Агроэкологические и экономико-энергетические основы оптимизации полевых севооборотов в Среднем Заволжье

Систематическое применение органических и минеральных удобрений в севооборотах приводит к последовательному увеличению подвижных форм питательных веществ и соответственно эффективного и потенциального плодородия почвы (рис. 3).

Применение органических и минеральных удобрений позволило решить задачу положительного баланса органического вещества в зернопаропропашном севообороте. Использование комбинированной обработки почвы взамен ежегодной вспашки в зернопаропропашном севообороте снизило темпы минерализации гумуса на 40 % (табл. 8).

I - без удобрений; II - 30 т/га навоз, N₃₂₀P₂₃₀K₁₅₀; III - 30 т/га навоз, N₃₃₅P₂₄₅K₂₅₅

Рис. 3 Динамика подвижного фосфора за ротацию 7-польного зернопаропропашного севооборота (слой почвы 0-30 см)

Таблица 8

Изменение содержания гумуса в пахотном слое почвы за ротацию зернопаропропашного севооборота: черный пар-озимая рожь-яровая пшеница-ячмень-кукуруза-яровая пшеница-ячмень

Варианты опыта	Содержание гумуса, %	Потери (прибыль) гумуса, ±
	в начале ротации (1987 г.)	в конце ротации (1993)	% от почвы	% от исходного содержания	всего за 7 лет, т/га	ежегодно, т/га
	Удобрения
Без удобрений	4,59	4,29	- 0,30	- 6,5	- 7,02	- 1,003
50 т/га навоза N350Р170К60	4,50	4,56	+ 0,06	+ 1,3	+ 1,40	+0,201
50 т/га навоза N355Р210К145	4,79	4,86	+ 0,07	+ 1,5	+ 1,64	+0,234
	Обработка почвы
Постоянная вспашка	4,52	4,45	- 0,07	-1,5	- 1,64	-0,234
Комбинированная обработка	4,70	4,65	- 0,05	-1,1	- 1,17	-0,167

Таким образом, для обеспечения баланса восстановления и минерализации гумуса в многопольных севооборотах с чистыми парами необходимо вносить не менее 7 т/га навоза на 1 га пашни в сочетании со средними дозами минеральных удобрений. Минимализация обработки почвы способствует снижению потерь гумуса под культурами севооборотов.

Установлено, что при возделывании озимых культур по пару в зернопаровом звене севооборота наиболее эффективны интенсивные дозы удобрений (29-32 % прибавки урожая), при этом применение ресурсосберегающих систем обработки почвы не снижает их урожая (табл. 9).

При возделывании яровой пшеницы по озимым использование гербицидов не эффективно. Применение интенсивных доз удобрений не увеличивает значительно урожай по сравнению со средними дозами.

Использование интенсивных доз удобрений при возделывании ячменя в зернопаровом севообороте также не дает значительного эффекта по сравнению со средними дозами. Сочетание гербицидов и удобрений приводит к усилению их суммарного действия на 3-7 %. Применение удобрений и гербицидов при возделывании ячменя значительно повышает эффективность ресурсосберегающих систем обработки почвы.

Наибольшую эффективность при возделывании кукурузы в пропашном звене севооборота обеспечивает применение удобрений в средних дозах, урожайность повышалась на 17 % (табл. 10). Эффект от внесения гербицидов составлял 12 %. Совместное действие удобрений и гербицидов усиливалось на 4-11 % по сравнению с их раздельным влиянием.

При возделывании яровой пшеницы по кукурузе наивысшую эффективность от удобрений имели интенсивные дозы (47% прибавки урожая против 22 % на среднем уровне). Использование гербицидов повышало урожай яровой пшеницы на 12 %, а суммарный эффект от удобрений и гербицидов составлял 41-58 %. Такой эффект позволяет применять ресурсосберегающую систему обработки почвы под яровую пшеницу без снижения урожаев по сравнению с энергоемкой системой.

При возделывании ячменя в зернопропашном севообороте также наибольшую эффективность имел интенсивный уровень удобрений (71 %), эффект от среднего уровня составлял 56 %, а от гербицидов - 34 %. Совместное влияние удобрений и гербицидов обеспечивало увеличение урожаев ячменя в 1,8 и 2,1 раза по сравнению с экстенсивным уровнем. Применение ресурсосберегающих систем обработки почвы при возделывании ячменя снижало эффективность удобрений и гербицидов. Потери урожая не компенсировались полностью от ухудшения азотного режима почвы весной и повышения степени засоренности.

Наиболее эффективным технологическим фактором при возделывании проса оказалось внесение гербицидов, прибавка урожая составила 40 % (табл. 11). Применение гербицидов и удобрений позволяет использовать безотвальные способы обработки почвы при возделывании проса без снижения эффективности.

Эффективность удобрений и гербицидов при возделывании яровой пшеницы по просу оказалась практически одинаковой (37 и 35 %). При этом интенсивные дозы удобрений были более приемлемы, чем средние дозы (повышение урожая на 6-9 %). Использование минимальных обработок почвы резко снижало урожай яровой пшеницы, даже на фоне удобрений и гербицидов он был ниже на 31-33 % по сравнению с постоянной вспашкой.

Наиболее эффективно использование средств интенсификации в зерновом звене севооборота оказалось на посевах ячменя. Урожаи от гербицидов и удобрений увеличились в 2-3,5 раза при выращивании их по энергоемким отвальным и ресурсосберегающим минимальным технологиям обработки почвы.

Таблица 9

Влияние средств и уровней интенсификации на урожайность сельскохозяйственных культур в зернопаровом звене севооборота (по многолетним исследованиям)

Средства и уровни интенсификации	Озимые	Яровая пшеница	Ячмень
	ц/га	%	ц/га	%	ц/га	%
Энергоемкая обработка почвы, без удобрений и гербицидов (экстенсивный уровень)	28,5	100	17,5	100	25,2	100
Энергоемкая обработка + гербициды	-	-	16,7	95	25,8	102
Энергоемкая обработка + средний уровень удобрений	34,8	122	19,2	110	38,5	153
Тоже + гербициды	-	-	19,1	109	39,5	158
Энергоемкая обработка + интенсивный уровень удобрений	37,5	132	19,9	114	36,5	145
Тоже + гербициды	-	-	20,1	115	38,9	154
Ресурсосберегающая минимальная обработка + гербициды	29,8	105	13,0	74	20,4	81
Тоже + средний уровень удобрений	35,6	125	14,6	83	39,9	158
Тоже + интенсивный уровень удобрений	36,7	129	15,4	88	38,8	154

Таблица 10

Влияние средств интенсификации на урожайность сельскохозяйственных культур в зернопропашном звене севооборота (по многолетним исследованиям)

Средства и уровни интенсификации	Кукуруза (зеленая масса)	Яровая пшеница	Ячмень
	ц/га	%	ц/га	%	ц/га	%
Энергоемкая обработка почвы, без удобрений и гербицидов (экстенсивный уровень)	297	100	15,5	100	15,3	100
Энергоемкая обработка + гербициды	332	112	17,4	112	20,5	134
Энергоемкая обработка + средний уровень удобрений	347	117	20,4	132	23,8	156
Тоже + гербициды	415	140	21,8	141	27,6	180
Энергоемкая обработка + интенсивный уровень удобрений	314	106	22,8	147	26,2	171
Тоже + гербициды	362	122	24,0	155	31,5	206
Ресурсосберегающая комбинированная обработка + гербициды	-	-	16,2	105	15,4	101
Тоже + средний уровень удобрений	-	-	23,0	148	23,1	151
Тоже + интенсивный уровень удобрений	-	-	24,5	158	26,5	173

Таблица 11

Влияние средств и уровней интенсификации на урожайность сельскохозяйственных культур в зерновом звене севооборота (по результатам исследований)

Средства и уровни интенсификации	Просо	Яровая пшеница	Ячмень
	ц/га	%	ц/га	%	ц/га	%
Энергоемкая обработка почвы, без удобрений и гербицидов (экстенсивный уровень)	16,6	100	11,0	100	5,7	100
Энергоемкая обработка + гербициды	23,3	140	15,1	137	11,4	200
Энергоемкая обработка + средний уровень удобрений	19,8	119	14,8	135	14,8	260
Тоже + гербициды	23,4	141	16,4	149	20,0	351
Энергоемкая обработка + интенсивный уровень удобрений	18,0	108	15,5	141	15,6	274
Тоже + гербициды	24,5	148	17,2	156	21,4	375
Ресурсосберегающая безотвальная обработка + гербициды	19,7	119	7,6	69	7,7	135
Тоже + средний уровень удобрений	24,1	145	12,8	116	19,8	347
Тоже + интенсивный уровень удобрений	24,3	146	13,8	125	19,9	349

В исследованиях установлено, что наиболее значимым, результативным технологическим фактором, влияющим на показатели качества зерна озимой и яровой пшеницы, является применение удобрений. В некоторых случаях, в зависимости от места в севообороте, технологий возделывания и погодных условий возможно изменение качества зерна от воздействия систем обработки почвы и гербицидов.

Энергетическая эффективность производства зерна зависит от видов севооборотов, уровней применения удобрений и гербицидов, систем обработки почвы. При включении паровых полей в севообороты энергетическая окупаемость затрат повышается при использовании средних доз удобрений и ресурсосберегающих обработок почвы. Так на среднем уровне коэффициент энергетической эффективности при энергоемкой обработке и при ресурсосбережении был одинаковым (2,02), на интенсивном уровне - соответственно 1,98 и 1,96. При этом энергетические затраты снижались на 4-4,2 %.

В пропашных звеньях севооборотов наиболее эффективно по окупаемости энергетических затрат сочетание энергоемких и комбинированных обработок почвы, удобрений и гербицидов.

Максимальное насыщение интенсивными дозами удобрений и гербицидов дает наибольшую биоэнергетическую эффективность в севооборотах, насыщенными зерновыми культурами до 100 %. В таких севооборотах возможен переход на ресурсосберегающие системы обработки почвы без снижения энергетической эффективности.

Экономическая оценка разных технологий в севооборотах в настоящее время во многом зависит от коньюктуры цен, их колебаний на зерновом рынке, повышения затрат на энергоносители, удобрения и средства защиты растений. Как показывают расчеты, особенно больших затрат в паровом звене севообороте требует применение органических и минеральных удобрений. В этом случае резко снижается доход и уровень рентабельности производства зерна. При низкой эффективности гербицидов также снижаются экономические показатели.

Применение ресурсосберегающих технологий обработки почвы в паровом звене севооборота оказалось экономически выгодным, уровень рентабельности и себестоимость производства зерна возрастали при снижении прямых затрат на 14 %. В настоящее время короткоротационные зернопаровые севообороты наиболее экономически эффективны при малозатратных технологиях. При интенсивных технологиях и внесении навоза для компенсации потерь гумуса экономическая эффективность производства зерна в таких севооборотах резко снижается.

В пропашном звене севооборота применение сочетания органических (навоз) и минеральных удобрений при значительном увеличении стоимости продукции приводит к снижению условно-чистого дохода и уровня рентабельности. В тоже время комбинация среднего уровня удобрений и гербицидов дает максимальный чистый доход из изучаемых вариантов. Особенно эффективно это сочетание при ресурсосберегающих обработках почвы. Например, при использовании минимализации обработки почвы, среднего уровня удобрений и гербицидов условно-чистый доход возрастает на 2,2 %, а рентабельность - на 7,6 % по сравнению с вариантом такого же сочетания факторов интенсификации на фоне постоянной вспашки.

Производство продукции в пропашном звене севооборота более экономически выгодно при использовании средств интенсификации (удобрения, гербициды), чем в зернопаровом севообороте.

В зерновом звене севооборота условно-чистый доход и уровень рентабельности значительно возрастали при использовании удобрений и гербицидов, затраты на их применение окупались прибавками урожая зерна. Максимальная экономическая эффективность (рентабельность 68 %) отмечалась при сочетании интенсивного уровня удобрений и гербицидов и ресурсосберегающих систем обработки почвы. В звеньях севооборотов с максимальной насыщенностью зерновыми культурами производство зерна может вестись наиболее рентабельно при использовании высоких уровней удобрений, гербицидов и ресурсосберегающих систем обработки почвы.

Глава VII. Модели оптимизации производства зерна в полевых севооборотах Среднего Заволжья

В седьмой главе представлены оптимизационные модели построения специализированных на производстве зерна севооборотов, разработанные на основе данных полевых опытов за 18 лет.

В построенных моделях предложено вести оптимизацию севооборотов по следующим основным показателям:

-устойчивость производства зерна;

-выход продукции;

-воспроизводство почвенного плодородия;

-уровни интенсификации использования пашни и технологий возделывания;

энергетическая и экономическая эффективность.

Модели севооборотов, построенные по основным параметрам производства зерна, показывают, что наиболее оптимальны для условий Среднего Заволжья зернопаровые и зернопаропропашные севообороты с высоким выходом зерна, чистым доходом и уровнем рентабельности при высоких показателях устойчивости производства зерна в различные по погодным условиям годы (табл. 12).

Оптимизационная модель уровней интенсификации в севооборотах разработана по показателям выхода зерна, получения чистого дохода и себестоимости производства продукции (табл. 13).

Наибольший выход зерна в паровом звене севооборота дает применение интенсивных доз удобрений, а в пропашном и зерновом звеньях - взаимодействие интенсивных доз удобрений и гербицидов.

В тоже время, с учетом высоких затрат на производство зерна при интенсификации земледелия, оптимизация и поиск севооборотов должны идти в направлении ресурсосбережения.

Таблица 12

Оптимизационная модель построения специализированных на производстве зерна севооборотов в Среднем Заволжье

Виды севооборотов	Основные параметры производства зерна
	выход зерна, ц на га пашни	устойчивость (колеблемость урожаев по годам)	уровень рентабельности, %
Зернопаропропашной с 22% чистого пара и 66% зерновых	17-19	высокая	62-65
Зернопаровой с 25% чистого пара и 75% зерновых	25-30	высокая	65-70
Зернопаропропашной с 11% чистого пара и 66% зерновых	16-18	высокая	55-60
Зернопропашной с 72% зерновых	16-18	средняя	55-58
Зернотравянопропашной с 50 % зерновых	10-12	низкая	30-35
Зернотравянопропашной с 57% зерновых	12-14	средняя	42-45
Зернопаротравяной с 13% пара и 63% зерновых	14-16	средняя	50-53
Зернотравяной с 63% зерновых	13-15	низкая	46-48

Таблица 13

Показатели эффективности уровней интенсификации в специализированных на производстве зерна севооборотах Среднего Заволжья

Севообороты	Повышение (снижение) параметров),± % от экстенсивного уровня
	По выходу зерна	По себестоимости
	Гербициды	Удобрения	Ресурсосберегающая обработка почвы+ гербициды+ удобрения	Гербициды	Удобрения	Ресурсосберегающая обработка почвы+ гербициды+ удобрения
черный пар-озимые-яр. пшеница-ячмень	-	+ 30-32	+ 10-15	+ 5	+ 105-115	+ 70-75
кукуруза-яр. пшеница-ячмень	+ 20	+ 45-55	+ 35-40	+ 10	+ 40-50	+ 25-30
просо-яр. пшеница-ячмень	+ 50	+ 40-50	+ 50-55	- 25	- 3-5	- 15-20
чёрный пар-озимые-яр. пшеница-ячмень-кукуруза-яр. пшеница-ячмень	+ 7	+ 35-45	+ 20-25	+ 7	+ 65-70	+ 45-50
черный пар-озимые-яр. пшеница-ячмень-просо-яр. пшеница-ячмень	+ 16	+ 35-40	+ 30-35	- 10	+ 50-55	+ 20-25

Для повышения чистого дохода и снижения себестоимости продукции в зернопаровых и зернопропашных севооборотах необходимо применять ресурсосберегающие системы обработки почвы, средние дозы удобрений и минимальное количество гербицидов. В интенсивных зерновых звеньях севооборотов без паров и пропашных культур экономическая эффективность средств интенсификации возрастает и их оптимизация должна идти в направлении снижения затрат только на системы обработки почвы (табл. 14).

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 (764-1165 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.

Наибольшее количество ценных активных фракций гумуса - гуминовых кислот, способных к быстрой минерализации, накапливается в почве под культурами зернопропашного севооборота, где идет максимальное поступление соломы и пожнивно-корневых остатков. Мобильные соединения фракций фульвокислот в максимальной степени поступают в почву (выше на 21%) в зернопаропропашном севообороте с 22 % чистого пара, где вносится наибольшее количество навоза, способствующего «омолаживанию» гумуса.

6. Максимальный средний урожай зерновых культур (озимых и яровых) на уровне 27 ц/га формируется в зернопаропропашном севообороте с 22 % чистого пара. Положительное последействие чистого пара распространяется до третьей и четвертой культуры севооборота.

Наилучшие предшественники по влиянию на урожай яровой пшеницы - озимые по черным парам, хорошие - озимые по гороху, кукуруза и пласт люцерны и удовлетворительные - озимые по вико-овсу и обороту пласта многолетних трав.

7. При внесении органических удобрений (навоз, солома) под бездефицитный баланс гумуса уровень урожаев устойчиво возрастает (в среднем на 4,7 % озимых, 2,4 % яровой пщеницы и 3,4 % кукурузы) в зернопаропропашном севообороте с 22 % чистого пара. Сидерация не повышает урожай зерна озимых по сравнению с занятым паром.

8. Наибольший выход зерна (1800 ц со 100 га пашни) из специализированных севооборотов дает зернопаропропашной севооборот с оптимальным удельным весом 22 % чистого пара, а кормовых единиц (более 3 тыс. ц к.е. со 100 га пашни) - зернопропашной севооборот с 33 % от пашни кормовых культур.

9. Наиболее устойчивыми культурами по колеблемости урожаев относительно средней величины являются озимые по черным парам с показателем коэффициента устойчивости 0,83 и яровая пшеница по озимым (0,76). Из севооборотов - наибольший коэффициент устойчивости имеют зернопаропропашные севообороты с удельным весом чистых паров 11-22 % и 67 % зерновых.

10. По мере освоения специализированных севооборотов (за 2 ротации) идет значительный рост их продуктивности с ежегодным приростом 0,5 ц зерна на 1 га пашни с последующей стабилизацией урожаев зерновых культур за 3-ю ротацию.

11. Севообороты с высоким удельным весом чистых паров имеют оптимальный набор предшественников, позволяющих формировать высокое качество продовольственного зерна яровой пшеницы по биологическим и технологическим свойствам с содержанием сырой клейковины 30-35 % и натуры зерна 770-790 г/л.

12. Наивысшую производительность агрокосистемы на единицу совокупного энергетического ресурса дает зернопропашной севооборот - 0,101 Мдж-день/гДж. Этот показатель уменьшается при насыщении севооборотов чистыми парами из-за увеличения расхода гумуса на производство продукции и снижения энергопотенциала почв. Для повышения энергетической производительности таких севооборотов необходимо уменьшение расхода энергии гумуса за счет увеличения внесения органического энергетического потенциала.

Меньше всех энергозатрат в специализированных севооборотах тратится в зернопаропропашном севообороте с 22 % чистого пара (328 мДж на 1 ц).

13. Энергетическая производительность на единицу антропогенных затрат (денежных и трудовых) повышается в севооборотах с чистыми парами на 17-22 % по сравнению с зернопропашными севооборотами, где затраты увеличиваются на выращивание, уборку и транспортировку парозанимающих культур.

14. Наилучшие экономические показатели при 3,3 тыс. руб. дохода на 1 га пашни и рентабельности на уровне 89 % обеспечивает зернопаропропашной севооборот с 22 % чистого пара. Использование навоза для восполнения органического вещества в таких севооборотах снижает рентабельность производства зерна в два раза. Поэтому для создания бездефицитного баланса гумуса следует использовать менее затратные технологии: внесение соломы и минимальные обработки почвы, снижающие минерализацию гумуса в парах и под культурами севооборота.

15. Применение гербицидов в паровом звене севооборота в связи с высоким сороочищающим воздействием чистого пара неэффективно. Более сильное засорение полей в пропашных звеньях севооборотов требует усиления борьбы с сорняками с помощью гербицидов, особенно при использовании минимализаци обработки почвы. Такая же закономерность отмечается в зерновом звене севооборота.

16. Постоянное применение безотвальных и минимальных обработок почвы в звеньях севооборотов способствует ухудшению азотного питания растений весной, но положительно влияет на фосфорный и калийный режим почвы.

Применение удобрений повышает общее содержание подвижных форм азота, фосфора и калия в пахотном слое почвы при всех видах обработки почвы.

Систематическое внесение удобрений в севооборотах не влияет значительно на обменно-поглотительные процессы в почве.

При внесении 7,1 тонн навоза на 1 гектар пашни и минеральных удобрений в средних дозах обеспечивается баланс гумуса в почве в зернопаропропашном севообороте с 14 % паров. Минимализация систем обработки почвы снижает темпы минерализации гумуса в зернопаропропашном и зернопаровом севооборотах на 17-40 %.

17. Наиболее эффективными по выходу зерна с 1 га пашни во всех звеньях севооборотов являются варианты с максимальным использованием средств интенсификации. В тоже время снижение уровней применения удобрений и гербицидов при минимализации обработки почвы приводит к незначительному (на 7-14 %) падению продуктивности пашни, а повышение доз удобрений ведет к снижению их окупаемости по оплате удобрений урожаем в среднем на 15 %.

18. Наиболее значимым фактором, влияющим на урожайность зерновых культур в зернопаровом звене севооборота, является применение удобрений (33-35 % прибавки), в пропашном звене - гербицидов (22 %) и удобрений (47-55 %), в зерновом звене эффективность удобрений и гербицидов одинаковая (49 и 5 0%).

19. При использовании паровых полей в севооборотах энергетическая окупаемость затрат повышается на 5,7 % при применении средних доз удобрений и ресурсосберегающих обработок почвы по сравнению с максимальным использованием средств интенсификации. В пропашных звеньях наиболее энергетически эффективно сочетание комбинированных систем обработки почвы, средних доз удобрений и гербицидов, а в зерновых - комбинация интенсивных доз удобрений, гербицидов и ресурсосберегающих обработок почвы.

20. Короткоротационные зернопаровые севообороты наиболее экономически эффективны, при снижении прямых затрат на 14 %, при малозатратных технологиях, включающих ресурсосберегающие системы обработки почвы. Максимальный условно-чистый доход в пропашном звене севооборота дает сочетание комбинированных систем обработки почвы, средних доз удобрений и гербицидов (более 5 тыс. руб. на 1 га пашни). Наибольшая экономическая эффективность (рентабельность 68 %) в зерновом звене севооборота отмечается при сочетании интенсивного уровня удобрений, гербицидов и ресурсосберегающих систем обработки почвы.

21. Оптимизационные модели специализированных севооборотов в Среднем Заволжье должны строиться по показателям устойчивости производства зерна, выхода продукции, воспроизводства почвенного плодородия, уровней интенсификации использования пашни и технологий возделывания, энергетической и экономической эффективности. Наиболее оптимальны по этим показателям зернопаровые и зернопаропропашные севообороты с выходом зерна на уровне 20-30 ц зерна с 1 га пашни, высокой устойчивостью с коэффициентом устойчивости 0,75, чистым доходом 2,1-2,8 тыс. руб. на 1 га пашни и уровнем рентабельности 60-70 %.

Оптимизация специализированных на производстве зерна севооборотов по технологиям должна идти в направлении ресурсосбережения с использованием менее энергоемких обработок почвы, средних доз удобрений и минимального количества гербицидов. Себестоимость продукции при ресурсосберегающих технологиях снижается в среднем на 28,6 %.

Оптимизация специализированных на производстве зерна севооборотов по воспроизводству почвенного плодородия должна идти по направлению использования соломы зерновых культур (озимая и яровая пшеница) в качестве органических удобрений и ресурсосберегающих технологий обработки почвы. Применение навоза может носить в настоящее время ограниченный характер, вследствие высоких затрат на его приготовление, транспортировку от ферм и внесение на поля.

Рекомендации производству

На основании проведенных исследований сельскохозяйственному производству зоны Среднего Заволжья рекомендуются оптимизационные модели построения специализированных на производстве зерна севооборотов. Они включают следующие основные направления:

· Для получения максимального выхода зерна, чистого дохода и уровня рентабельности применяются зернопаровые и зернопаропропашные севообороты с удельным весом чистых паров 20-25 % и зерновых 65-70 %.

· Для повышения чистого дохода и снижения себестоимости производства зерна в зернопаровых и зернопаропропашных севооборотах необходимо применять ресурсосберегающие системы обработки почвы, средние дозы удобрений и минимальное количество гербицидов (только в зернопропашных и зерновых звеньях).

· Для достижения бездефицитного баланса гумуса в зернопаровых и зернопаропропашных севооборотах следует использовать органическую массу соломы озимой и яровой пшеницы и ресурсосберегающие системы обработки почвы, снижающие минерализацию гумуса в парах и под культурами севооборотов.

· Для повышения эффективности производства зерна в полевых севооборотах предлагаются оптимизационные модели по показателям устойчивости производства зерна, выхода продукции, воспроизводства почвенного плодородия, уровней интенсификации использования пашни и технологий возделывания, энергетической и экономической эффективности.

СПИСОК ОПУБЛИКОВАННЫХ РАБОТ ПО МАТЕРИАЛАМ ДИССЕРТАЦИИ

1. Корчагин В.А., Терентьев О.В. Борьба с сорняками на посевах кукурузы // Степные просторы. - №8. - 1984. - с. 21-23.

2. Корчагин В.А., Терентьев О.В. Эффективность гербицидов при возделывании кукурузы в степных районах Среднего Заволжья // Химия в сельском хозяйстве. - №1. - 1984. - с. 35-37.

3. Корчагин В.А., Терентьев О.В. Эффективность гербицидов в Среднем Заволжье // Кукуруза и сорго. - №6. - 1986. - с. 10-12.

4. Корчагин В.А., Новиков В.Г., Терентьев О.В. Агротехнические и химические методы борьбы с сорняками в Куйбышевской области: Рекомендации. - Куйбышев. - 1986. - 44 с.

5. Тришин Е.Н., Корчагин В.А., Терентьев О.В. Система борьбы с сорняками при возделывании кукурузы // Информлисток Куйбышевского ЦНТИ. -№265-86. - 1986. - 4 с.

6. Корчагин В.А., Терентьев О.В. Система мер борьбы с сорняками при интенсивной технологии возделывания кукурузы в Среднем Заволжье // Интенсивные технологии возделывания зерновых культур в Среднем Заволжье: Сборник научных трудов / Куйбышевский НИИСХ. - Куйбышев: Книжное издательство. - 1987. - с. 17-23.

7. Корчагин В.А., Терентьев О.В. Борьба с сорняками // Справочник полевода / Сост. Корчагин В.А. - Куйбышев: Книжное издательство. -1988. - с. 68-77.

8. Корчагин В.А., Тришин Е.Н., Терентьев О.В. Система мер борьбы с сорняками при возделывания кукурузы по индустриальной технологии: Рекомендации. - Куйбышев. - 1988. - 20 с.

9. Терентьев О.В., Тришин Е.Н. Минимализация обработок почвы при интенсивной технологии возделывания кукурузы // Прогрессивные системы обработки почвы: Сборник научных трудов / Куйбышевский НИИСХ. - Куйбышев: Книжное издательство. - 1988. - с. 89-97.

10. Корчагин В.А., Терентьев О.В. Особенности технологии возделывания зерновых культур // Информлисток Куйбышевского ЦНТИ. - №365-91. - Куйбышев. - 1991. - 2 с.

11. Игонтов В.Г., Корчагин В.А., Терентьев О.В. Система мер по защите сельскохозяйственных культур от болезней, вредителей и сорняков // Система ведения агропромышленного производства Куйбышевской области на 1991 - 1995 гг. - часть I. - Самара: Книжное издательство. - 1992. - с. 98-118.

12. Корчагин В.А., Кучер В.Г., Терентьев О.В. Интенсивные технологии в растениеводстве // Система ведения агропромышленного производства Куйбышевской области на 1991 - 1995 гг. - часть II. - Самара: Книжное издательство. - 1992. с. 3-24.

13. Корчагин В.А., Терентьев О.В., Тришин Е.Н. Эффективность разных методов борьбы с сорняками при возделывания кукурузы // Аграрная наука - производству: Тез. докл. науч.- практ. конф., посвящ. 90-летию Самарского НИИСХ. 15-16 июня 1993 г. - Безенчук - 1993. - с. 31-32.

14. Корчагин В.А., Терентьев О.В. Структура посевных площадей и севообороты // Концепция развития адаптивно-ландшафтной системы земледелия Самарской области // Самарский НИИСХ, Поволжская АГЛОС. - Безенчук. - 1995. - с. 15-21.

15. Игонтов В.Г., Терентьев О.В. Экологически безопасные методы защиты растений // Концепция развития адаптивно-ландшафтной системы земледелия Самарской области // Самарский НИИСХ, Поволжская АГЛОС. - Безенчук. - 1995. - с. 27-33.

16. Корчагин В.А., Терентьев О.В. Агроэкологические принципы построения севооборотов // Земледелие. - №6. - 1995. - с. 18.

17. Корчагин В.А., Терентьев О.В. Агроэкологические принципы построения севооборотов в степных районах Среднего Заволжья // Итоги и перспективы исследований в области селекции, семеноводства и ландшафтно-экологического земледелия: Тез. докл. науч.- практ. конф., посвящ. 85-летию НИИСХ Юго-Востока и 100-летию В.Н.Мамонтовой. 27-28 июня 1995 г. - Саратов. - 1995. - с. 98-99.

18. Корчагин В.А., Терентьев О.В. Влияние разных уровней интенсификации использования пашни на продуктивность и окупаемость энергии в севооборотах // Информлисток Самарского ЦНТИ. -№251-96. - Куйбышев. -1996. - 4 с.

19. Корчагин В.А., Терентьев О.В., Жоливальт М. Динамика основных агрометеорологических показателей погодных условий в Среднем Заволжье за период с 1904 по 1995 годы. - Безенчук. - 1996. - 46 с.

20. Корчагин В.А., Терентьев О.В., Новиков В.Г. Экологически безопасные приемы борьбы с сорняками в Самарском Заволжье // Экологическая безопасность и устойчивое развитие Самарской области: Сборник научных трудов / Комитет экологии и природных ресурсов Самарской области. -Самара. - 1996. - с. 219-222.

21. Корчагин В.А., Терентьев О.В. Особенности природных условий, степень проявления засух и их вредоносность // Научная стратегия и практические рекомендации по обеспечению устойчивости производства продукции растениеводства в засушливых районах Среднего Поволжья: На примере Самарской области / Самарский НИИСХ. - Самара - 1996. - с. 4-7.

22. Корчагин В.А., Терентьев О.В. Севообороты для устойчивого производства зерна и кормов // Научная стратегия и практические рекомендации по обеспечению устойчивости производства продукции растениеводства в засушливых районах Среднего Поволжья: На примере Самарской области. - Самара - 1996. -с. 11-13.

23. Чичкин А.П., Терентьев О.В. Воспроизводство почвенного плодородия в специализированных севооборотах // Научная стратегия и практические рекомендации по обеспечению устойчивости производства продукции растениеводства в засушливых районах Среднего Поволжья: На примере Самарской области. - Самара - 1996. - с. 13-16.

24. Корчагин В.А., Терентьев О.В. Экологически безопасные приемы борьбы с сорняками при возделывании сельскохозяйственных культур в Среднем Поволжье // Информлисток Самарского ЦНТИ. - №146-96. - Куйбышев. - 1996. - 3 с.

25. Корчагин В.А., Терентьев О.В., Новиков В.Г. Специализированные севообороты и энерго-ресурсосберегающие технологии возделывания зерновых культур в степных районах Среднего Заволжья. - Безенчук. - 1997. - 36 с.

26. Корчагин В.А., Терентьев О.В., Новиков В.Г. Агроэкологические принципы построения севооборотов в степных районах Среднего Заволжья // Проблемы земледелия Среднего Поволжья: Сборник научных трудов / Самарский НИИСХ. - Самара. - 1997. - с. 19-24.

27. Корчагин В.А., Терентьев О.В. Влияние разных уровней интенсификации использования пашни на продуктивность севооборотов // Проблемы земледелия Среднего Поволжья: Сборник научных трудов / Самарский НИИСХ. - Самара - 1997. - с. 33-37.

28. Терентьев О.В., Корчагин В.А. Экологически безопасные приёмы борьбы с сорняками при возделывании сельскохозяйственных культур в Самарском Заволжье // Проблемы земледелия Среднего Поволжья: Сб. научн. тр. / Самарский НИИСХ. - Самара. - 1997. - с. 157 - 160.

29. Терентьев О.В. Ресурсосберегающие технологии возделывания зерновых культур в специализированных полевых севооборотах // Тез. докл. 44 науч. конф. профессор. - преподават. состава, сотрудников и аспирантов / Самарская ГСХА. - Самара. - 1997. -с. 80

30. Корчагин В.А., Терентьев О.В. Борьба с сорняками // Защита и карантин растений. - № 4. - 1998.- с. 30 - 31.

31. Корчагин В.А., Терентьев О.В., Крючков А.Г. Природно - климатические факторы и урожайность яровой мягкой пшеницы в Среднем Заволжье // Наука и хлеб: Вопросы теории и практики: Сб. науч. тр. / Оренбургский НИИСХ. - вып. 6. - Оренбург. - 1999.- с. 181 - 210.

32. Корчагин В.А., Терентьев О.В. Эффективность технологических комплексов с разным уровнем интенсивности использования пашни в севооборотах // Ресурсосберегающие технологии и приёмы воспроизводства почвенного плодородия на чернозёмах Среднего Поволжья: Сб. науч. тр. / Самарский НИИСХ. - Самара. - 1999. - с. 72 - 76.

33. Корчагин В.А., Терентьев О.В., Крючков А.Г. Погодно - климатические факторы и урожайность яровой пшеницы в Среднем Заволжье // Ресурсосберегающие технологии и приёмы воспроизводства почвенного плодородия на чернозёмах Среднего Поволжья: Сб. науч. тр. - Самарский НИИСХ. - Самара. - 1999. - с. 138 - 157.

34. Корчагин В.А., Терентьев О.В., Новиков В.Г., Щетинин А.И. Рациональные севообороты - гарант устойчивого производства зерна // Научные основы адаптивных систем земледелия в степных районах Среднего Заволжья: Сб. науч. тр. к 100 - летию Самарского НИИСХ. - Самара. - 2003. - с. 22 - 48.

35. Терентьев О.В. Водный режим и устойчивость производства зерна в севооборотах Среднего Заволжья // Научные основы адаптивных систем земледелия в степных районах Среднего Заволжья: Сб. науч. тр. к 100 - летию Самарского НИИСХ. - Самара. - 2003. - с. 96 - 103.

36. Корчагин В.А., Терентьев О.В., Джангабаев Б.Ж. Технологические комплексы с разным уровнем интенсивности использования пашни в севооборотах // Научные основы адаптивных систем земледелия в степных районах Среднего Заволжья: Сб. науч. тр. к 100 - летию Самарского НИИСХ. - Самара. - 2003. - с. 125 - 147.

37. Китаева М.В., Терентьев О.В. Обоснование энергосберегающих направлений развития сельского хозяйства // Вестник молодых учёных: Специальный выпуск «Факторы развития производительных сил и рост бюджетного потенциала сельских территорий» / Самарская государственная экономическая академия. - Самара. - 2003. - с. 107-110.

38. Научно- практическое руководство по освоению и применению технологий сберегающего земледелия / О.В. Терентьев, Н.Д. Чернов, Р.М. Вагизов и др.: под редакцией Л.В. Орловой. - Самара: ЗАО «Евротехника». - 2004. - 122 с.

39. Научно- практическое руководство по освоению и применению технологий сберегающего земледелия / О.В. Терентьев, Н.Д. Чернов, Р.М. Вагизов и др.: под редакцией Л.В. Орловой. - Самара: ЗАО «Евротехника». - 2006. - 169 с.

40. Терентьев О.В. Ресурсосберегающие технологии для производства зерна в степных районах Среднего Поволжья // Достижения науки и техники АПК. - №11. - 2006. - с. 34-35.

41. Терентьев О.В. Производство экологически чистого зерна в Самарской области // Достижения науки и техники АПК. - №12. - 2006. - с. 29-30.

42. Терентьев О.В. Эффективные севообороты для производства зерна в Среднем Поволжье // Достижения науки и техники АПК. - №1. - 2007. - 19-21.

43. Терентьев О.В. Технологии воспроизводства плодородия почвы в зерновых севооборотах в Среднем Поволжье // Достижения науки и техники АПК. - №1. - 2007. - с. 48.

Размещено на Allbest.ru