Урожайность озимой пшеницы и плодородие почвы в условиях Центрально-Чернозёмного региона

doi: 10.24411/0235-2451-2021-10503 УДК 631.582:631.82:631.452:631.559

Урожайность озимой пшеницы и плодородие почвы в условиях Центрально-Чернозёмного региона*

И. И. ГУРЕЕВ, Л. Б. НИТЧЕНКО, В. А. ЛУКЬЯНОВ, И. А. ПРУЩИК

Курский федеральный аграрный научный центр, ул. Карла Маркса, 70б, Курск, 305021, Российская Федерация

Резюме. Цель исследования - определение зависимости урожайности озимой пшеницы и плодородия почвы от доз минеральных удобрений, севооборотов и элементов рельефа поля в условиях Центрально-Чернозёмного региона. Работу выполняли в 1987-2020 гг. в Курской области. В трёхфакторном полевом опыте изучали воздействие на урожайность озимой пшеницы и содержание гумуса в почве трёх градаций элементов рельефа, трёх севооборотов и трёх доз минеральных удобрений. Почва опытного участка - чернозём типичный, среднесуглинистый. Впервые созданы адекватные нелинейные уравнения зависимости урожайности озимой пшеницы от уровня применения минеральных удобрений, элементов рельефа и севооборотов, которые позволяют выполнять углубленный анализ и планировать производство культуры в различных условиях. Максимальная в опыте урожайность озимой пшеницы формируется после чистого пара в зернопаропропашном севообороте - 3,90 т/га, что на 9,5...17,8 % выше, чем после многолетних трав 1-го и 2-го года пользования. В ротациях с благоприятными гидротермическими условиями средняя урожайность культуры составляла 3,82 т/га, при засушливых условиях - она снижалась на 13,5 %. Среднее по опыту содержание гумуса в почве за период проведения исследований уменьшилось с 6,10 до 5,49 %. Применение минеральных удобрений способствовало росту величины этого показателя на

0.02.0.09 %. Положительное влияние на его накопление оказывали зернотравяной и зернотравянопропашной севообороты, а также благоприятный гидротермический режим в годы ротации. Размещать культуру предпочтительнее на водораздельном плато, что усиливает устойчивость посевов к неблагоприятным климатическим воздействиям. Минеральные удобрения в средних и высоких дозах способствуют росту урожайности озимой пшеницы пропорционально внесённому количеству, вплоть до N40P80K80, но минимальная в опыте себестоимость зерна (5,03 тыс. руб./т) отмечена на водораздельном плато в зернопаропропашном севообороте в варианте с нормой N20P40K40.

Ключевые слова: озимая пшеница (Triticum aestivum L.), урожайность, водораздел, склон, минеральные удобрения, севооборот, гумус, экономико-экологическая эффективность.

Сведения об авторах: И. И. Гуреев, доктор технических наук, зав. лабораторией (e-mail: gureev06@mail.ru); Л. Б. Нит-ченко, кандидат сельскохозяйственных наук, старший научный сотрудник (e-mail: nitchenko58@yandex.ru); В. А. Лукьянов, кандидат биологических наук, научный сотрудник (e-mail: lukyanov27@mail.ru); И. А. Прущик, младший научный сотрудник (e-mail: kursk.iva@inbox.ru).

Для цитирования: Урожайность озимой пшеницы и плодородие почвы в условиях Центрально-Чернозёмного региона / И. И. Гуреев, Л. Б. Нитченко, В. А. Лукьянов и др. // Достижения науки и техники АПК. 2021. Т. 35. № 5. С. 22-27. doi: 10.24411/0235-2451-2021-10503.

*Работа выполнена по теме государственного задания № 0632-2019-0015.

Winter wheat yield and soil fertility under conditions of the Central Chernozem Region

1. I. Gureev, L. B. Nitchenko, V. A. Lukyanov, I. A. Pruschik

Kursk Federal Agricultural Scientific Center, ul. Karla Marksa, 70 b, Kursk, 305021, Russian Federation

Abstract. The purpose of the study was to determine the dependence of the winter wheat yield and soil fertility on the doses of mineral fertilizers, crop rotations, and elements of the field relief under conditions of the Central Chernozem Region. The work was performed in 1987-2020 in the Kursk region. In a three-factor field experiment, we studied the effect of three gradations of relief elements, three crop rotations, and three doses of mineral fertilizer on the yield of winter wheat and the humus content in the soil. The soil of the experimental site was typical medium loamy chernozem. For the first time, we have derived adequate nonlinear equations for the dependence of the yield of winter wheat on the level of application of mineral fertilizers, relief elements, and crop rotation, which allow us to perform in-depth analysis and plan crop production under various conditions. The maximum yield of winter wheat in the experiment was registered after bare fallow in a grain-fallow-row crop rotation - 3.90 t/ha, which was 9.5-17.8% higher than after perennial grasses of the 1st and 2nd years of use. In rotations with favourable hydrothermal conditions, the average crop yield was 3.82 t/ha; under dry conditions, it decreased by 13.5%. The average content of humus in the soil during the period of the study decreased from 6.10% to 5.49%. The use of mineral fertilizers contributed to the growth of this indicator by 0.02-0.09%. Grain-grass and grain-grass-row crop rotations, as well as a favourable hydrothermal regime in the years of rotation, had a positive effect on its accumulation. We found out that it is preferable to place the crop on the watershed plateau because this increases the resistance of crops to unfavourable climatic effects. Mineral fertilizers in medium and high doses increased the yield of winter wheat in proportion to the amount applied, up to N40P80K80, but the minimum grain cost in the experiment (5.03 thousand rubles/t) was noted on the watershed plateau in grain-fallow-row crop rotation in the option with the norm N20P40K40.

Keywords: winter wheat (Triticum aestivum L.); yield; watershed; slope; mineral fertilizers; crop rotation; humus; economic and ecological efficiency.

Author Details: I. I. Gureev, D. Sc. (Tech.), head of laboratory (e-mail: gureev06@mail.ru); L. B. Nitchenko, Cand. Sc. (Agr.), senior research fellow (e-mail: nitchenko58@yandex.ru); V. A. Lukyanov, Cand. Sc. (Biol.), research fellow (e-mail: lukyanov27@mail.ru); I. A. Pruschik, junior research fellow (e-mail: kursk.iva@inbox.ru).

For citation: Gureev II, Nitchenko LB, Lukyanov VA, et al. [Winter wheat yield and soil fertility under conditions of the Central Chernozem Region]. Dostizheniya nauki i tekhniki APK. 2021;35(5):22-7. Russian. doi: 10.24411/0235-2451-2021-10503.

Йля достижения оптимального уровня урожайности сельскохозяйственных культур необходимо постоянное совершенствование агро-огий в направлении их большей адаптивности к условиям складывающимся в агроландшафтах. Высокую актуальность во всех регионах России имеет

вопрос оптимизации систем земледелия, которые должны обеспечивать формирование планируемой урожайности и поддержание уровня плодородия почвы. При этом в приоритете остаётся ограничение роста затрат на топливо, средства защиты растений и удобрения [1, 2].

Таблица 1. Исходные почвенные условия многофакторного опыта

Для минимизации за-

Показатель

Водораздельное плато

Северная экспозиция

Южная экспозиция

Содержание гумуса (ГОСТ 26213-91), % 6,6

рНКС| (ГОСТ 26483-85) 6,5 Щёлочногидролизуемый азот (по Корн-

филду), мг/100 г 19 Подвижный фосфор (по Чирикову,

ГОСТ 26204-91), мг/100 г 16,8 Подвижный калий (по Чирикову, ГОСТ

26204-91), мг/100 г _11,7

6,5

5.7

18 9,3

8.8

5,2 7,4

16

11,6

9,2

Важную роль в управлении урожайностью сельскохозяйственных культур играет научно обоснованное применение органических и минеральных удобрений [3, 4, 5]. В большинстве случаев, многие их виды позволяют увеличить не только урожайность, но и содержание органического вещества в почве, что открывает возможности для корректировки уровня плодородия. При этом следует учитывать и остальные агрохимические показатели, среди которых особое внимание уделяется кислотности почвы [6, 7].

Как известно [8, 9], наибольшее количество гумуса накапливается при использовании минеральных удобрений совместно с органическими. Необоснованное повышение доз минеральных удобрений не оказывает угнетающего воздействия на развитие сельскохозяйственных культур, но и не способствуют соответствующему росту их урожайности [10].

Урожайность сельскохозяйственных культур во многом зависит от правильного чередования культур, которое положительно влияет и на плодородие почвы. Без севооборотов невозможна реализация приемов, направленных на повышение культуры земледелия [11, 12, 13]. Предшественник оказывает значительное влияние на запасы влаги в корнеобитаемом слое, что позволяет компенсировать её дефицит [14]. Пожнивные остатки предшественников обогащают почву органическим веществом и, чем они качественнее, например, после бобовых видов, тем выше содержание углерода [15].

Несмотря на многочисленные исследования, направленные на совершенствование системы удобрений в севооборотах, вопрос остается открытым и приобретает особую актуальность при разработке ресурсосберегающих технологий [16, 17, 18].

Определяющее влияние на продуктивность озимой пшеницы оказывают погодные условия, складывающиеся в осенне-зимний период вегетации культуры. Благоприятный гидротермический режим способствует формированию дружных всходов и повышению кустистости, что увеличивает устойчивость культуры к перезимовке и возможным негативным климатическим воздействиям в период весенне-летней вегетации [19].

трат на производство зерна и сохранения плодородия почвы важно рационально спланировать использование земледельческих ресурсов в зависимости от вариабельных почвенно-климатических факторов, что невозможно без наличия адекватной модели.

Цель исследований - определение зависимости урожайности озимой пшеницы и плодородия почвы от доз минеральных удобрений, севооборотов и элементов рельефа поля в условиях ЦентральноЧернозёмного региона.

Условия, материалы и методы. Работу проводили в 1987-2020 гг. в стационарном многофакторном полевом эксперименте ФГБНУ «Курский ФАНЦ» (ЦЧР, Курская область, Медвенский район). Опыт заложен методом расщепленных делянок на водораздельном плато, склонах северной (крутизна - 3о12'...6о40') и южной (крутизна - 3о45'...5о28') экспозиции. Почва экспериментального участка - чернозем типичный, среднесуглинистый (табл. 1).

Схема опыта предусматривала изучение следующих вариантов:

элемент рельефа (фактор А) - водораздельное плато, склон северной экспозиции, склон южной экспозиции;

севооборот (предшественник озимой пшеницы, фактор В) - зернопаропропашной (озимая пшеница -кукуруза на зелёный корм - ячмень - чистый пар), зер-нотравянопропашной (озимая пшеница - кукуруза на зелёный корм - ячмень+многолетние травы - многолетние травы первого года), зернотравяной (озимая пшеница - ячмень+многолетние травы - многолетние травы первого года - многолетние травы второго года);

уровень применения минеральных удобрений под озимую пшеницу (фактор С) - без удобрений, ^0Р40К40 и N Р К

40 80 80"

Агрометеорологические условия в период посева и осенней вегетации озимой пшеницы в годы исследуемых ротаций севооборотов различались по гидротермическому режиму (табл. 2).

По гидротермическому коэффициенту (ГТК) условия с августа по сентябрь можно характеризовать как достаточно увлажнённые в 1987 г. (ГТК=1,55) и недостаточно увлажнённые в 1991 г. (ГТК=1,08), засушливые в 2015 г. (ГТК=0,80) и очень засушливые в 2019 г. (ГТК=0,64). То есть благоприятные условия для озимой пшеницы складывались в 1-ой и 2-ой ротациях, когда в период посева и всходов культуры

Таблица 2. Агрометеорологические условия в период посева и осенней вегетации озимой пшеницы

Ротация Показатель Месяц Среднее ГТК

севооборотов август сентябрь

1-я (1987-1988 гг.) среднемесячная температура воздуха, оС 15,6 10,6 13,1 1,55

месячная сумма осадков, мм 51 73 62

2-я (1991-1992 гг.) среднемесячная температура воздуха, оС 17,8 12,9 15,4 1,08

месячная сумма осадков, мм 80 21 51

8-я (2015-2016 гг.) среднемесячная температура воздуха, оС 20,3 16,7 18,5 0,80

месячная сумма осадков, мм 3 87 45

9-я (2019-2020 гг.) среднемесячная температура воздуха, оС 19,2 14,3 16,8 0,64

месячная сумма осадков, мм 27 39 33

Таблица 3. Урожайность озимой пшеницы в зависимости от минеральных удобрений, севооборотов и элементов рельефа, т/га

Севооборот

Удобрения

водораздельное плато

Элемент рельефа

склон северной экспозиции

склон южной экспозиции

1...2-я

8... 9-я

ротация

1...2-я

8... 9-я

1...2-я

8...9-я

Среднее по дозам удобрений

Среднее по севооборотам

Зернопаро-пропашной

Зернотра-

вянопро-

пашной

Зернотра-вяной

Среднее по

рельефа

НСРП1;

0

N p к

20 „40 40

N p K

40 80 80

среднее

^80*80 среднее

0

N Р К

20 40 40

N Р К

40 80 80

среднее элементам

3,93

4.22 4,41 4,19 3,90 4,49 4,51 4,30

3.23 3,77 3,96 3,65 4,05

3,58 4,30 4,52 4,13 3,00 3,74 3,95 3,56 2,83 3,61 3,82 3,42 3,71

3,58 3,90 3,96 3,81 2,99 3,22 3,41 3,21 2,71 2,96 3,16 2,94 3,32

2,79 4,17 4,63 3,86 2,61 3,63 4,28 3,51 2,38 3,46 3,82 3,22 3,53

4,25

4.34 4,45

4.35 3,68 4,15 4,48 4,10 3,58 3,91 4,01 3,83 4,09

2,69 3,16 3,40 3,08 2,31 2,67 3,14 2,71 2,34 2,73 3,34 2,80 2,86

3,47 4,02 4,23

3,08 3,65 3,96

2,85 3,41 3,69

3,90

3,56

3,31

А=0,35; В=0,35; С=0,35; АВ=0,15; АС=0,15; ВС=0,15; АВС=0,27

(август-сентябрь) среднемесячная температура воздуха составляла +13,1...15,4 оС, среднее количество осадков - 51.62 мм. Для 8-ой и 9-ой ротаций величины этих показателей составляли соответственно +16,8.18,5 оС и 33.45 мм. То есть при более высокой температуре воздуха осадков выпало в 1,5 раза меньше, гидротермические условия оказались неблагоприятными для озимой пшеницы, из-за чего растения ушли в зиму слабо развитыми, что впоследствии негативно сказалось на урожайности.

Экспериментальные данные обрабатывали методами дисперсионного и регрессионного анализа с использованием программных средств 81айвйка, пакета анализа данных «Сельскохозяйственная статистика». Показатели урожайности обрабатывали по ортогональному композиционному плану методики оптимального планирования многофакторного эксперимента, что позволило формализовать исследуемые процессы более точной моделью в виде нелинейных уравнений (БородюкВ. П., Вощинин А. П., Иванов А. З. Статистические методы в инженерных исследованиях. Лабораторный практикум: учеб. пособие. М.: Высшая школа, 1983.216 с.). Адекватность представленной модели подтверждена статистической оценкой с использованием критерия Стьюдента, критерия Кохре-на и Г-критерия Фишера.

Результаты и обсуждение. Урожайность сельскохозяйственных культур - интегральный показатель оценки влияния всех факторов, воздействующих на растения. В среднем за 1-ю и 2-ю ротации севооборотов сбор зерна озимой пшеницы на водораздельном плато составляла 4,05 т/га, на склонах северной экспозиции - 3,32 т/га, южной экспозиции - 4,09 т/га (табл. 3). В 8-й и 9-й ротациях величина этого показателя снизилась на 13,5 %, что обусловлено ухудшением гидротермических условий.

После обработки данных по урожайности были получены регрессионные модели производства зерна озимой пшеницы в условиях ЦентральноЧернозёмного региона (1):

Уп89 = 3,74 + 0,36Х1 + 0,48Х2+0,21Х12 -0.27Х2; Ус12 = 3,25 + 0,44Х, + 0,21Х2 + 0.17Х? -0,06Х22; Ус89 = 3,73 + 0,32Х, + 0,83Х2 + 0, ^Х., - 0,34Х22; ую12 = 4,14 + 0,26X, + 0,24Х2 - 0,06Х,Х2 - 0,06Х22; Уюв» =2,7 + 0,14^+0,42Х2 -0,07Х1Х2 -0,24Х,2;

где Уп12' Уп89 Ус12' Ус89 Ую^ Ую89 - ур°жайн°сть зерна

озимой пшеницы, соответственно, на водораздельном плато 1.2 и 8.9 ротации, склоне северной экспозиции 1.2 и 8.9 ротации, склоне южной экспозиции 1.2 и 8.9 ротации, т/га; Х1 - кодовое значение севооборота: зернопаропропашной =+1, зернотравянопропашной =0; зернотравяной =-1; Х2 - кодовое значение дозы NPK: ^оР8о^ =+1, N^40^ =0, без удобрения =-1.

Анализ уравнений (1) показал, что урожайность зерна озимой пшеницы на водораздельном плато Уп12 и Уп89 зависит от гидротермических условий меньше, чем на склонах (рис. 1). Динамика её изменения при использовании удобрений примерно одинакова. Для групп ротаций севооборотов 1.2 и 8.9 величина сбор зерна без удобрений составил 3,56.3,83 т/га, на фоне ^0Р80^ - 4,43.4,52 т/га.

4,5

ё о

.1 3,5

П1 й о

2,5

Ую12

'--л- — Уп12

1 '' V с12

У / / / * Ус89 Ую89

/ / ___— / ----

И20Р40К40 Удобрение

ШОР80К80

Рис. 1. Урожайность зерна озимой пшеницы в зернопа-ропропашном севообороте в зависимости от удобрений и элементов рельефа.

Наибольший контраст урожайности по группам ротаций севооборотов отмечали на склоне южной экспозиции. Если в 1.2 ротации сбор зерна без удобрений составила 4,16 т/га, а при внесении ^0Р80К80 возрос до 4,52 т/га, то в 8.9 ротации он был в 1,3.1,5 раза ниже. Объясняется это повышенной подверженностью южного склона воздушной и почвенной засухе в период посева.

Рис. 2. Урожайность зерна озимой пшеницы на водораздельном плато в зависимости от севооборотов и удобрения.

На склоне северной экспозиции данные по урожайности несколько противоречивы. В условиях недостаточной обеспеченности влагой 1.. .2 ротации сбор зерна от использования ^0Р80К80 увеличился всего в 1,1 раза - с 3,59 до 4,01 т/га. В условиях дефицита влаги в 8-ой и 9-ой ротациях урожайность Ус89 без применения удобрений составила 2,78 т/га, а при их внесении возросла до

В зернопаропропашном и зернотравяном севооборотах отмечена относительная независимость урожайности от сложившихся гидротермических условий. Сбор зерна озимой пшеницы в 1.2 и 8.9 ротациях в зернопаропропашном севообороте без удобрений составил 3,56.3,83 т/га, на фоне ^0Р80К80 - примерно 4,50 т/га. Вполне очевидно, что в этом случае отрицательные последствия засушливых условий сглаживаются наличием парового поля, обеспечивающего дополнительное накопление продуктивной влаги.

Отсутствие парового поля в зернотравянопропаш-ном севообороте усилило его уязвимость от дефицита влаги - в условиях ее недостатка в 8-ой и 9-ой ротациях урожайность зерна снизилась, по сравнению с 1.2 ротациями, с 3,94.4,54 т/га до 2,99.3,95 т/га (в 1,15.1,32 раза).

Основной показатель плодородия почвы сельскохозяйственного использования - содержание гумуса, которое во многом определяется объёмами вносимых в почву удобрительных ресурсов органического происхождения.

Исходное среднее по опыту содержание гумуса (6,10 %) сохранить не удалось, за период проведения исследований оно сократилась до 5,49 %. Потери гумуса на склоне южной экспозиции составили 0,14 %; на водораздельном плато - 0,83 %; на склоне северной экспозиции - 0,84 % (табл. 4).

Таблица 4. Содержание гумуса в почве в зависимости от минеральных удобрений, севооборотов и элементов рельефа, %

Элемент рельефа (фактор А) Среднее по дозам удобрений Среднее по севоо-

Севооборот (фактор В) Удобрения (фак- водораздельное плато склон северной экспозиции склон южной экспозиции

тор С) ротация боро-

1...2-я 8... 9-я 1...2-я 8... 9-я 1...2-я 8...9-я там

Зернопаро- 0 5,96 5,07 5,89 5,20 5,00 4,80 5,32 5,34

пропашном М20Р40К40 5,91 5,19 6,12 5,14 5,17 4,85 5,40

N Р К 6,21 5,03 5,84 4,96 4,96 4,73 5,29

Зернотравяно- среднее 0 6,03 6,34 5,10 5,13 5,95 5,94 5,10 5,19 5,04 5,17 4,79 4,89 5,44 5,50

пропашном N Р К 6,22 5,43 6,33 5,68 5,38 4,78 5,64

N Р К 6,16 5,34 5,82 5,25 5,15 4,87 5,43

среднее 6,24 5,30 6,03 5,37 5,23 4,85

Зернотравя- 0 6,31 5,52 6,14 5,28 5,40 4,96 5,60 5,64

ном N Р К 6,53 5,53 5,64 5,53 5,38 5,12 5,62

'^40Р80К80 среднее 6,32 5,66 6,19 5,67 5,34 5,09 5,71

6,39 5,57 5,99 5,49 5,37 5,06

Среднее по элементам рельефа НСР05 6,22 А=0,15; В= 5,32 5,99 5,32 5,22 4,90 =0,15; С=0,15; АВ=0,24; АС=0,24; ВС=0,24; АВС=0,42

4,64 т/га, или в 1,7 раза, что на 16 % превысило наибольшую урожайность 1.2 ротаций. Можно предположить, что предпосылкой скачка Ус89 с применением удобрений стала синергия взаимодействия лучшего сохранения дефицитной продуктивной влаги на склоне северной экспозиции в засушливых условиях и повышенной температуры воздуха, проявившаяся в более продуктивном использовании удобрительных ресурсов.

Анализ взаимосвязанного влияния удобрения и севооборотов, проведенный для водораздельного плато с использованием уравнений регрессии (1) показал, что наибольшую в опыте урожайность (3,90 т/ га) озимая пшеница формировала в зернопаропро-пашном (ЗПП) севообороте (рис. 2), что было выше, чем в зернотравянопропашном (ЗТП) - на 0,34 т/га, в зернотравяном (ЗТ) - на 0,59 т/га.

Минеральные удобрения, несмотря на положительное влияние на урожайность культуры, не способствовали существенному повышению плодородия почвы. Содержание гумуса в ней при использовании минеральных удобрений возросло, по сравнению с неудобренными вариантами, незначительно (на 0,02.0,09 %).

Лучшая влагообеспеченность севооборотов, сложившаяся в 1-ой и 2-ой ротациях, способствовала большему накоплению органического вещества в растениях и возвращению его в почву с пожнивными остатками, что благоприятно сказалось на плодородии почвы. Содержание гумуса в почве достигло 5,81 %, что на 0,32 % выше среднего по опыту. После 8-й и 9-й ротаций севооборотов оно сократилось до 5,18 %.

Таблица 5. Эффективность возделывания озимой пшеницы в зависимости от удобрений, севооборотов и элементов рельефа

Водораздельное плато Склон северной экспозиции Склон южной экспозиции

Севооборот Доза минеральных удобрений, кг д.в./га урожайность зерна, т/га окупаемость удобрений, кг зерна/кг д.в себестоимость производства зерна, тыс. руб./т урожайность зерна, т/га окупаемость удобрений, кг зерна/кг д.в себестоимость производства зерна, тыс. руб./т урожайность зерна, т/га окупаемость удобрений, кг зерна/кг д.в себестоимость производства зерна, тыс. руб./т

Зернопаро- N P K 20 40 40 4,26 5,0 5,03 4,03 8,5 5,11 3,75 2,8 5,22

пропашном N P K 4,46 3,5 5,77 4,29 5,6 5,83 3,92 2,2 6,00

Зернотравяно- N20P40K40 4,11 6,6 5,08 3,42 6,2 5,36 3,41 4,2 5,37

пропашном N P K 4,23 3,9 5,86 3,84 5,2 6,03 3,81 4,1 6,05

Зернотравяной N20P40K40 3,69 6,6 5,24 3,21 6,7 5,48 3,32 3,6 5,41

N P K 40 80 80 3,89 4,3 6,01 3,49 4,8 6,23 3,67 3,6 6,12

По влиянию на обеспеченность гумусом более предпочтительны зернотравяные и зернотравяно-пропашные севообороты (5,5.5,65 %), что представляется следствием повышенного количества возвращаемых в почву послеуборочных органических остатков. Содержание гумуса в почве зернопаро-пропашного севооборота оказалось на 0,15 % ниже среднего по опыту.

Окупаемость удобрений была выше при их внесении в дозе ^0Р40К40 и составляла на склоне северной экспозиции в зернопаропропашном севообороте -8,5 кг зерна, в зернотравянопропашном - 6,2 кг, в зернотравяном - 6,7 кг зерна на 1 кг д.в. удобрений (табл. 5). Самой низкой она была на склоне южной экспозиции - 2,2.4,1 кг зерна на 1 кг д.в. удобрений.

Минимальная в опыте себестоимость производства зерна (5,03 тыс. руб./т) отмечена на водораздельном плато в зернопаропропашном севообороте при внесении минеральных удобрений в дозе ^0Р40К40. На склоне северной экспозиции в зернотравяном севообороте в варианте с дозой ^0Р80К80 она оказалась самой высокой - 6,23 тыс. руб./т. На всех элементах рельефа в изучаемых севооборотах себестоимость зерна озимой пшеницы возрастала при внесении минеральных удобрений в дозе ^0Р80К80.

В целом же для предотвращения экологических проблем, обусловленных снижением плодородия почвы, необходимо поддержание бездефицитного баланса гумуса в ней путём заделки пожнивных остатков после уборки культур и дополнительного внесения органических удобрений.

Выводы. Существенному повышению эффективности производства озимой пшеницы способствует благоприятный гидротермический режим во время посева. Проведение его в засушливых условиях чревато снижением урожайности культуры в 1,3.1,5 раза. Размещение культуры на водораздельном плато усиливает устойчивость посевов к неблагоприятным климатическим воздействиям. Максимальная в опыте продуктивность озимой пшеницы (3,90 т/га) формируется после чистого пара в зернопаропропашном севообороте. Наличие парового поля ослабляет отрицательные последствия засушливых условий и повышает урожайность культуры на 9,5.17,8 %. Минеральные удобрения в средних и высоких дозах способствуют росту урожайности озимой пшеницы пропорционально внесённому количеству, вплоть до ^0Р80К80, но минимальная в опыте себестоимость зерна (5,03 тыс. руб./т) отмечена на водораздельном плато в зернопаропропашном севообороте при внесении ^0Р40К40.

Литература

1. Кирюшин В. И. Управление плодородием почв и продуктивностью агроценозов в адаптивно-ландшафтных системах земледелия // Почвоведение. 2019. № 9. С. 1130 -1139.

2. Альт В. В., Исакова С. П., Балушкина Е. А. Выбор технологий в растениеводстве: подходы и методы, применяемые в информационных системах // Вестник Казанского государственного аграрного университета. 2020. Т. 15. № 1 (57). С. 52 -58.

3. Артемьев А. А., Гурьянов А. М. Изменение агрохимических показателей чернозема выщелоченного под влиянием дифференцированного применения минеральных удобрений // Аграрная наука Евро-Северо-Востока. 2019. Т. 20. № 2. С. 144-152. doi: 10.30766/2072-9081.2019.20.2.144-152.

4. Гостев А. В. Эффективность технологий различного уровня интенсивности при возделывании зерновых культур на черноземных почвах Центрального Черноземья. Курск: ВНИИЗиЗПЭ, 2017. 160 с.

5. Роль оптимизации режима питания растений озимой пшеницы в повышении урожайности и качества зерна / А. М. Кравцов, А. В. Загорулько, Н. Н. Кравцова и др. // Труды Кубанского государственного аграрного университета. 2020. № 86. С. 68-78. doi: 10.21515/1999-1703-86-68-78.

6. Responses of soil organic carbon and crop yields to 33-year mineral fertilizer and straw additions under different tillage systems / H. Zhang, E. A. Hobbie, P. Feng, et al. // Soil and Tillage Research. 2021. Vol. 209. Article 104943. doi: 10.1016/j. still.2021.104943.

7. Изменение агрохимических показателей чернозема типичного при различных приемах обработки и использовании средств химизации и биологизации /Х. А. Хусайнов, М. Ш. Абасов, А. В. Тунтаев и др. // Российская сельскохозяйственная наука. 2020. № 6. С. 30 -33.

8. Changes in humus carbon fractions in paddy soil given different organic amendments and mineral fertilizer / W. Mi, Y. Sun, Q. Gao, et al. //Soil and Tillage Research. 2019. Vol. 195. Article 104421. doi: 10.1016/j.still.2019.104421.

9. Пилипенко Н.Г., Андреева О.Т. Влияние длительного систематического применения удобрений на основные показатели плодородия почвы и продуктивность кормового севооборота на глубокопромерзающей лугово-черноземной почве Забайкалья // Почвоведение. 2019. № 5. С. 578 -585.

10. Шустикова Е. П., Шаповалова Н. Н. Урожайность озимой пшеницы в зависимости от предшественника, минеральных удобрений и условий увлажнения в длительном полевом опыте на черноземе обыкновенном // Агрохимия. 2012. № 7. С. 48-56.

11. Влияние структуры севооборота, способа основной обработки почвы и удобрений на продуктивность озимой пшеницы в Центрально-Черноземном регионе / А. Н. Воронин, В. В. Никитин, В. Д. Соловиченко и др. // Агрохимия. 2016. № 5. С. 21-27.

12. Воспроизводство плодородия почв, продуктивность и энергетическая эффективность севооборотов / А. П. Карабутов, В. Д. Соловиченко, В. В. Никитин и др. // Земледелие. 2019. № 2. С. 3 -8.

13. Ахметзянов М.Р., Таланов И.П. Продуктивность зернотравяного севооборота в зависимости от заделки навоза, соломы и промежуточного сидерата // Вестник Казанского государственного аграрного университета. 2019. Т. 14. № 4-2 (56). С. 11 -15.

14. Обоснование выбора предшественников риса при капельном орошении на светло-каштановых почвах Приволжской возвышенности / И. П. Кружилин, Н. Н. Дубенок, М. А. Ганиев и др. // Российская сельскохозяйственная наука. 2019. № 2. С. 44 -47.

15. Морозова Т. С., Лицуков С. Д. Агрохимические и экологические аспекты возделывания озимой пшеницы в условиях Юго-западной части Центрально-Чернозёмного региона. Белгород: Белгородский ГАУ им. В. Я Горина, 2021. 136 с.

16. Manure acts as a better fertilizer for increasing crop yields than synthetic fertilizer does by improving soil fertility / A. Cai, M. Xu, B. Wang, et al. //Soil and Tillage Research. 2019. Vol. 189. P. 168-175. doi: 10.1016/j.still.2018.12.022.

17 Pashtetsky V. S., Turin E. N., Zhenchenko K. G. Optimal doses of fertilizer application against the background of resource-saving soil cultivation technologies in the steppe zone of Russia //IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. 2021. Vol. 640. Article 062011.

18. Bondar V., Makarenko N. Winter wheat growing in Ukraine: ecological assessment of technologies by the influence on soil fertility//Acta Agriculturae Slovenica. 2020. Vol. 115. No. 1. P. 67-78. doi: 10.14720/aas.2020.115.1.982.

19. Влияние предшественников на продуктивность и качество озимой пшеницы в севооборотах Центрального Черноземья / В. И. Турусов, О. А. Богатых, Н. В. Дронова и др. // Сельское хозяйство. 2019. Т. 4. № 3. С. 17-19.

References

1. Kiryushin VI. [Management of soil fertility and productivity of agrocenoses in adaptive landscape farming systems]. Pochvovedenie. 2019;(9):1130-9. Russian.

2. Al't VV, Isakova SP, Balushkina EA. [The choice of technologies in crop production: approaches and methods used in information systems]. 2020;15(1):52-8. Russian.

3. Artem'ev AA, Gur'yanov AM. [Change in agrochemical parameters of leached chernozem under the influence of differentiated use of mineral fertilizers]. Agrarnaya nauka Evro-Severo-Vostoka. 2019;20(2):144-52. Russian. doi: 10.30766/2072-9081.2019.20.2.144-152.

4. GostevAV. Effektivnost'tekhnologiirazlichnogo urovnya intensivnostipri vozdelyvaniizernovykh kul'turna chernozemnykh pochvakh Tsentral'nogo Chernozem'ya [The effectiveness of technologies of different intensity levels in the cultivation of grain crops on chernozem soils of the Central Chernozem region]. Kursk (Russia): VNIIZiZPE; 2017. 160 p. Russian.

5. Kravtsov AM, Zagorul'ko AV, Kravtsova NN, et al. [The role of optimizing the nutrition regime of winter wheat plants in increasing yields and grain quality]. Trudy Kubanskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta. 2020;(86):68-78. Russian. doi: 10.21515/1999-1703-86-68-78.

6. Zhang H, Hobbie EA, Feng P, et al. Responses of soil organic carbon and crop yields to 33-year mineral fertilizer and straw additions under different tillage systems. Soil and Tillage Research. 2021;209: Article 104943. doi: 10.1016/j. still.2021.104943.

7. Khusainov KhA, Abasov MSh, Tuntaev AV, et al. [Changes in the agrochemical indicators of typical chernozem with different processing methods and the use of chemicalization and biologization means]. Rossiiskaya sel'skokhozyaistvennaya nauka. 2020;(6):30-3. Russian.

8. Mi W, Sun Y, Gao Q, et al. Changes in humus carbon fractions in paddy soil given different organic amendments and mineral fertilizer. Soil and Tillage Research. 2019;195: Article 104421. doi: 10.1016/j.still.2019.104421.

9. Pilipenko NG, Andreeva OT. [Influence of long-term systematic use of fertilizers on the main indicators of soil fertility and productivity of forage crop rotation on deep-freezing meadow-chernozem soil of Transbaikalia]. Pochvovedenie. 2019;(5):578-85. Russian.

10. Shustikova EP, Shapovalova NN. [Winter wheat yield depending on the forecrop, mineral fertilizers and moisture conditions in a long field experiment on ordinary chernozem]. Agrokhimiya. 2012;(7):48-56. Russian.

11. Voronin AN, Nikitin VV, Solovichenko VD, et al. [The influence of the crop rotation structure, the tillage method and fertilizer application on the productivity of winter wheat in the Central Chernozem region]. Agrokhimiya. 2016;(5):21-7. Russian.

12. Karabutov AP, Solovichenko VD, Nikitin VV, et al. [Reproduction of soil fertility, productivity and energy efficiency of crop rotations]. Zemledelie. 2019;(2):3-8. Russian.

13. Akhmetzyanov MR, Talanov IP. [Productivity of grain-grass crop rotation depending on ploughing of manure, straw and intermediate green manure crop]. Vestnik Kazanskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta. 2019;14(4-2):11-5. Russian.

14. Kruzhilin IP, Dubenok NN, Ganiev MA, et al. [Rationale for the choice of rice forecrops for drip irrigation on light chestnut soils of the Volga Upland]. Rossiiskaya sel'skokhozyaistvennaya nauka. 2019;(2):44-7. Russian.

15. Morozova TS, Litsukov SD. Agrokhimicheskie i ekologicheskie aspekty vozdelyvaniya ozimoi pshenitsy v usloviyakh Yugo-zapadnoi chasti Tsentral'no-Chernozemnogo regiona [Agrochemical and ecological aspects of winter wheat cultivation in the Southwestern part of the Central Chernozem region]. Belgorod (Russia): Belgorodskii GAU im. V. Ya Gorina; 2021. 136 p. Russian.

16. Cai A, Xu M, Wang B, et. al. Manure acts as a better fertilizer for increasing crop yields than synthetic fertilizer does by improving soil fertility. Soil and Tillage Research. 2019;189:168-75. doi: 10.1016/j.still.2018.12.022.

17. Pashtetsky VS, Turin EN, Zhenchenko KG. Optimal doses of fertilizer application against the background of resource-saving soil cultivation technologies in the steppe zone of Russia. IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. 2021;640: Article 062011.

18. Bondar V, Makarenko N. Winter wheat growing in Ukraine: ecological assessment of technologies by the influence on soil fertility. Acta Agriculturae Slovenica. 2020;115(1):67-78. doi: 10.14720/aas.2020.115.1.982.

19. Turusov VI, Bogatykh OA, Dronova NV, et al. [The influence of forecrops on the productivity and quality of winter wheat in crop rotations of the Central Chernozem region]. Sel'skoe khozyaistvo. 2019;4(3):17-9. Russian.