка, труднее выдерживать конкуренцию. Специализация особенно важна для малочисленных коллективов. В то же время при ограничении количества возделываемых культур, сведении их до минимума иногда усиливаются эрозионные процессы, снижается плодородие почвы.
При достаточной обеспеченности удобрениями, пестицидами, биопрепаратами и другими средствами защиты растений, при наличии устойчивых к вредителям и болезням сортов, значение культурооборота снижается и возможность повторного возделывания культур увеличивается. Однако и здесь часто возникают сложности. Минеральные удобрения и другие химические средства при правильном использовании высоко рентабельны, но из-за недостатка оборотных средств приобрести их производитель не может.
Контрольные вопросы
1. Зернопаровая трехполка и условия ее необходимости
2. Зернопаровое улучшенное земледелие, его особенность применения в России и Зауралье
3. Плодосменная система земледелия. Ее возникновение, особенность применения в России и Зауралье
4. Зернопропашная система земледелия. Ее внедрение в СССР и причины провала
5. Эффективность зернопропашной системы земледелия в Зауралье
6. Продуктивность зернопаровых севооборотов и бессменных культур
7. Урожайность и эффективность зернопаровых зерновых в Зауралье
8. Эффективность использования средств интенсификации в земледелии
9. Специализация севооборотов и противоречия
Зарубежный опыт
Дата добавления: 2018-04-15; просмотров: 496; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!