Урожайность сельскохозяйственныхкультур в условиях засухи степнойзоны Южного Урала

солей в более глубокие горизонты — до 1,5 ми более, что способствует опреснению зоны аэрации от легкорастворимых солей. В целом при глубоком залегании грунтовых вод солепроявление идёт в сторону выщелачивания солей.

Литература

1. Титков А.А. О возможном развитии неблагоприятных последствий прекращения работы Северо-Крымского канала для Крымского рисосеяния // Известия Тавриды. 2016. №7 (170). С. 23-27.

2. Титков А.А., Кольцов А.В. Влияние орошения затоплением на мелиоративные условия и почвенный покров Присивашья: монография. Симферополь, 1995. 167 с.

3. Титков А.А., Кольцов А.В. Эволюция рисовых ландшафтно-мелиоративных систем Украины. Симферополь: СОНАТ, 2007. 308 с.

4. Тронза Г.Е. Вплив тривалого рисомяння на ф1зико-хтшчт властимосп i сольовий режим солонщв лучних зони сухих стетв: автореф. дис. ... канд. с.-х. наук. Харив, 2008. 21 с.

5. Тронза Г.Е. Солевой режим солонцов луговых Крымского Причерноморья, освоенных под культурой риса // Труды Крымского ГАТУ: Сельскохозяйственные науки. 2002. Вып. 91. С. 242-247.

6. Аверьянов С.Ф. Некоторые вопросы предупреждения засоления орошаемых земель и меры борьбы с ним в Европейской части СССР // Орошаемое земледелие в европейской части СССР. М.: Колос, 1965.

7. Волобуев В.Р. О некоторых вопросах промывок засоленных почв // Почвоведение. 1941. № 5.

8. Новикова А.В. Прогноз вторичного засоления почв при орошении. Киев: Урожай, 1975. 184 с.

9. Базилевич Н.И., Панкова Е.И. Методические указания по учёту засоленных почв (проект). М., 1968. 15 с.

10. Аринушкина Е.В. Руководство по химическому анализу почв. М.: Изд-во Моск. ун-та, 1970. 487 с.

Урожайность сельскохозяйственных культур в условиях засухи степной зоны Южного Урала

Н.А. Максютов, д.с.-х.н., профессор, А.А. Зоров, к.с.-х.н., В.Ю. Скороходов, к.с.-х.н., Д.В. Митрофанов, к.с.-х.н., Ю.В. Кафтан, к.с.-х.н, Н.А. Зенкова, к.с.-х.н, ФГБНУ ФНЦ БСТ РАН

За последние 29 лет (1990-2018 гг.) в районе исследования (центральная зона Оренбургской области) произошли существенные изменения климата в сравнении со среднемноголетними показателями, которые заключаются в потеплении зимнего периода на 3,5°С, в целом сельскохозяйственного года (сентябрь — август) — на 1,9°С, количество осадков увеличилось на 20 мм. Вегетационный период (май — август) по температурному режиму остался на уровне многолетней нормы, но с большими среднесуточными перепадами температуры воздуха, которая днём достигает 30°С и выше, ночью — 10—15°С и ниже. Такие изменения в погоде отрицательно сказываются на росте, развитии растений и формировании урожая. Климатические изменения обусловили появление нового типа засухи — холодная засуха, которая при наличии хороших запасов почвенной влаги и осадков, но при дефиците тепла приводит к резкому снижению урожая с.-х. культур. Кроме того, высокий температурный режим воздуха, особенно в июне и июле, увеличил число суховейных дней за последние годы. На основании многолетних исследований [1—6] в данной статье нами приводятся основные факторы, влияющие на урожайность сельскохозяйственных культур в условиях засухи.

Материал и методы исследования. Полевые опыты велись на базе многолетнего стационара с 1990 по 2018 гг. в бывшем ОПХ им. Куйбышева (п. Нежинка). В отличие от краткосрочных (3—4 года) исследований многолетнее охватывает всё многообразие погодных условий и даёт более объективные результаты.

Исследование проводили в системе 6-польного зернопарового севооборота на двух фонах питания. Под чёрные пары вносилось до 2001 г. 42 т на 1 га навоза и Р80К40 кг д.в., в последующие годы — только минеральные удобрения. Заделка удобрений проводилась после уборки предшественника отвальным способом на глубину 25—27 см. Под непаровые предшественники доза минеральных удобрений составляла ^0Р40 кг д.в. на 1 га.

Методика исследования была общепринятая при изучении севооборотов [1]; агротехника — рекомендуемая для условий центральной зоны, где проводился опыт.

Почва опытного поля представлена чернозёмом южным карбонатным малогумусным тяжелосуглинистым, с содержанием гумуса в слое 0—30 см 3,2—4,0%, подвижного фосфора — 1,5—2,5 мг, обменного калия — 30—38 мг на 100 г почвы.

По данным Оренбургского Гидрометцентра среднемноголетние показатели за сельскохозяйственный год составляют: количество осадков — 367 мм, температура воздуха — 4,3°С, число дней с относительной влажностью 30% и ниже — 54. За вегетационный период (май — август) выпадает 155 мм осадков, температура воздуха составляет 19,1°С.

Результаты исследования. Основным показателем засухи является такой фактор, как степень снижения от неё урожайности с.-х. культур (табл. 1). Так, За 29 лет озимая рожь 2 года была подвержена сильнейшей засухе, озимая пшеница — 6 лет, яровая твёрдая пшеница — 3 года, яровая мягкая пшеница — 1 год [7]. За рассматриваемые годы посевы этих культур полностью погибли от засухи, а просо и ячмень сформировали очень низкий урожай.

Урожай озимой пшеницы отсутствовал в 1996, 2011, 2015 гг. по причине гибели от весенних заморозков.

В среднем за 1990—2018 гг. самая высокая урожайность озимой ржи на удобренном фоне составляла 25,4 ц, на неудобренном — 21,9 ц, озимой пшеницы —16,9 и 15,3 ц, ячменя — 17,0 и 14,8 ц соответственно. Самая низкая урожайность отмечалась у яровой мягкой пшеницы — 10,8 и 8,3 ц с 1 га соответственно.

За годы исследования урожайность яровой твёрдой пшеницы по чёрному пару составляла на удобренном фоне 11,4 ц, неудобренном — 11,2, проса по непаровому предшественнику — соответственно 12,6 и 14,7 ц с 1 га. Минимальная прибавка зерна от удобрений получена 0,8 ц с 1 га, максимальная — 3,5 ц с 1 га. Эффекта от применения удобрения не было по яровой твёрдой пшенице, а по просу произошло даже снижение урожайности на 1,1 ц с 1 га. Основной причиной такого снижения является биологическая особенность этой культуры. Во многие годы просо плохо использует действия и хорошо последействия удобрений [8].

Озимая рожь, озимая и яровая твёрдая пшеница по чёрным кулисным парам в отдельные годы также снижали урожайность на удобренном фоне, но в связи с избыточным накоплением нитратного

азота и дисбалансом между азотом и фосфором.

Кроме удобрений, важными факторами, влияющими на урожайность с.-х. культур в условиях засухи, были температура воздуха, резкие среднесуточные её перепады, осадки, весенние запасы влаги в почве и т.д.

В значительной степени в засушливые годы на урожайность оказывала влияние активная ветровая деятельность, которая приводила к интенсивным физическим потерям влаги, особенно в весенний период. В связи с потеплением в зимний период создавались благоприятные условия для перезимовки вредителей и болезней сельхозкультур, которые наносили существенный ущерб урожаю в годы засухи.

За последние годы на частоту засух влияет и человеческий фактор, который заключается в появлении озоновых дыр, когда в ночное время низкая температура воздуха опускается из верхних слоёв атмосферы. Особенно это ощутимо в безветренную погоду. Кроме того, большие изменения произошли и в выпадении осадков, носящих ливневый характер, в основном в городских населённых пунктах и отсутствии их на сельскохозяйственных угодьях.

1. Урожайность зерновых культур в зависимости от фона питания в зернопаровом севообороте, ц с 1 га

Культура

Год озимая озимая яровая твердая яровая мягкая просо ячмень

рожь пшеница пшеница пшеница

1990 36/47 40/44 29/27 27/22 42/47 35/30

1991 36/38 19/24 12/13 6/8 14/19 14/15

1992 43/47 26/29 7/8 18/18 28/27 40/40

1993 39/41 43/40 40/37 25/22 20/22 15/13

1994 17/17 24/22 35/38 25/22 26/27 23/19

1995 25/27 - 5/7 6/7 15/16 4/3

1996 19/13 - 13/13 12/10 14/15 24/21

1997 16/15 8/10 22/25 24/25 38/36 39/30

1998 - - 2/2 4/4 5/6 8/6

1999 41/14 20/8 9/10 9/8 9/9 26/22

2000 30/21 12/12 5/3 8/9 19/26 31/22

2001 35/28 30/30 7/6 8/7 12/12 21/16

2002 14/11 26/14 8/9 12/10 4/7 23/18

2003 43/35 25/31 20/17 5/5 18/21 23/18

2004 19/18 11/10 2/1 5/5 2/2 15/14

2005 - - - 4/5 4/6 6/5

2006 24/26 6/3 - 2/3 8/12 4/7

2007 30/25 16/6 8/6 6/5 11/10 14/12

2008 32/27 18/15 18/17 17/13 11/9 22/17

2009 33/27 24/25 18/18 14/17 8/10 14/12

2010 12/16 6/3 - - 1/1 2/2

2011 27/15 - 22/19 21/16 12/12 23/19

2012 16/15 17/16 8/8 9/6 7/6 6/8

2013 22/12 5/6 11/14 10/8 16/14 9/10

2014 18/19 19/12 1/1 7/7 12/11 7/9

2015 15/14 - 6/6 1/0,6 7/12 3/2

2016 31/21 43/41 5/2 11/11 4/4 12/11

2017 27/16 27/18 20/19 18/19 4/4 32/27

2018 36/30 21/18 10/10 3/2 1/2 3/5

1990-2018 гг. 25,4/21,9 16,9/15,3 11,4/11,2 10,8/8,3 12,6/13,7 17,0/14,8

Примечание: слева — удобренный фон, справа — неудобренный; под чёрные пары вносили РддК^ кг д.в. и до 2001 г. 42 т навоза на 1 га, под непаровые предшественники — Н40Р40 кг д.в. на 1 га; озимые и яровая твёрдая пшеница возделывались по чёрному кулисному пару, остальные культуры — по непаровым предшественникам

Резкие среднесуточные перепады температуры приводили к существенному изменению атмосферного давления, влажности воздуха, что негативно влияло на рост и развитие растений, а также на здоровье человека. Все вышеперечисленные факторы имели место за годы нашего исследования, но особенно они участились за последние годы.

Основными показателями определения поражения с.-х. культур засухой являются осадки и температура воздуха [9], по которым рассчитываются гидротермический коэффициент (ГТК) и засушливость (табл. 2). В первую очередь на засушливость влияют осадки вегетационного периода. За 29 лет наибольшее их количество выпало в 2000 г. — 310 мм, ГТК был равен 1,2, а засушливость составляла 1,0—1,3 и относилась к слабой. Самые низкие эти показатели отмечены в 2010 г., составив соответственно 47 мм, 0,19 и 0,4 ед., при этом наиболее высокая температура воздуха была только 23,6°С, по среднемноголетней норме - 19,1°С [10].

2. Метеорологические условия, сложившиеся для формирования урожая сельскохозяйственных культур за 1990-2018 гг.

Вегетационный период

Год темпера- осадки, ГТК засуш-

тура, °С мм ливость

1990 17,9 219 0,83 0,7-1,0

1991 20,0 72 0,27 <0,4

1992 17,0 177 0,67 0,4-0,7

1993 18,3 183 0,70 0,4-0,7

1994 17,1 275 1,1 1,0-1,3

1995 21,0 73 0,28 <0,4

1996 20,1 88 0,33 <0,4

1997 18,7 222 0,84 0,7-1,0

1998 21,8 57 0,22 <0,4

1999 19,5 124 0,47 0,4-0,7

2000 18,6 310 1,2 1,0-1,3

2001 19,4 85 0,32 <0,4

2002 17,1 86 0,33 <0,4

2003 18,4 229 0,87 0,7-1,0

2004 19,9 129 0,49 0,4-0,7

2005 20,2 114 0,43 0,4-0,7

2006 20,0 149 0,57 0,7-1,0

2007 20,2 177 0,67 0,7-1,0

2008 20,1 161 0,61 0,7-1,0

2009 19,8 130 0,49 0,4-0,7

2010 23,6 47 0,19 <0,4

2011 20,2 138 0,68 0,4-0,7

2012 23,0 94 0,40 0,4-0,7

2013 18,0 170 0,95 0,7-1,0

2014 17,6 104 0,40 0,4-0,7

2015 17,1 174 0,66 0,4-0,7

2016 18,8 111 0,42 0,4-0,7

2017 17,6 126 0,48 0,4-0,7

2018 17,6 104 0,39 <0,4

1990- 19,2 142,3 0,56 очень

2018 гг. сильная

Примечание: 1,0-1,3 — слабая засушливость; 0,7-1,0 — умеренная; 0,4-0,7 - очень сильная; <0,4 - условия пустыни. Гидротермический коэффициент и засушливость рассчитаны по Г.Т. Селянинову

За 29 лет слабая засушливость (1,0-1,3) отмечалась дважды - в 1994 и 2000 гг., умеренная (0,7-1,0) - 7 лет (1990, 1997, 2003, 2006-2008 и 2013 гг.), очень сильная засуха (0,4-0,7) - 12 лет (1992-1993, 1999, 2004-2005, 2009, 2011, 2012, 2014-2017 гг.) и условия пустыни (<0,4) - 8 лет (1991, 1995, 1996, 1998, 2001-2002, 2010, 2018 гг.).

За последние 10 лет засуха отмечалась почти каждый год, начиная с 2009 г., очень сильная засуха наблюдалась 7 лет, 2 года были условия пустыни и только один год по засушливости был умеренным.

За годы исследования реакция зерновых культур на засуху была неоднозначной и зависела от их биологических особенностей (табл. 3). Самой устойчивой культурой к засухе оказалась озимая рожь, её урожайность от 30 до 50 ц с 1 га на удобренном фоне составляла 13 лет, на неудобренном - 6 лет, тогда как урожайность озимой пшеницы - соответственно 4 и 5 лет, яровой твёрдой пшеницы и проса - по 2 года, ячменя - 5 и 3 года. Урожайность яровой мягкой пшеницы за годы исследования не достигала уровня 30 ц с 1 га.

Неоднозначной была реакция на засуху даже сортов яровой твёрдой пшеницы. В резко засушливом 2014 г. при экологическом испытании сортов Харьковской и Оренбургской селекций урожай -ность составляла 2-3 ц с 1 га, тогда как сорта Самарской селекции оказались жароустойчивыми и показали урожайность 15-20 ц с 1 га.

За годы исследования наиболее устойчивой к засухе является озимая рожь, особенно к очень сильной засушливости и условиям пустыни. Остальные культуры, в том числе озимая пшеница, были сильно подвержены этим видам засухи.

Выводы

1. Основными факторами, влияющими на урожайность сельскохозяйственных культур в условиях засухи, являются изменившиеся погодные условия за последние 29 лет, которые сводятся к потеплению за с.-х. год и в зимний период, к резким среднесуточным перепадам температуры воздуха между дневными и ночными температурами. Такие перепады для роста и развития растений создают стрессовую ситуацию, а в отдельные годы даже приводят к гибели урожая.

Из всех факторов за последние годы температурному режиму воздуха отводится ведущее место, особенно в июне и июле, когда даже при хороших запасах почвенной влаги резко снижается урожайность.

2. Важную роль в усилении засухи за последние 10 лет (2009-2018 гг.) играет человеческий фактор. Негативные результаты деятельности человека заключаются в образовании озоновых дыр, активной ветровой деятельности и интенсивной потере влаги из почвы в весенний период, выпадении осадков в виде ливней, в основном в городских населённых пунктах и т.д.

3. Зависимость вида засушливости от урожайности зерновых культур и фона питания в зернопаровом севообороте за 1990—2018 годы

Вид засушливости, ед. Культура

озимая рожь озимая пшеница яровая твёрдая пшеница яровая мягкая пшеница просо ячмень

Слабая (1,0-1,3) 13/6 4/5 2/2 - 2/2 5/3

Умеренная (0,7-1,0) 12/5 12/8 7/7 8/8 7/8 8/10

Очень сильная (0,4-0,7) 2/16 6/8 11/12 13/12 10/11 10/10

Условия пустыни (<0,4) - 1/2 6/5 7/8 10/8 6/6

Примечание: 1. Градация по урожайности, ц с 1 га: слабая засушливость — 30—50; умеренная засушливость — 15—29; очень сильная засушливость — 6—14; засушливость к условиям пустыни — 1—5. 2. Удобренный фон — слева, неудобренный — справа

3. Самой засухоустойчивой культурой является озимая рожь.

4. Отзывчивость сельхозкультур на минеральные удобрения не всегда эффективна, что проявляется даже в снижении урожайности. В засушливые годы, особенно с дефицитом почвенной влаги, эффект от удобрений отсутствует или незначительный.

Наиболее отзывчивой из яровых зерновых культур на удобрения за 29 лет опыта был ячмень, урожайность проса в связи с биологическими особенностями культуры в отдельные годы может снизиться до 7 ц с 1 га.

5. Основной оценкой засухи является её засушливость. В среднем за 1990—2018 гг. засушливость характеризовалась как очень сильная, за последние 10 лет она повторялась 7 лет, а 2 года относилась к условиям пустыни.

6. Реакция с.-х. культур на засуху показала, что наибольшую урожайность от 30 до 50 ц с 1 га (слабая засушливость — 1,0—1,3) демонстрировала озимая рожь на удобренном фоне 13 лет, неудобренном — 6, озимая пшеница — 4 и 5 лет,

ячмень — 5 и 3, яровая твёрдая пшеница и просо — соответственно 2 и 2 года.

Литература

1. Доспехов Б.А. Методика полевого опыта. М.: Колос, 1979. 416 с.

2. Максютов Н.А., Тихонов В.Е. Повышение устойчивости земледелия в условиях засухи. Земледелие. 1999. № 5. С. 26-27.

3. Максютов Н.А., Жданов В.М. Уроки засухи в Оренбуржье // Земледелие. 2010. № 4. С. 3-4.

4. Максютов Н.А., Жданов В.М. Засуха 2010 года и её последствия. Инновация и модернизация с.-х. производства в условиях меняющегося климата. Оренбург, 2011.

5. Максютов Н.А., Скороходов В.Ю., Митрофанов Д.В. Засуха 2009-2010 годов в Оренбуржье // Научно-практический журнал Западно-Казахстанского аграрно-технологического университета им. Жангир хана. 2012. № 3. С. 20-24.

6. Максютов Н.А. Засуха в Оренбуржье и её последствия // Земледелие. 2013. № 8. С. 15-16.

7. Максютов Н.А. Типы засухи в Оренбуржье и меры борьбы с ней / Н.А. Максютов, В.М. Жданов, Д.В. Митрофанов [и др.] // Вестник мясного скотоводства. 2013. № 3. С. 121-123.

8. Максютов Н.А., Жданов В.М., Абдрашитов Р.Р. Повышение плодородия почвы, урожайности и качества продукции сельскохозяйственных культур в полевых севооборотах степной зоны Южного Урала. Оренбург, 2012. 332 с.

9. Шульмейстер К.Г. Борьба с засухой и урожай. М.: Агро-промиздат, 1988. 263 с.

10. Максютов Н.А. Засуха и урожай / Н.А. Максютов, А.А. Зо-ров, В.Ю. Скороходов [и др.] // Научное обеспечение инновационного развития с.-х. в условиях часто повторяющихся засух. Оренбург, 2017. С. 12-16.

Влияние культур и агротехнологий на продуктивность звеньев севооборотов в условиях степной зоны Южного Урала

А.В. Халин, к.с.-х.н, ФГБУН Оренбургский ФИЦ УрО РАН

Чередование культур на полях осознанно применялось человеком с момента зарождения примитивных систем земледелия, неся в основе своей уровень познания, основанный на практическом опыте [1].

В современных условиях земледелия севооборот представляет агроэкосистему с научно и экономически обоснованным составом чередующейся флоры и фауны на определённой территории. Севооборот является основой сбалансированности круговорота веществ и энергии, обеспечивающих регуляцию, восстановление и устойчивость экосистем, системы обработки почвы, удобрений и

защиты растений. Он позволяет оптимизировать условия возделывания культур при современных средствах интенсификации земледелия, снижая возможное негативное влияние на почву, атмосферу и грунтовые воды, оказывая положительное влияние на количество и качество сельскохозяйственной продукции. Важно отметить, что выполняя вышеперечисленные функции, севооборот по своей сути является основой применяемой системы земледелия, не требующей дополнительных финансовых вложений для создания экологически благоприятных условий землепользования [2—4].

Оренбургская область входит в число засушливых регионов в России с максимально выраженными климатическими рисками значительных