Научное обеспечение земледелия Южного Урала

в/

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ЗЕМЛИ И СИСТЕМЫ ЗЕМЛЕДЕЛИЯ

УДК 631.58:001

Научное обеспечение земледелия Южного Урала

A.B. ВРАЖНОВ, член-корреспондент РАСХН, директор

Челябинский НИИ сельского хозяйства

E-mail:chniish@mail. ги

Рассказано о совершенствовании систем земледелия на Южном Урале. Дан анализ основных этапов разработки и освоения адаптивно-ландшафтных систем земледелия.

Ключевые слова: системы земледелия, ландшафт, яровая пшеница, обработка почвы.

Несмотря на сложность социально-экономических условий, АПК Челябинской области в последние восемь лет в полтора раза увеличил производство сельскохозяйственной продукции. По результатам работы в 2008 г. область вошла в десятку лучших регионов России. Ведущее место в общем объеме сельскохозяйственной продукции занимает у нас производство зерна сильных и ценных сортов мягкой и твердой яровой пшеницы. В последние три года его ежегодно выращивается около 2 млн т, в том числе твердой пшеницы - более 200 тыс. т.

В общем успехе есть немалый вклад ученых, работающих над научным обеспечением АПК Южного Урала. Основные направления и задачи исследований в области земледелия по регионам России были четко определены в докладах президента РАСХН Г.А. Романенко и вице-президента А.Л. Иванова на выездной сессии Россельхозакаде-мии в Ростове-на-Дону в 2006 г. [1, 2]. Это совершенствование приемов землепользования, их интенсификация и адаптация к разнообразию социально-экономических и почвен-но-климатических условий.

Рассматривая эволюцию отечественного и зарубежного земледелия, А.В. Советов еще в 50-е годы прошлого века сделал выводы о том, что системы земледелия развивают-

ся и совершенствуются в соответствии с экономическим и социальным развитием общества. При этом большое внимание ученый уделял учету местных условий, сохранению и воспроизводству «производительной силы земли» [3].

Совершенствуя системы земледелия на Южном Урале, прежде всего, необходимо учитывать кризисное состояние сельскохозяйственного производства, слабую материально-техническую базу сельских товаропроизводителей. В последние годы наметились тенденции увеличения числа прибыльных хозяйств. Однако по-прежнему воспроизводство основных средств остается серьезной проблемой, и, прежде всего, это касается сельскохозяйственной техники. Поэтому так важны сегодня низкозатратные системы земледелия и технологии, рассчитанные на максимальное использование, в первую очередь, местных биоклиматических ресурсов, рациональное природопользование, широкое применение приемов биологического и агротехнического регулирования продуктивности пашни и восстановление ее плодородия. В соответствии с этим в институте принята программа разра-

ботки и освоения адаптивно-ландшафтных систем земледелия применительно к условиям Челябинской области (рис. I).

При экстенсивных методах ведения земледелия в погоне за увеличением валовых сборов сельскохозяйственной продукции в области были распаханы большие территории, уничтожены целые массивы лесов и естественной травянистой растительности, что в целом привело к коренному изменению ландшафтов, гидрологических и экологических условий, дисбалансу органического вещества в почве. Появились тенденции изменения климата в сторону аридности. На этом фоне дальнейшая интенсификация сельскохозяйственного производства не обеспечивает адекватной отдачи продуктивности пашни, а резко возросшие антропогенные нагрузки на окружающую среду вызывают такие негативные явления, как эрозия и дефляция почв, их засоление, закисление и переуплотнение.

Наиболее опасным последствием воздействия неблагоприятных факторов стала деградация черноземов. Учеными нашего института установлено, что даже в таком благоприятном по погодным условиям агролан-дшафте Южного Урала, как Северная Лесостепь, за последние SS лет средняя скорость снижения содержания гумуса в выщелоченных черно-

Рис. I. Основные этапы разработки и освоения адаптивно-ландшафтных систем земледелия

U ф

ä

ф

ь

ф

ä

S

ф

ы

P

о о

(О

Крупяные 5% Озимая рожь

Рис. 2. Структура посева зерновых культур в Челябинской области

земах составила 0,03 % в год, возросла кислотность почвы. Все это указывает на экологическую несбалансированность землепользования в рамках существующей организации территории и применения традиционных приемов в земледелии.

При разработке и освоении адаптивно-ландшафтных систем земледелия основополагающей стала организация территории на контурно-мелиоративной основе, с более рациональным использованием всех элементов ландшафта и учетом рельефа местности и почвенного покрова. При освоении целинных и залежных земель и проведении землеустройства по прямым линиям в оборот были введены малопродуктивные земли. Сегодня необходима инвентаризация земель с целью вывода таких участков пашни из оборота с последующим их залужением или облесением. Это позволит эффективно использовать скудные материальные ресурсы на более плодородной части пашни и обеспечить более высокий уровень ее продуктивности.

При разработке проекта по освоению системы земледелия на ландшафтной основе важно правильно определить технологические параметры практической реализации основных подсистем земледелия для каждого типа агроландшафта. На территории Челябинской области можно выделить четыре основных типа: горно-лесной, северный лесостепной, южный лесостепной и степной. Наиболее благоприятны для выращивания большинства зерновых и кормовых культур северные и южные лесостепные агроландшафты, занимающие SS % площади пашни. Оставшиеся 4S % пашни расположено в засушливой зоне с гидротермическим коэффициентом 0,8, где практически каждый год в период активной вегетации растений наблюдается острый дефицит влаги.

Основные почвы области (около 80 %) - черноземы, в том числе выщелоченные (30-40 %), обыкновенные (28^ %) и южные (около S-10 %).

По мнению многих ученых, один © из главных факторов, вызывающих 8 снижение продуктивности земледе-п лия - нарушение основного его за-г кона о «возврате веществ», выноси-ф мых с урожаем, что приводит, в ко-ч нечном итоге к малоэффективному с! использованию биоклиматических ч ресурсов. Ретроспективный анализ § фактической урожайности по регио-п

8

нам Южного Урала показывает, что она варьирует в пределах II-IS ц/га, в то время как биоклиматический потенциал позволяет получать не менее 3S ц/га. Кроме всех вышеперечисленных причин этому способствует несоответствие существующих принципов землеустройства территории (по прямым линиям без учета рельефа, контуров плодородия почв и т.д.) условиям рационального, экологического, устойчивого землепользования.

В результате выполненных институтом исследований определены нормативные параметры систем земледелия на агроландшафтной основе, способные обеспечить устойчивый рост производства продукции. При совершенствовании структуры посевных площадей важен подбор адаптивных и высокоурожайных культур при соблюдении очень важного экологического принципа: чем разнообразнее агроценоз,тем он устойчивее. Исходя из уровня урожайности, востребованности производством и рынком нашими учеными разработана научно обоснованная структура посева зерновых культур для хозяйств Челябинской области (рис. 2). В ней основную долю занимают посевы твердой и мягкой яровой пшеницы, однако в структуре зерновых отведено место высокоурожайным страховым культурам, таким как озимая рожь и просо. В последние годы в связи с выведением новых сортов озимой ржи и гороха с улучшенными технологическими признаками (зимостойкость, полегаемость) площади посева этих культур существенно увеличиваются.

В длительных стационарных опытах ЧНИИСХ разработаны основы оптимизации и адаптации систем севооборотов и обработки почвы,направ-

ленные на устойчивое производство зерна. В основе научных принципов построения севооборотов должен лежать плодосмен, при котором чередование строится из различных по биологическим особенностям и признакам полевых культур. Каждая культура в севообороте должна создавать высокий агрофон для последующей. В каждом регионе, зоне, хозяйстве есть своя «главная» культура, которой максимально насыщены севообороты и для которой создаются наиболее благоприятные условия. Для восточных степных районов страны, в том числе и для Южного Урала, это яровая пшеница. Вместе с тем, в северных лесостепных и горно-лесных агроландшаф-тах Южного Урала высокую и устойчивую продуктивность показывает озимая рожь. По данным многолетних исследований ЧНИИСХ и Курганского НИИ зернового хозяйства, урожайность озимой ржи, возделываемой по чистым парам, превышает урожайность яровой пшеницы на 910 ц/га при значительном снижении вариабельности урожайности (табл. 1). Высокие и устойчивые урожаи озимой ржи можно получать только при размещении ее по чистым парам при строгом соблюдении технологии их подготовки. Введение в структуру посева зерновых озимой ржи, зернобобовых, а также много-

I. Урожайность озимой ржи и яровой пшеницы, возделываемых по чистым парам на Южном Урале

Место проведения наблюдений Годы Урожайность, ц/га

озимая рожь яровая пшеница

Челябинский НИИСХ 1981-1993 35,6 25,7

ОПХ «Тимирязевское» ЧНИИСХ 1981-1992 30,5 22,6

Курганский НИИ зернового 1984-1989 31,2 20,3

хозяйства*

*По данным М.А. Глухих.

летних бобовых трав позволяет вводить и осваивать зернопаротравяные севообороты с высоким фитосани-тарным фоном, не требующим применения дополнительных химических средств защиты растений и азотных минеральных удобрений.

Расширение площади посевов под озимыми и многолетними травами в лесостепных агроландшафтах имеет большое значение для регулирования стока талых вод и предотвращения смыва почвы на склоновых землях. Кроме того, расширение площадей озимой ржи позволяет снимать напряженность при остром дефиците техники весной при севе зерновых, и осенью при их уборке.

Многолетние исследования показали, что в лесостепных агроландшафтах при подборе более адаптивных культур и рационального их чередования в севообороте (чистый пар - озимая рожь - горох - яровая пшеница - злаково-бобовые многолетние травы трехлетнего пользования - просо - ячмень) за счет эффективного использования биологического азота на фоне хорошей обеспеченности почвы фосфором даже при экстенсивном земледелии можно получать не менее 20 ц зерн. ед. с I га севооборотной площади. Такие севообороты особенно высокоэффективны при использовании пашни в хозяйствах зерноживотно-водческой специализации.

В степном агроландшафте при возделывании яровой пшеницы в зернопаровых севооборотах короткой ротации можно устойчиво получать по 16-18 ц/га. При использовании двух-, трех-, и четырехпольных севооборотов для производства зерна с удельным весом чистого пара от 2S до S0 % уровень рентабельности повышается до 100 %, а устойчивость производства продукции варьирует в пределах 0,69-0,79.

Практически по всей территории черноземной зоны Южного Урала размещать яровую пшеницу лучше по паровому предшественнику. Самые низкие энергозатраты на производство высокобелкового зерна этой культуры - в двух-трехпольных зер-нопаровых севооборотах.

В современных условиях использование ресурсосберегающих приемов обработки почвы в технологиях возделывания зерновых культур позволяет не только сократить затраты, но и снизить отрицательное воздействие техники на почву. Системой ведения агропромышленного производства области предусмотре-

Поздравляем с юбилеем!

29 марта исполнилось 70 лет Александру Васильевичу ВРАЖНОВУ - члену-корреспонденту РАСХН, доктору сельскохозяйственных наук, Заслуженному агроному Российской Федерации

А.В. Вражнов - известный ученый, внесший крупный вклад в сельскохозяйственную науку и производство, основоположник адаптивно-ландшафтного направления в земледелии Южного Урала. Свою трудовую деятельность после окончания агрономического факультета Ульяновского СХИ он начал на Целинной машиноиспытательной станции в Казахстане. Окончив аспирантуру и защитив кандидатскую диссертацию, занялся изучением проблем почвозащитного земледелия и успешным внедрением разработок в этой области на Южном Урале. С 197S г. Александр Васильевич возглавлял в ЮжноУральском НИИ земледелия (впоследствии Челябинском НИИСХ) отдел земледелия и защиты почв от эрозии. Под руководством ученого и при его непосредственном участии были развернуты многолетние стационарные опыты в трех почвенно-клима-тических зонах области, выполнены крупные теоретические и экспериментальные исследования по выявлению биоклиматического и продуктивного потенциала различных агро-ландшафтов, обоснованию и разработке адаптивных систем севооборотов и обработки почвы, рациональной организации территории природопользования. За короткий срок в институте были разработаны оригинальные научные подходы и зональные агротехнологии почвозащитной и влагосберегающей системы земледелия. В опытно-производственных хозяйствах института и ряде базовых сельхозпредприятий Челябинской области они были реализованы с большим эффектом.

С 1981 по 198S гг. Александр Васильевич прошел большую школу в должности директора ОПХ «Тимирязевское», а в 198S г. возглавил Челябинский НИИСХ. На этом ответственном посту наиболее полно проявились его способности организатора научных исследований. Его принципиальность и твердые убеждения позволили сохранить в трудные 90-е годы научный коллектив и производственную базу института. В последние пять лет учеными ЧНИИСХ защищено 4 докторских и 10 канди-

датских диссертаций, опубликовано более ^0 научных статей и 15 практических рекомендаций. Разработаны методики составления проектов землеустройства и систем земледелия на агроландшафтной основе для хозяйств Челябинской области. Получено четыре патента и шесть авторских свидетельств на новые сорта яровой пшеницы, ячменя и гороха интенсивного типа, отличающиеся высокой адаптивностью в условиях Южного Урала. Сорта зерновых культур селекции института занимают в области более 230 тыс. га. Внедрение научных разработок в практику опытно-производственного хозяйства «Троицкое» позволило вывести его в лидеры области.

Александр Васильевич - неутомимый пропагандист внедрения научных достижений в производство. Его выступления на областных и районных агрофорумах, курсах повышения квалификации руководителей и главных специалистов сельхозпредприятий всегда встречаются с большим интересом. А.В. Вражнов - автор более 160 работ, в том числе четырех монографий. Под его редакцией опубликовано 18 сборников научных трудов и книг.

За активную научную и производственную деятельность, личный вклад в развитие сельскохозяйственной науки и практики А.В. Вражнов награжден орденом «Знак Почета», медалью «За освоение целинных и залежных земель», золотой медалью им. академика А.И. Бараева.

Мы сердечно поздравляем Александра Васильевича с юбилеем, желаем ему крепкого здоровья, долгих лет жизни и творческих успехов.

Отделение земледелия Россельхозакадемии

Редколлегия и редакция

журнала «Земледелие»

и

ф ^

ф

ь

ф

^

ф

Ы

Р О

о

(О

2 Земледелие 3

ЕпиёОдТааТёа да!ёё Па..р65 9 22.03.2009, 19:39

ны следующие виды и объемы обработки почвы: отвальная на всю глубину пахотного слоя - 9 %; безотвальная (рыхление безотвальными орудиями, плоскорезная и чизельная обработка) - 22 %, поверхностная (лущение, дискование) - 36 %, нулевая (без осенней обработки) -19 % от площади обрабатываемой пашни.

В засушливых степных агролан-дшафтах, где производится более 70 % товарного зерна и находится почти половина площади пашни области, бесспорное преимущество имеет минимальная система обработки в сочетании с зернопаровыми севооборотами короткой ротации. Здесь основная обработка плоскорежущими орудиями на глубину 1014 см с сохранением стерни на поверхности почвы сосредоточена в паровом поле. Под вторую культуру после пара обработка отсутствует, под третью и четвертую проводятся мелкие плоскорезные обработки на глубину 10-14 см.

По данным полевого опыта (табл. 2), проведенного на Брединс-ком опорном пункте степного земледелия Челябинского НИИСХ, в среднем за три ротации четырехпольного зернопарового севооборота минимальная система обработки почвы обеспечивает максимальный сбор зерна при росте рентабельности производства продукции.

В южных и северных лесостепных агроландшафтах со среднегодовым количеством осадков 400-4S0 мм более рациональна комбинированная система обработки, при которой сочетаются отвальная вспашка (один-два раза за ротацию севооборота) и безотвальная обработка под зерновые яровые культуры на глубину 1416 см. Успешное применение приемов безотвальной обработки почвы здесь должно сопровождаться высокой технологической дисциплиной, культурой земледелия, соблю-

дением агротехники подготовки паровых полей.

Немаловажное значение для регулирования плодородия почвы имеет утилизация всей незерновой части урожая зерновых культур. С 1972 по 200S гг. ученые нашего института исследовали влияние соломы на баланс органического вещества в почве. Установлено, что систематическая запашка всей незерновой части урожая позволяет стабилизировать гумусное состояние почвы. При удалении соломы или ее ежегодном сжигании произошло значительное снижение гумуса (с 6,03 до S,27 %).

В системе мер по повышению коэффициента использования биоклиматических ресурсов и устойчивости продуктивности пашни важное место отводится новым сортам зерновых культур. Как показали многолетние испытания, в условиях Челябинской области наибольшей адаптивностью и продуктивностью отличаются озимая рожь Чулпан и озимая пшеница Комсомольская 7S. Универсальными для всех основных зер-нопроизводящих районов области являются высокоурожайные и засухоустойчивые сорта мягкой яровой пшеницы селекции ЧНИИСХ Эрит-роспермум S9, Дуэт, Челяба 2, Памяти Рюба. Следует заметить, что селекционерами нашего института совместно с учеными Омского государственного аграрного университета успешно ведется работа по выведению сортов мягкой яровой пшеницы, устойчивых к таким негативным явлениям, как углеводно-белковое истощение семян (УБИС), прорастание на корню и в валках, полегание, поражение бурой ржавчиной. Для производства фуражного зерна в области районированы сорта ярового ячменя селекции ЧНИИСХ Челябинский 9S, Челябинский 96, Челя-бинец 1, а также Челябинский 99, впервые на Урале занесенный в список пивоваренных.

На основании многолетних исследований в стационарных агроклиматических опытах (по программе опытов Геоссети) разработаны дифференцированные системы применения удобрений и средств защиты растений применительно к различным аг-роландшафтам области, при которых окупаемость I кг д.в. удобрений составляет 6-8 кг зерн. ед., а уровень рентабельности производства зерна превышает 90 %.

В настоящее время разработанная учеными ЧНИИСХ система земледелия на ландшафтной основе сопровождается практическими рекомендациями, представленными в «Методике составления проектов землеустройства сельскохозяйственных предприятий на агроландшафтной основе» (2008 г.).

В ГУ ОПСП «Троицкое» ЧНИИСХ с помощью ученых института проведена инвентаризация земель, составлены агроландшафтные карты, карты крутизны склонов, пересмотрена структура использования пашни, посева зерновых и кормовых культур и скорректированы все другие элементы системы земледелия. В результате за последние четыре года урожайность зерновых на площади более 10 тыс. га возросла с 1,8 до 2,4 т/га, рентабельность производства зерна - с IS до 27 %.

Литература

1. Романенко Г.А. Проблемы интенсификации и экологизации земледелия России /В кн. Проблемы интенсификации и экологизации земледелия России.

- М., 2006. - С. 3-7.

2. Иванов А.П. Научное и инновационно-технологическое обеспечение земледелия /В кн. Проблемы интенсификации и экологизации земледелия России.

- М., 2006. - С. 7-28.

3. Советов А.В. Избранные сочинения.

- Сельхозгиз, 1950. - С. 239-240.

2. Эффективность систем обработки почвы в типичном четырехпольном зернопаровом севообороте степного агроландшафта

Scientific2support2of agriculture2in2South2Ural

Система обработки почвы Урожайность зерновых, ц/га Выход зерна с 1 га Рентабельность, %

ц в % к контролю

Комбинированная (контроль) Плоскорезная Минимальная Без удобрений 1O,7 8,0 11,6 8,7 11,9 8,9 1OO 1O9 111 30 56 7O

Удобрения

Комбинированная (контроль) 11,9 8,9 111 З1

Плоскорезная 12,8 9,6 12O 59

Минимальная 1З,1 9,8 122 7З

10

A.V. Vrazhnov

Improvement of agriculture systems in South Ural is presented. Analysis of main stages of elaboration and assimilation of adaptive-landscape agriculture systems is given.

Keywords: agriculture systems, landscape, spring wheat, soil cultivation.

Enïîëûçîâàièâ çâiëè iîâ..p65 10 22.03.2009, 19:39