Агроэкологические и экономико-энергетические основы оптимизации полевых севооборотов в среднем Заволжье (стр. 6 )

Одним из важных показателей эффективности севооборотов является воспроизводство почвенного плодородия. Оптимизационная модель плодородия почвы показала, что в паровых четырехпольных звеньях севооборотов положительный баланс гумуса наступает при использовании соломы озимой и яровой пшеницы в качестве удобрения и ресурсосберегающих систем обработки почвы (табл. 15).

В беспаровых звеньях севооборотов с использованием зернобобовых смесей (на корм и сидераты) и соломы озимых культур идет воспроизводство почвенного плодородия. В пропашных звеньях проблема баланса гумуса решается с помощью внесения соломы зерновых культур (пшеницы) и ресурсосберегающей почвозащитной обработки почвы. На уровне многопольных зернопаровых и зернопаропропашных севооборотов положительный баланс гумуса достигается также с помощью соломы зерновых культур и почвозащитной технологии, снижающей минерализацию гумуса. При обычной технологии с отвальной вспашкой обязательным приемом достижения бездефицитного баланса гумуса является внесение навоза в паровые поля.

Таким образом, для оптимизации по плодородию почвы наиболее эффективных по выходу зерна и экономическим показателям зернопаровых и зернопаропропашных севооборотов, необходимо использовать почвозащитные технологии и заделку в почву солому озимой и яровой пшеницы - наименее ценной по кормовым достоинствам продукции.

Таблица 14

Оптимизационные модели технологий

производства зерна в севооборотах

Севообороты	Выход зерна, ц на га пашни	Рентабельность, %	Себестоимость, руб/ц
1	2	3	1	2	3	1	2	3
Черный пар-озимые-яр. пшеница-ячмень	17,8	24,1	22,5	133	8	11	114	241	232
Кукуруза-яр. пшеница-ячмень	10,3	17,8	15,6	152	65	91	27	46	37
Просо-яр. пшеница-ячмень	11,1	21,0	18,8	28	48	52	198	164	158
Чёрный пар-озимые-яр. пшеница-ячмень-кукуруза-яр. пшеница-ячмень	14,8	21,4	19,5	141	33	43	77	157	148
Черный пар-озимые-яр. пшеница-ячмень-просо-яр. пшеница-ячмень	14,9	21,8	20,9	88	25	29	150	208	200

1 – экстенсивные технологии (вспашка, без удобрений и гербицидов);

2 – интенсивные технологии (вспашка, интенсивные дозы удобрений,

гербициды);

3 – ресурсосберегающие технологии (минимальная обработка, средние

дозы удобрений, гербициды).

Таблица 15

Модели плодородия с положительным балансом гумуса (+)

для полевых севооборотов

Севообороты	Поступление органики	Технологии
навоз	солома	сидера- ты	обыч- ная	ресурсо- сберегающая
Зернопаровой с 25% пара и 75% зерновых	-	озимых и яровых	-		+
Тот же	20т/га	озимых	-		+
Тот же	20т/га	озимых и яровых	-	+
Зернопаропропашной с 14% пара и 72% зерновых	-	озимых и яровых	-		+
Тот же	20т/га	озимых	-		+
Тот же	20т/га	озимых и яровых	-	+
Зернопропашной с 72% зерновых	-	озимых	-		+
Тот же	-	озимых и яровых	-	+
Зернопропашной с 14% сидерального пара и 72% зерновых	-	озимых	донник, зернобобовые		+
Тот же	-	озимых и яровых	донник, зернобобовые	+
Зернотравянопропашной с 75% зерновых	-	-	-	+
Зернотравянопропашной с 13% пара и 65% зерновых	-	озимых	-	+
Зернопаровой с 13% пара и 73% зерновых	-	озимых	-		+
Зернопаровой с 13% пара, 13% сидерального пара и 75% зерновых	-	озимых	донник, зернобобовые		+

Выводы

1. Для засушливой зоны Среднего Заволжья основные погодные условия, наиболее сильно влияющие на продуктивность культур, - это осадки и температура воздуха. Коэффициент регрессиии связи количества осадков за сельскохозяйственный год и урожаев составляет 0,901. Наибольшее влияние на урожайность зерновых культур по температурному режиму имеет температура мая-августа.

В условиях Степного Заволжья наблюдается 22 типа лет с различными сочетаниями режимов увлажнения и тепла. Вероятность прохладного лета составляет - 22,9 % лет, а теплого - 23,9 % лет. Преобладающий тип засухи - весенне-летний с вероятностью 31,6 лет (1 раз в 3 года). Повторяемость весенней засухи 4,3 %, летней - 7,6 % лет, наиболее вредоносной весенне-осенней засухи - 1,1 %. Средние потери урожайности яровой пшеницы от разного типа засух составляют 46,9 %.

Прогрессирующий рост урожайности яровой пшеницы за последние 100 лет связан с нарастающим количеством осадков, понижением среднесуточной температуры воздуха и антропогенной деятельностью.

На долю прироста урожайности яровых зерновых культур от увеличения количества осадков и понижения температуры в теплый период приходится 68,7 %, а на долю антропогенной деятельности (системы земледелия, технологии) - 31,3 %. Поэтому большой резерв повышения урожайности приходится на совершенствование влагосберегающих систем, в том числе оптимизацию севооборотов по удельному весу паров и озимых культур.

2. Наиболее эффективными по борьбе с засоренностью полей с уровнем 20-25 штук сорняков на 1 м2 являются 3-4-х польные зернопаровые звенья с чистым паром. Звенья с занятым паром, зернопропашные звенья с кукурузой менее эффективны, засоренность их увеличивается в 1,5-2 раза и требуется применение гербицидов.

Для того чтобы поддерживать низкий уровень засоренности посевов без применения гербицидов в многопольных севооборотах (8-10 полей) с большим насыщением зерновых культур необходимо иметь в них не менее двух полей чистого пара с удельным весом 20-25 % от севооборотной площади.

3. Чистые пары имеют наиболее высокую агрогидрологическую роль в накоплении доступной влаги для получения полноценных всходов, развития и формирования урожаев озимых культур. В среднем в зоне Степного Заволжья накапливается 101,2 мм в метровом слое почвы перед посевом озимых по сравнению с 46,9 мм по занятым парам. Потери влаги на физическое испарение за период парования (от 114 до 305 мм) компенсируются усвоением летних осадков и внутрипочвенным передвижением ее из нижней части корнеобитаемого слоя.

Накопление запасов доступной влаги весной перед посевом яровой пшеницы не зависит в значительной степени от предшественников в севообороте. По озимым накапливается в среднем 122-124 мм, по кукурузе 114-125, по многолетним травам 116-124 мм.

Расход воды на единицу урожая озимых культур за их вегетацию (с учетом запасов влаги в почве и осадков) ниже на 9-9,5 % при размещении их по чистому пару в сравнении с занятым паром. Из зерновых культур наименьший расход влаги у яровой пшеницы и ячменя ( м3 на 1 т зерна) из кормовых культур - у вико-овса (413 м3 на 1 т сена) и кукурузы (764 м3 на 1 т зеленой массы).

4. Наиболее интенсивное накопление нитратного азота происходит в чистых парах (до 76-86 мг на 1 кг), под многолетними бобовыми травами, кукурузой (до 75 мг) и яровой пшеницей после многолетних трав (до 47-50 мг). В условиях постоянного применения минеральных удобрений в севооборотах параметры содержания подвижного фосфора и обменного калия более стабильны и менее подвержены колебаниям в зависимости от предшественников.

5. Ежегодные потери гумуса при интенсивном использовании пашни и применении минеральных удобрений не покрываются гумификацией пожнивно-корневых остатков. Наибольшие потери гумуса (0,831 т/га ежегодно) наблюдаются в зернопаропропашном севообороте с двумя полями чистого пара (22 % от пашни). Компенсировать эти потери необходимо за счет навоза, соломы озимых и яровых зерновых культур.