Перспективы производства сои в полевом севообороте центральной лесостепной зоны Зауралья

УДК 633.34:631.5

Перспективы производства сои в полевом севообороте центральной лесостепной зоны Зауралья

Суркова Ю. В., кандидат сельскохозяйственных наук

Цымбаленко И. Н., кандидат сельскохозяйственных наук

Гилев С. Д., кандидат сельскохозяйственных наук

ФГБНУ «Уральский федеральный аграрный научно-исследовательский центр Уральского отделения Российской академии наук»

620142, Россия, Свердловская обл., г. Екатеринбург, ул. Белинского, д. 112а

E-mail: kniish@ketovo.zaural.ru

Представлена комплексная оценка эффективности диверсификации севооборотов, а также способов обработки почвы и влияния азотных удобрений при возделывании сои в условиях засушливого климата центральной лесостепной зоны Зауралья. По результатам исследований, проведённых в 2010–2020 годах в Курганском НИИСХ – филиале УрФАНИЦ УрО РАН, установлено влияние гидротермических условий региона и агротехнических приёмов на формирование урожайности сои. В острозасушливые годы с гидротермическим коэффициентом 0,3–0,6 урожайность сои снижалась наполовину по сравнению с благоприятными по тепло- и влагообеспеченности периодами (ГТК — 1,1–1,2). На фоне удобрений и надёжной системы защиты посевов сои от сорных растений менее затратная поверхностная обработка по урожайности не уступала вспашке. Минеральный азот в дозе N30 на фоне средней обеспеченности почвы подвижным фосфором в острозасушливые годы обеспечил прибавку зерна сои 0,28 т/га, в благоприятные по условиям увлажнения годы прибавка от применения N30 увеличилась до 0,43 т/га. Диверсификация традиционного четырёхпольного зернопарового севооборота путём замены пшеничного поля посевами сои обеспечила повышение продуктивности, улучшение качества продукции и экономических показателей. Рентабельность производства продукции с севооборотной площади в вариантах с ресурсосберегающей поверхностной обработкой выросла до 110% без удобрений и до 117% — на фоне N30 против 49 и 66% в зернопаровом севообороте. В результате многолетних исследований в контрастных погодных условиях установлено, что производство сои в полевом севообороте в центральной лесостепной зоне Зауралья рентабельно даже в острозасушливые годы. При низком уровне урожайности (0,50–0,70 т/га) рентабельность составляет 30–50%. В благоприятные годы ресурсы зауральского климата позволяют получать урожайность сои на уровне 1,40–1,80 т/га. При этом рентабельность повышается до 220%.

Ключевые слова: ресурсы климата, севооборот, соя, минеральный азот, система обработки почвы, рентабельность.

По оценкам Соевого союза России, потребность в зерне сои на период до 2020 года составляла около 9,5 млн т, в том числе на кормовые цели — 7,8 млн т. За счёт собственного производства эти потребности не покрываются. Ежегодно наша страна импортирует минимум 2,0 млн т зерна и соевых продуктов (http://www.ros-soya.su/public.aspx?3BB4E5AC).

В последние годы наметилась положительная динамика объёмов производства сои в Российской Федерации, которая определяется рядом факторов: высокими ценами на зерно, селекционными достижениями, расширением площадей посева за счёт новых зон соеводства (Созонова, Иваненко, 2017).

Перспективной в этом плане является и центральная лесостепная зона Зауралья. Чернозёмные почвы здесь занимают 60,6% почвенного покрова, в том числе выщелоченные чернозёмы средне- и легкосуглинистого гранулометрического состава — 33,1%. По условиям теплообеспеченности центральная лесостепь сравнительно тёплая: сумма положительных температур составляет от 1900 до 20000С. За тёплый период выпадает 195–200 мм осадков, этого количества достаточно для формирования урожайности яровых зерновых. Однако засуха разной интенсивности и в разные периоды вегетации в регионе происходит каждый второй год. Особенно опасной является майско-июньская.

Благодаря ценному биологическому свойству — дифференцированно по фазам развития использовать почвенную влагу — соя сравнительно легко переносит её недостаток до цветения (Гулидова, Хрюкина, Сергеев, 2017). Фаза цветения, когда культура максимально потребляет влагу, приходится на июль, наиболее благоприятный по условиям увлажнения месяц в Зауралье. Анализ природных условий региона свидетельствует, что биоклиматические ресурсы центральной лесостепной зоны позволяют выращивать раннеспелую сою до полного созревания зерна (Система адаптивно-ландшафтного земледелия Курганской области, 2012).

Исследованиями по интродукции сои в Курганской области занимался ещё В. К. Крутиховский (2011), научный сотрудник Шадринского опытного поля, созданного в 1914 году. Позднее изучение технологии возделывания данной культуры продолжил Т. С. Мальцев. В полевых севооборотах Курганского НИИСХ сою начали всесторонне изучать с 2010 года (Суркова, Цымбаленко, 2015).

Цель исследований — установить степень влияния метеорологических факторов и агротехнических приёмов на урожайность сои и эффективность её возделывания в полевом севообороте в центральной лесостепной зоне Зауралья.

Методика исследований. Исследования выполнены в лаборатории земледелия Курганского научно-исследовательского института сельского хозяйства – филиала ФГБНУ УрФАНИЦ УрО РАН в рамках государственного задания Министерства науки и высшего образования по теме № 0532-2021-0002 «Усовершенствовать систему адаптивно-ландшафтного земледелия для Уральского региона и создать агротехнологии нового поколения на основе минимизации обработки почвы, диверсификации севооборотов, рационального применения пестицидов и биопрепаратов, сохранения и повышения почвенного плодородия, разработать информационно-аналитический комплекс компьютерных программ, обеспечивающий инновационное управление системой земледелия».

В стационарном опыте лаборатории земледелия изучали два зернопаровых севооборота: пар – пшеница – соя – пшеница и пар – пшеница – пшеница – пшеница (традиционный для Зауралья). Опыт заложен методом сложных (расщеплённых) делянок: вдоль — по фонам удобренности, поперёк — по способам обработки почвы. Все поля развёрнуты во времени и пространстве. Повторность четырёхкратная. Площадь делянки — 1216 м2 (30,4×40), субделянки — 152 м2 (7,6×20), учётная площадь — 44 м2 (2,2×20). Урожайность приведена к 100% чистоте, 14% влажности для пшеницы и 12% — для сои. Почва — чернозём выщелоченный маломощный среднесуглинистый. Содержание гумуса по Тюрину в пахотном горизонте — 3,3–3,6%, фосфора по Чирикову — 54–83 мг/кг, обменного калия по Масловой — 176–300 мг/кг, рН — 5,3–5,4.

Раннеспелый сорт СибНИИК 315 селекции Сибирского института кормов возделывался в четырёхпольном зернопаровом севообороте второй культурой после пара на фоне двух способов основной обработки почвы: вспашки на 20–22 см и поверхностной обработки на 8–10 см. Система минерального питания включала контрольный вариант и три дозы азота: 10, 20, 30 кг д.в. на 1 га севооборотной площади. Фосфорные и калийные удобрения не применялись, так как подвижным фосфором и обменным калием почва опытного участка обеспечена в средней и высокой степени соответственно.

Система агротехники строилась с учётом требований адаптивно-ландшафтной системы земледелия для центральной природной зоны Зауралья (Система адаптивно-ландшафтного земледелия Курганской области, 2012).

После закрытия влаги бороновальными агрегатами вносились азотные удобрения сеялкой СЗ-3,6, работающей в активном режиме. Посев на глубину 5–6 см производился сеялкой СКП-2,1 с последующим прикатыванием 3ККШ-6. Норма высева семян 100% всхожести — 0,7 млн/га. Уход за посевами включал внесение почвенных гербицидов: допосевное (д.в. ацетохлор) и по вегетации растений (д.в. флуазифон-п-бутил и др.). Уборка урожая производилась в фазу полной спелости, поделяночно, комбайном Сампо-500.

Сопутствующие исследования, наблюдения и учёты производились по общепринятым методикам и ГОСТам.

За период исследований (2010–2020 годы) погодные условия отличались контрастностью: острозасушливыми были 2010, 2012, 2020 годы (ГТК — 0,3–0,6); в средней степени обеспеченными влагой — 2014, 2016, 2019 годы (ГТК — 0,7–0,9) и благоприятными по теплу и влаге (ГТК — 1,1–1,2) — 2011, 2013, 2015, 2017, 2018 годы.

Результаты исследований. Многолетними исследованиями установлена степень зависимости урожайности сои от ресурсов зауральского климата. В острозасушливые годы, которые нередко встречаются в данном регионе, уровень урожайности снижался практически наполовину по сравнению с периодами, достаточно обеспеченными влагой (табл. 1).

1. Урожайность сои в зависимости от гидротермических условий, способов основной обработки почвы и азотных удобрений, т/га (2010–2020 гг.)

Период исследований, ГТК

Вспашка (20–22 см)

Поверхностная (8–10 см)

N0

N10

N20

N30

N0

N10

N20

N30

Засушливый, 0,3–0,6

0,76

0,72

0,73

1,04

0,57

0,54

0,72

0,85

Умеренно влажный, 0,7–0,9

1,20

1,18

1,41

1,36

1,18

1,11

1,32

1,30

Влажный, благоприятный, 1,1–1,2

1,41

1,50

1,80

1,82

1,38

1,50

1,68

1,81

Средние показатели

1,22

1,25

1,47

1,53

1,16

1,19

1,38

1,47

Примечание: НСР05 среднее — 0,2; период исследований — 0,07; обработка почвы — 0,06; удобрения — 0,08.

В вариантах с традиционной технологией, базирующейся на отвальной обработке, уровень снижения урожайности составил 46% без использования удобрений (0,76 против 1,41 т/га) и 42,9% — на фоне N30 (1,04 против 1,82 т/га). В вариантах с ресурсосберегающей поверхностной технологией обработки острозасушливые условия привели к снижению урожайности сои без удобрений на 41,3%, на удобренном фоне — на 46,9%.

При умеренном уровне обеспеченности влагой периода вегетации (ГТК — 0,7–0,9) снижение урожайности по сравнению с благоприятным по увлажнению периодом было менее значительно. При отвальной обработке без применения азотного удобрения этот показатель составил 14,9%, с удобрениями — 25,0%; на фоне поверхностной обработки — 19,6 и 28,0% соответственно.

Следовательно, главным природным фактором, определяющим уровень урожайности сои в центральной природной зоне Зауралья, является влагообеспеченность вегетационного периода, что подтверждается статистической обработкой данных (табл. 2).

2. Коэффициенты корреляции между урожайностью сои и количеством осадков летних месяцев (2010–2020 гг.)

Дозы азота, кг д.в./га

Вспашка

Поверхностная

 

июнь

июль

август

июнь

июль

август

N0

0,56

0,66

0,05

0,40

0,64

0,32

N10

0,23

0,50

0,38

0,39

0,56

0,39

N20

0,24

0,58

0,38

0,38

0,66

0,34

N30

0,01

0,22

0,55

0,34

0,40

0,54

Наиболее сильная зависимость между урожайностью сои и условиями увлажнения проявлялась в июле (в фазу цветения культуры) при дозах N10, N20 (0,50–0,66) и на контрольных фонах (0,66 и 0,64). Осадки августа были наиболее востребованы с увеличением дозы азота до 30 кг/га. Отрицательный коэффициент корреляции получен при определении зависимости между урожайностью и температурным режимом.

По проблеме азотного питания сои среди учёных нет единой точки зрения. В большинстве литературных источников под посев сои рекомендуется применять азотно-фосфорные удобрения в небольших дозах для усиления начального роста (Гулидова, Хрюкина, Сергеев, 2017; Кузин, 1976). Имеются сведения, что на богатых плодородных почвах соя слабо реагирует на минеральный азот, а высокую потребность в этом элементе (70–100 кг на 1 т зерна) удовлетворяет за счёт биологической фиксации (Гулидова, Хрюкина, Сергеев, 2017). Аналогичного мнения придерживаются сибирские учёные, считая, что азотные удобрения в высоких дозах не оказывают существенного влияния на зерновую продуктивность сои, лишь увеличивают её листостебельную массу (Кашеваров, Полищук, Бейч, Кашеварова, 2005).

В наших опытах соя, возделываемая на малогумусных среднесуглинистых выщелоченных чернозёмах, в средней степени обеспеченных фосфором, даже в острозасушливые годы положительно реагировала на азотные удобрения. Доза N30 в этих условиях обеспечила прибавку зерна 0,28 т/га независимо от способа основной обработки почвы. При средней обеспеченности влагой эффективными оказались дозы N20 и N30, во влажные годы — все изучаемые дозы (10, 20, 30 кг/га) как по отвальной, так и по поверхностной обработкам.

В умеренные по влагообеспеченности и влажные годы уровни урожайности по вариантам систем обработки и фонам азотного питания сглаживались.

Применение почвенных гербицидов и при необходимости гербицидов по вегетации позволило поддерживать уровень засорённости посевов ниже порога вредоносности. В условиях надёжной системы защиты посевов от сорняков способы обработки почвы не оказывали заметного влияния на зерновую продуктивность сои.

Преимущество отвальной системы обработки отчётливо проявилось в засушливые и умеренно влажные годы за счёт лучших влагозапасов почвы при посеве, которые за период исследований на отвальной обработке были выше в среднем на 18–29 мм при НСР05 — 7,9 мм (рис.).

Преимущество ресурсосберегающей поверхностной обработки перед отвальной наглядно проявилось в первую очередь в затратах на обработку почвы. В контрольных (без удобрений) вариантах и на фоне минерального азота (N30) за счёт более низких затрат на обработку общие затраты на возделывание снизились больше чем на 1 тыс. руб./га (табл. 3).

3. Продуктивность севооборотов и экономическая эффективность производства продукции растениеводства (2010–2020 гг.)

Севооборот

Выход зерновых единиц, т/га

Затраты, руб./га

Прибыль, руб./га

Рентабельность, %

N0

N30

N0

N30

N0

N30

N0

N30

Вспашка (20–22 см)

Пар – пшеница – пшеница – пшеница

1,70

1,89

10730

11589

6431

7384

60

64

Пар – пшеница – соя – пшеница

1,79

1,98

11318

12175

11336

13104

100

108

Поверхностная (8–10 см)

Пар – пшеница – пшеница – пшеница

1,44

1,77

9719

10578

4783

6986

49

66

Пар – пшеница – соя – пшеница

1,61

1,81

10307

11164

11388

13106

110

117

Примечание: цена реализации пшеницы — 12,5 тыс. руб./т; сои — 30 тыс. руб./т.

Следовательно, диверсификация традиционного зернопарового севооборота путём замены пшеничного поля посевами сои на фоне ресурсосберегающей системы обработки почвы привела к более стабильному производству растениеводческой продукции, улучшению её качества за счёт соевых маслосемян, а также повышению экономических показателей. Общая продуктивность севооборота с соей не снизилась по сравнению с чисто пшеничным зернопаровым севооборотом, наоборот, хотя и незначительно, но увеличился выход зерновых единиц (2,3–11,8%). Экономическую эффективность производства сои обеспечили высокая реализационная цена и повышенный выход зерновых единиц. В вариантах отвальной обработки прибыль с 1 га севооборотной площади увеличилась в 1,76–1,80 раза, поверхностной — в 1,90–2,40 раза по сравнению с традиционным зернопаровым севооборотом.

Рентабельность производства растениеводческой продукции по вспашке выросла до 100% без удобрений и до 108% — на фоне удобрений против 60 и 64% в пшеничном зернопаровом севообороте. В вариантах поверхностной обработки показатели рентабельности составили 110 и 117% против 49 и 66%.

Расчёты показывают, что в современных условиях высокого спроса на зерно сои и при стабильных ценах реализации на уровне 30 тыс. руб. за 1 т производство сои в центральной зоне Зауралья рентабельно даже в острозасушливые годы. При урожайности 0,50–0,70 т/га рентабельность составляла 30–50%; в умеренные по гидротермическим условиям периоды вегетации урожайность увеличивалась до 1,30–1,40 т/га, рентабельность — до 130–150%. В благоприятные годы ресурсы зауральского климата обеспечивают повышение урожайности сои до 1,80 т/га, при этом рентабельность увеличивается до 217–220%.

Наглядным подтверждением результатов наших научных исследований является производственный опыт стабильного высокорентабельного производства сои в хозяйстве «Куликов родник» (Белозерский район Курганской области), расположенном в центральной природной зоне Зауралья (Цымбаленко, 2019).

Заключение. Ведущую роль в формировании урожайности сои при возделывании в центральной лесостепной зоне Зауралья играют ресурсы климата, который отличается резкой континентальностью и частыми засушливыми явлениями. Современные технологии, базирующиеся на ресурсосберегающих приёмах обработки почвы, оптимальном минеральном питании, надёжной системе защиты растений от вредных объектов, с учётом высоких закупочных цен позволяют рентабельно производить зерно сои в данном регионе даже в острозасушливые годы. В наших опытах при урожайности сои 0,50–0,70 т/га рентабельность составила 30–50%. В благоприятные по тепло- и влагообеспеченности годы, на которые приходится 50% лет, урожайность сои на фоне N30 повышалась до 1,80 т/га, рентабельность — до 220%.

Диверсификация полевого севооборота путём замены яровой пшеницы соей стабилизировала продуктивность севооборота и обеспечила высокие экономические показатели.

Литература

  1. Гулидова В. А. Соя: современные технологии возделывания: практическое руководство / В. А. Гулидова, Е. И. Хрюкина, Г. Я. Сергеев. — МТС «Агро-Альянс», 2017. — 36 с.
  2. Влияние азотных удобрений на урожайность зерна сои на выщелоченных чернозёмах северной лесостепи Западной Сибири / Н. И. Кашеваров, А. А. Полищук, А. В. Бейч, Н. Н. Кашеварова // Сибирский вестник сельскохозяйственных наук. — 2005. — № 1. — С.81–83.
  3. Крутиховский В. К. Борьба с засухой на чернозёме лесостепи Зауралья / В. К. Крутиховский. — Куртамыш, 2011. — 30 с.
  4. Кузин В. Ф. Возделывание сои на Дальнем Востоке / В. Ф. Кузин. — Благовещенск: Амурское отделение Хабаровского книжного издательства, 1976. — 246 с.
  5. Отраслевая программа Российского соевого союза «Развитие производства и переработки сои в Российской Федерации на 2015–2020 годы» [Электронный ресурс]. — URL: [http://www.ros-soya.su/public.aspx?3BB4E5AC].
  6. Система адаптивно-ландшафтного земледелия Курганской области: монография / Под ред. академика РАСХН А. Л. Иванова. — Куртамыш, 2012. — 494 с.
  7. Созонова А. Н. Производство сои в России, Зауралье и Тюменской области Т. 1 / А. Н. Созонова, А. С. Иваненко // Проблемы и перспективы развития АПК России: материалы Всероссийской конференции (Благовещенск, 19 апреля 2017 г.). — Благовещенск: ДальГАУ, 2017. — С.36‒39.
  8. Суркова Ю. В. Соя в полевых севооборотах центральной лесостепной зоны Зауралья / Ю. В. Суркова, И. Н. Цымбаленко // Бесплужное земледелие как основа современных ресурсосберегающих технологий: материалы международной научно-практической конференции, посвящённой 120-летию со дня рождения Т. С. Мальцева. — Куртамыш, 2015. — С.112‒123.
  9. Цымбаленко И. Н. На кромке соевого поля / И. Н. Цымбаленко // Нивы России. — 2019. — № 8 (174). — С.8‒10.

Рис. Содержание продуктивной влаги в метровом слое почвы при посеве в зависимости от способа основной обработки почвы, мм

Soybean production potential under crop rotation in the central forest-steppe of Trans-Urals

Surkova Yu. V., PhD Agr. Sc.

Tsymbalenko I. N., PhD Agr. Sc.

Gilev S D., PhD Agr. Sc.

Ural Federal Agrarian Research Center of the Ural branch of the Russian Academy of Science

620142, Russia, the Sverdlovsk region, Ekaterinburg, Belinskogo str., 112a

E-mail: kniish@ketovo.zaural.ru

The report deals with the optimization of a rotation system as well as the effect of tillage and nitrogen fertilizers on soybean productivity under the drought of the central forest-steppe in Trans-Urals. The investigation was conducted at the Kurgan Research Institute of Agriculture in 2010–2020. The aim was to test the effect of tillage, moisture and temperature on soybean yield. Drought (hydrothermal coefficient of 0.3–0.6) reduced soybean productivity by 50% in comparison to favorable conditions (hydrothermal coefficient of 1.1–1.2). Less expensive surface tillage was as effective as plowing under fertilization and weed control. In dry years application of N30 increased grain yield by 0.28 t ha-1 under medium content of soluble P. Under favorable conditions the increase amounted to 0.43 t ha-1. Substitution of wheat with soybean in the conventional four-field crop rotation system resulted in higher crop productivity, yield quality and economic effectiveness. Payback raised up to 110% under surface tillage and no fertilization and 117% — on the background of N30 versus 49 and 66% obtained under fallow and grain crop rotation. Soybean production was cost-effective even under drought. Low soybean yield (0.50–0.70 t ha-1) resulted in profitability of 30–50%. Favorable conditions of the region provided soybean yield of 1.40–1.80 t ha-1, increasing profitability up to 220%.

Keywords: climate, crop rotation, soybean, mineral nitrogen, tillage, profitability.

References

1. Gulidova V. A. Soya: sovremennye tekhnologii vozdelyvaniya: prakticheskoe rukovodstvo / V. A. Gulidova, E. I. Khryukina, G. Ya. Sergeev. — MTS “Agro-Alyans”, 2017. — 36 p.

2. Vliyanie azotnykh udobreniy na urozhaynost zerna soi na vyshchelochennykh chernozemakh severnoy lesostepi Zapadnoy Sibiri / N. I. Kashevarov, A. A. Polishchuk, A. V. Beych, N. N. Kashevarova // Sibirskiy vestnik selskokhozyaystvennykh nauk. — 2005. — No. 1. — P.81–83.

3. Krutikhovskiy V. K. Borba s zasukhoy na chernozeme lesostepi Zauralya / V. K. Krutikhovskiy. — Kurtamysh, 2011. — 30 p.

4. Kuzin V. F. Vozdelyvanie soi na Dalnem Vostoke / V. F. Kuzin. — Blagoveshchensk: Amurskoe otdelenie Khabarovskogo knizhnogo izdatelstva, 1976. — 246 p.

5. Otraslevaya programma Rossiyskogo soevogo soyuza “Razvitie proizvodstva i pererabotki soi v Rossiyskoy Federatsii na 2015–2020 gody” [Elektronnyy resurs]. — URL: [http://www.ros-soya.su/public.aspx?3BB4E5AC].

6. Sistema adaptivno-landshaftnogo zemledeliya Kurganskoy oblasti: monografiya / Pod red. akademika RASKhN A. L. Ivanova. — Kurtamysh, 2012. — 494 p.

7. Sozonova A. N. Proizvodstvo soi v Rossii, Zaurale i Tyumenskoy oblasti Vol. 1 / A. N. Sozonova, A. S. Ivanenko // Problemy i perspektivy razvitiya APK Rossii: materialy Vserossiyskoy konferentsii (Blagoveshchensk, 19 aprelya 2017 g.). — Blagoveshchensk: DalGAU, 2017. — P.36‒39.

8. Surkova Yu. V. Soya v polevykh sevooborotakh tsentralnoy lesostepnoy zony Zauralya / Yu. V. Surkova, I. N. Tsymbalenko // Bespluzhnoe zemledelie kak osnova sovremennykh resursosberegayushchikh tekhnologiy: materialy mezhdunarodnoy nauchno-prakticheskoy konferentsii, posvyashchennoy 120-letiyu so dnya rozhdeniya T. S. Maltseva. — Kurtamysh, 2015. — P.112‒123.

9. Tsymbalenko I. N. Na kromke soevogo polya / I. N. Tsymbalenko // Nivy Rossii. — 2019. — No. 8 (174). — P.8‒10.

Обсуждение закрыто.