Эффективность влияния климатических факторов на продуктивность зерновых по природно-сельскохозяйственным районам Оренбургской области

Эффективность влияния климатических факторов на продуктивность зерновых по природно-сельскохозяйственным районам Оренбургской области*

Н.Н. Дубачинская, д.с.-х.н, профессор, Нат.Н. Дуба-

чинская, преподаватель, ФГБОУ ВПО Оренбургский ГАУ; А.С. Лукина, студентка, НИУ «Высшая школа экономики»

На современном этапе в степных условиях Южного Урала природно-климатические условия определяют направления сельскохозяйственного производства, адаптацию культур, сортов, приводят к пересмотру структуры посевных угодий, что само по себе в условиях различной интенсификации производства требует пересмотра принципов землепользования и технологической политики. По мнению В.И. Кирюшина. А.Л. Иванова, наиболее экономически эффективный способ сохранения плодородия и продуктивности агроценозов, когда агротехнологии сельскохозяйственных культур формируются в рамках адаптивно-ландшафтных систем земледелия, приуроченных к агроэколо-гическим группам земель [1].

* При поддержке РГНФ, проект № 15-0200658

Продуктивность земледельческой отрасли сельского хозяйства зависит от многих лимитирующих факторов: правильного подбора возделываемых культур и сортов, приспособленных к почвенным и климатическим условиям, направленности хозяйства, агроэкологической оценки земель, что подтверждается исследованиями, проведёнными на различных агроэкологических группах земель Оренбургской области [2].

В этой связи нами произведён теоретический расчёт получения урожайности зерновых с различным уровнем интенсификации с учётом прогнозирования урожайности и других данных, полученных в различных агроэкологических условиях и апробированных в передовых хозяйствах по природно-сельскохозяйственным районам (ПСХР) Оренбургской области [3—5]. За основу варианта 1 взята урожайность зерновых, сложившаяся при малоинтенсивном производстве по ПСХР Орен-

бургской области в среднем за 10 лет. В основу варианта 2 положено интенсивное производство, теоретически рассчитаное на вероятность максимального получения урожая и применение соответствующих научно обоснованных технологий (удобрения, средства защиты, агротехника, современное техническое оснащение). Как видим по таблице 1, урожайность зерновых при малоинтенсивном производстве варьирует от 9,1 ц с 1 га для засушливой сухостепной зоны до 11,5 ц с 1 га для более благоприятной по увлажнению лесостепной зоны Северного района. Интенсификация производства позволяет увеличить продуктивность в 1,3—2,0 раза, о чём свидетельствуют производственные данные ГСУ и передовых хозяйств [6]. Следует также заметить, что очень низкая продуктивность зерновых на сильноэрозионных и солонцовых землях связана с плохими водно-физическими и химическими свойствами почв [2].

В связи с тем что эти почвы располагаются в основном в комплексе с плакорными (нормальными) почвами до 25% и более, агротехнические мероприятия необходимо планировать с учётом почвенного покрова, а уровень урожайности будет изменяться в соответствии с применяемыми технологиями. С учётом полученных экспериментальных данных нами была разработана продуктивность зерновых на различных агроэкологических группах земель (табл. 1). Однако, как свидетельствуют данные, полученные в результате исследований, на различных агроэкологических группах земель планировать стабильно высокую урожайность зерновых можно только при дифференцированном подходе и правильном определении технологиче-

ских направлений, подборе культур в соответствии с агромелиоративными свойствами [7].

Особенно это важно на солонцовых почвах, когда создаётся дефицит продуктивной влаги в 1,5—2,5 раза меньше, чем на зональных почвах, в зависимости от степени и типа засоления. В этом случае целесообразно при худших показателях свойств почв (солонцов средне- и многонатриевых с засолением в средней и сильной степени), располагающихся на участке в комплексе с зональными почвами, более 50% переводить в пастбища с посевом солонце- и солеустойчивых многолетних трав (житняка, ломкоколосника, люцерны). А на остачно-натриевых солонцах и солонцеватых почвах со слабым сульфатным засолением в метровом слое почвы эффективно возделывать зерновые.

Приведённые данные урожайности зерновых даже при интенсивном уровне производства (рис. 1) свидетельствуют о большой разнице между выделенными агроэкологическими группами земель, особенно между плакорными (нормальными), сильноэрозионными и солонцовыми. Это показывает на то, что к этим агроэкологическим группам должен быть особый подход, с применением более затратных технологий, что связано с длительным их восстановлением.

В условиях природопользования Южного Урала, по данным почвенного обследования 70-80-х годов прошлого века и современного состояния агроланд-шафтов, особенно в районах поднятия целинных земель, в пашне преобладают комплексные почвы (эрозионные в разной степени, солонцовые) — на участке до 25% и более. Вывести такие почвы из пашни невозможно, так как они располагаются на

1. Урожайность (ц/га) зерновых на различных агроэкологических группах земель

по ПСХР Оренбургской области

ПСХР Вариант Агроэкологическая группа земель

1-я

Предуральская провинция

Северный район I II 11,5 20,2 9,2 18,7 5,4 10,4 5,6 9,2

Заволжская провинция

Центральный степной I II 11,0 19,7 8,1 15,0 5,0 9,3 4,2 8,0

Юго-западный степной I II 11.3 17.4 8,3 14,2 5,3 8,5 4,4 7,6

Центральный низкогорный степной I II 11,2 21,8 8,4 16,7 5,3 10,4 4,5 8,8

Южный сухостепной I II 10,7 15,0 7,5 10,3 4,1 8,6 3,6 6,6

Казахстанская п ровинция

Восточный степной I II 10,7 15,7 7,4 13,9 4,8 8,7 4.1 8.2

Юго-во сточный сухостепной I II 9,1 12,6 7,0 11,8 4,0 7,9 3.7 6.8

Итого по области I II 10,6 17,3 8,3 15,2 5,3 9,2 4,0 7,9

25 20 -15 -10 -5 -0

Плакорные

Умеренно-эрозионные

Сильноэрозионные

Солонцовые

ЧШ& Северный ' 1 Юго-западный 1 Ниаипгпримй Е ^И Южный

-i Восточный ^^И Юго-восточный ♦ Центральный

Рис. 1 - Урожайность зерновых на различных агроэкологических группах земель при интенсивном уровне производства по ПСХР Оренбургской области, ц/га

2. Корреляционный анализ урожайности при интенсивном производстве, осадков вегетационного периода (У—УШ) и сумме ГС > 10 по ПСХР Оренбургской области

у Х1 Х2 Х3 Х4 Х5 Х6

у = урожайность 1

Х1 - осадки V 0,505394 1

Х2 - осадки VI 0,900998 0,305744 1

Х3 - осадки VII 0,379753 0,495025 0,298127 1

Х4 - осадки VIII 0,790263 0,591715 0,811514 0,57071 1

Х5 - осадки за год 0,966592 0,591715 0,87361 0,2718 0,793114 1

Х6 - сумма 11°С > 10 -0,41658 -0,59288 -0,19299 0,89215 -0,58566 0,37622 1

участке отдельными пятнами от 0,5 до 2,0—5,0 га. К тому же развитие на сильноэрозионных землях промоин, вплоть до образования оврагов, а на солонцах при влажном состоянии создание вязкости почвы, мешает своевременному проведению технологических операций в оптимальные сроки. При проведении мелиоративных мероприятий при соответствующей агроэкологической оценке земель на этих землях можно достичь более высокой продуктивности. Поэтому нами произведён расчёт продуктивности зерновых в зависимости от агромелиоративных свойств почв и уровня интенсификации технологий. При этом урожайность зерновых несколько отличается, приближаясь к плакорным группам земель (рис. 2).

Проведённый корреляционный анализ показывает тесную связь урожайности по ПСХР с осадками вегетационного периода (табл. 2).

Корреляция по влиянию на урожайность осадков, по многолетним данным, выпавшим по таким месяцам, как май, — средняя (г = 0,50), и более тесная связь с осадками июня (г = 0,90), августа (г = 0,79) и осадками за год. Более низкая связь урожайности с суммой ГС > 10, что свидетельствует о достаточном температурном режиме для возделывания зерновых культур.

Более точно за влиянием этих факторов на урожайность можно проследить при построении регрессионной модели с факторами использования осадков в различные вегетационные периоды и суммы эффективной температуры. В связи с

данными корреляционного анализа фактор Х3 исключаем из дальнейшего анализа, ввиду его слабой связи с результативным признаком (r = 0,37), а Х5 (r = 0,97) исключён в связи с высокой мультикол-линеарностью.

Для построения многофакторной регрессионной модели отобраны следующие факторы, осадки: Х1 (май), Х2 (июнь), Х4 (август); сумма t°C > 10 Х6. Уравнение множественной регрессии построим с помощью MS Excel.

В результате многофакторного уравнения регрессии получаем:

У = 15,8 + 0,12Х1 + 0,56Х2 + 0,20Х4 + 0,01Х6.

Из полученных данных следует, что урожайность зерновых по ПСХР Оренбургской области увеличится в среднем на 0,12 ц с 1 гектара при выпадении 1 мм осадков в мае, а от выпавших осадков в июне и августе соответственно увеличится на 0,56 и 0,20 ц/га. При возрастании температуры на 1°C урожайность зерновых может увеличиться на 0,01 ц/га.

В соответствии с полученным коэффициентом множественной детерминации (R2 = 0,92) можно отметить, что исследуемые факторы — помесячные осадки и сумма эффективной температуры, входящие в модель, объясняют 92% вариации урожайности зерновых, а 8% её вариации вызвано другими факторами, не включёнными в модель. Исходя из анализа, планирование структуры посевных площадей возделываемых культур должно

25

Плакорные Умеренно- Сильноэрозионные, Солонцовые, до 25%

эрозионные, до 25% до 25%

£££££2 Северный IL^d Юго-западный Низкогорный Е Южный

'•' восточный ^^31Юго-восточный^^— Центральный

Рис. 2 - Урожайность зерновых на плакорных землях в комплексе с другими группами земель

3. Предлагаемая структура посевных площадей сельскохозяйственных культур по агроэкологическим группам земель Оренбургской области, %

Культура Плакорные Умеренно-эрозионные Сильноэрозионные Солонцовые

Пар чистый 20,0 18,7 - 19,4

Пар занятый - 1,3 6,8 1,9

Зерновые 64,9 46,2 34,7 37,3

Технические 3,8 2,7 - -

Бахчевые, картофель, овощи 8,4 0,3 - -

Кормовые 11,0 31,1 58,5 41,4

быть дифференцированным с учётом долевого участия на участках различных групп почв, производственной направленности хозяйства (табл. 3).

Учитывая результаты проведённых исследований, эффективно на плакорных землях планировать паровые поля в пределах 20% из расчёта на 5-польный севооборот, уменьшая их площадь на умеренно-эрозионных, солонцовых землях и исключая чёрные пары полностью на сильноэрозионных группах, с целью предотвращения эрозионных процессов. При этом обязательным приёмом на таких землях является залесение овражно-балочных комплексов и залужение многолетними травами. На таких землях сокращаются посевы зерновых, технических культур, увеличиваются посевы кормовых, многолетних трав. На солонцовых землях разрабатываются мелиоративные мероприятия: внесение мелиорантов, применение агробиологических методов (мелиоративная обработка, подбор солонце -и солеустойчивых культур). Из зерновых культур необходимо увеличивать посевы более солеустойчивых культур — ячменя, из трав — донника, суданской травы [7].

Разнообразие почвенных и климатических условий предопределяет определённые принципы формирования сельскохозяйственного производства, которые должны базироваться на управлении организационно-производственными технологическими процессами. Эти принципы направлены на создание эффективных технологий возделываемых

зерновых и других сельскохозяйственных культур, адаптированных к определённому природопользованию и соответственно увеличению продуктивности и безопасного обеспечения продовольствием населения, животноводство — кормами, промышленные перерабатывающие предприятия — сырьём. Предлагается совершенствование структуры посевных площадей при дифференцированном их использовании, в зависимости от агроэколо-гической оценки земель, с учётом сохранения плодородия почв.

Литература

1. Кирюшин В.И. Агроэкологическая оценка земель, проектирование адаптивно-ландшафтных систем земледелия и агротехнологий: методическое руководство МСХРФ, РАСХН / общ. ред. В.И. Кирюшин, А.Л. Иванов. М., ФГНУ « Росинформагротех», 2005. 784 с.

2. Дубачинская Н.Н. Адаптивно-ландшафтные системы земледелия на солонцовых землях Южного Урала: монография. Оренбург, 2000. 333 с.

3. Тихонов В.Е. Засуха в степной зоне Урала. Оренбург: ОМТ и ХО УВД, 2002. 250 с.

4. Крючков А.Г. Основные принципы и методологии агроэколо-гического районирования зерновых культур в степи Южного Урала: монография. М., 2006. 704 с.

5. Дубачинская Н.Н., Ярцев Г.Ф., Верещагина А.С. Продуктивность севооборотов на различных агроэкологических группах земель // Земледелие. 2004. № 4. С. 23—24.

6. Тихонов В.Е., Кандрашова О.А., Неверов А.А. Агроклиматические ресурсы степного Зауралья: изменчивость и прогнозирование: монография. Оренбург: ООО «Агентство «Пресса», 2013. 324 с.

7. Дубачинская Н.Н., Африн В.А., Дубачинский С.Н. Оптимизация севооборотов и агротехнологий на малосолонцовых землях Южного Урала // Современные технологии в сельском хозяйстве: матер. междунар. науч.-практич. конф. Оренбург, 2007. С. 314-328.