VI Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2014

ВВЕДЕНИЕ В современном земледелии создание высокопродуктивных агрофитоценозов должно осуществляться при более полном использовании средообразующих особенностей культивируемых растений, вовлечении их в продукционный процесс, наряду с рациональным применением техногенных средств интесификации (Жученко А.А., 2004; Кирюшин В.И., 2011; Зотиков В.И., Задорин А.Д, 2007). В условиях дороговизны и недоступности техногенных ресурсов, сохраняющейся экологической напряженности для обеспечения устойчивого функционирования агроэкосистем необходимы альтернативные подходы к разработке агротехнологий, базирующиеся на концепции биологизации земледелия. Практическое освоение биологизированных технологий предполагает использование симбиотической азотфиксации, сидератов, максимально возможного количества послеуборочной фитомассы для сохранения биотического круговорота веществ и энергии в агрофитоценозах (Кирюшин В. И., 2000; 2011; Лыков А. М. и др., 2001; 2004; Шпаков А. С., 2008; Голомолзин Р.С., Морозов В.И., Подсевалов М.И., 2012; Новиков В.Н., 2012).

Симбиотическая азотфиксация бобовых культур, способность их корневой системы вовлекать в круговорот труднодоступные для других культур соединения фосфора и кальция, определяют их положительную средообразующую роль (Зотиков В. И., Задорин А. Д., 2007; Кирюшин В. И., 2011).

Введение в севообороты бобовых культур, в том числе гороха на зерно, увеличивает долю зерновых культур и способствуют сохранению плодородия почвы. Не случайно они признаны одним из лучших предшественников в большинстве почвенно-климатических зон России и СНГ (Лошаков В. Г., 1996; Асмус А. В., Морозов В. И., Подсевалов М. И., 2011;.

С этой точки зрения возрастает роль севооборотов с включением в структуру посевных площадей зерновых бобовых культур в занятых, как потенциальных азотфиксаторов и значимых источников растительного белка.

Для повышения эффективности зерновых бобовых агрофитоценозов в биологизации земледелия важно расширение и углубление исследований по совокупному действию и взаимодействию способов основной обработки почвы и органоминеральных систем удобрений в технологии парозанимающих культур в севооборотных ротациях.

ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.  

   1. Основные направления совершенствования севооборотов в современных системах земледелия

Развитие классических теорий о севообороте, изложенных в трудах М. Г. Павлова, А. В. Советова, Д. Н. Прянишникова и других, привело к понятию севооборота как сложного растительного сообщества, участвующего в природном круговороте вещества и энергии (А. Н. Каштанов, В. И. 1988; Кирюшин, 2011).

По определению Щербакова и др. (1993) севооборот – это способ формирования структуры и состава фитоценоза агроэкосистем с целью обеспечения ее максимальной производительности и устойчивости.

Севообороту, как и природной экосистеме, присущи такие признаки как наличие компонента, структуры, целостности, организованности, а чередование культур за ряд лет можно считать искусственной сукцессией (сменой растительных сообществ). Утерянные признаки природных систем – замкнутость, саморегулирование, устойчивость должны привноситься в севооборот человеком.

Хозяйственная продуктивность севооборотов выше, чем в естественных экосистемах (заповедная степь и дуговая лесостепь) в 1,5–2 раза, однако при этом происходит снижение устойчивости, то есть способности противостоять внешним условиям среды в целях самосохранения.

По данным Сафонова А. Ф. (2011), А. А. Асмуса и др. (2011), Новикова (2012), наиболее устойчивы севообороты с возделыванием разных по биологии культур и с применением удобрений, обеспечивающих бездефицитный баланс гумуса и питательных веществ в почве. В целом технология возделывания сельскохозяйственных культур должна соответствовать их биологическим особенностям и улучшать свойства почвы.

Оценка эффективности севооборотов, как экосистемы, должна также учитывать объем поступления органического вещества в почву в форме пожнивно-корневых остатков, их характер распределения, режимы трансформации органического вещества под различными культурами.

По мнению ряда ученых, одним из критериев агроэкосистем является учет, распределение и использование природной и антропогенной энергии, используемой для выращивания урожая (В. М. Володин и др., 1991; В. В. Коринец, 1991; В. И. Кирюшин, 2011). Для правильного размещения культур в севообороте необходимо оценивать культуру в зависимости от способности ее поглощать и использовать солнечную радиацию.

По мнению В. М. Дудкина и др. (1993), А.А. Жученко (2004) в современном земледелии роль севооборота возрастает. В севообороте выше окупаемость энергии, он является фактором регулирования влаги, повышается его биологическая роль (защита от ветровой и водной эрозии, сорняков, вредителей и болезней и т.д.). Для повышения эффективности севооборотов им предлагаются следующие направления:

1. Для регулирования процессов накопления и разложения органического вещества в условиях специализации севооборотов использовать чистые пары, бобовые культуры и сидерацию.

2. Для максимального использования почвенной влаги чередовать культуры с разной потребностью в воде, периодически прерывать севооборот паром.

3. Усилить фитосанитарную роль севооборота за счет введения в них культур, способствующих поддержанию низкой засоренности посевов и повышающих иммунитет к болезням и вредителям.

4. Для усиления биологической роли севооборота вводить многолетние травы с оптимальным размещением их в почвозащитных, кормовых, орошаемых и полевых севооборотах. При построении специализированных на производстве зерна севооборотов учитывать биологические пороги насыщения зерновыми культурами.

5. Для максимального использования биохимического потенциала вводить промежуточные и пожнивные культуры и широкий набор севооборотов разных видов.

В настоящее время рядом ученых предлагается переход от интенсивного земледелия к адаптивному. Оно предполагает приспособление современных технологий к естественной природной среде, максимальное использование природных, биологических, техногенных и трудовых ресурсов.

В адаптивном земледелии значительно усиливается роль севооборотов в направлении продукционной, противоэрозионной, фитосанитарной и ресурсосберегающей функций.

По данным Жученко А. А. (1994), при существующих неадаптированных технологиях бесполезно теряется до 50-90 % минеральных удобрений, пестицидов. В рамках адаптивного земледелия возможно более эффективное использование факторов интенсификации, их биологизация и экологизация.

Принципы построения севооборотов в условиях биологизации – это максимальное насыщение многолетними травами, промежуточными и сидеральными культурами, расширение посевов зерновых бобовых культур, как потенциальных азотфиксаторов.

Для перевода земледелия на экологическую основу необходима разработка научных основ экологизации, использование биологизированных технологий (Мальцев В. Ф. и др., 2002; Терентьев О. В., 2006).

В США и странах Западной Европы совершенствование теории севооборотов идет на основе изменения соотношения между биологической ролью культур и факторами интенсификации (Н. Н. Смирнова, 1982). Установлено, что на первом месте по влиянию на урожай находятся новые сорта, затем удобрения и только на третьем месте – севооборот. Однако севообороты, даже при высокой насыщенности зерновыми культурами и интенсификации, сохраняют свои фитосанитарные функции, а на почвах с высоким уровнем плодородия влияние севооборота выше, чем удобрений.

Таким образом, севооборота остаются важным звеном в современном земледелии и дальнейшее их совершенствование связано с приближением к природным экосистемам, максимальной адаптацией к почвенно-климатическим условиям, биологизацией, экологизацией и повышением окупаемости затрат на производство продукции.

1.2. Зерновые бобовые агрофитоценозы как фактор биологизации севооборотов

Биологизация является одним из современных направлений совершенствования элементов систем земледелия. Севообороты – это основное звено в таких системах.

По мнению М. И. Сидорова (1992), переход к биологическим системам земледелия диктуется проявлением негативных сторон применения техногенных технологий: снижается содержание гумуса, развивается эрозия почвы.

Исследования, проведенные в Воронежском агроуниверситете за 20 лет показывают, что все показатели биологической активности и биохимических процессов в почве выше в плодосменных и зернопаропропашных севооборотах, чем при бессменном возделывании культур (М. И. Сидоров, Н. И. Зезюков, В. В. Верзилин, 1992). Наилучшими для биологического земледелия являются плодосменные и травопольные севообороты.

Цель биологической или биодинамической системы была сформулирована английским ученым Р. Штейнером в 1924 г.: «Равновесие между естественными условиями, проводимыми сельскохозяйственными мероприятиями (технология) и человеком».

Переход к биологическим вариантам земледелия не означает возврата к «примитивному» земледелию, а может осуществляться только за счет новой техники, всококлассных семян, современных методов переработки органики, почво- и водоохранных мероприятий, современных представлений о закономерностях организации растительного сообщества и органогенезе растений.

Ряд ученых под биологизацией технологий понимает проведение работ по фазам развития растений, применение удобрение по данным листовой диагностики в критические фазы, направление технологии на формирование строго определенных параметров элементов продуктивности растений, использование агробиологического контроля (В.М.Ковалев, 1991; М. И. Сидоров, 1992).

В США и Западной Европе биологизация технологий идет в направлении энерго- и ресурсосбережения, более полной адаптации к местным условиям, обеспечения получения высокого урожая при экономии ресурсов и охране окружающей среды (В. М. Ковалев, 1991).

На основании многолетних исследований в Тимирязевской сельхозакадемии В. Г. Лошаков и др. (2004; 2012) предлагает «биологизировать» севообороты с высоким удельным весом зерновых за счет чередования основных видов (пшеница, овес, рожь, ячмень) с посевами зерновых бобовых, крупяных и однолетних трав, а также использования сидерации. Это позволит улучшить использование питательных веществ из минеральных удобрений и повысить биологическую активность почвы.

По мнению Н. И. Зезюкова (1992) решить проблему воспроизводства плодородия черноземных почв можно, используя биологические приемы: расширение посевов многолетних трав, культур с большой массой пожнивно-корневых остатков, использование на удобрение соломы и бобовых сидеральных культур.

По мнению многих авторов, для уменьшения выноса питательных веществ из почвы, повышения плодородия почвы, сокращения применения минеральных удобрений необходимо насытить севообороты многолетними травами (А. Ф. Сафонов, 2011; В. И. Кирюшин, 2011).

В условиях лесостепи Ульяновской области наилучшие условия для биологизации севооборотов обеспечивает расширение удельного веса зернобобовых и сидеральных паров (В. И. Морозов, А.Х. Куликова, 1997; А. В. Карпов, 2003).

В исследованиях А. В. Бойков в условиях лесостепи Пензенской области установлено, что основными факторами, определяющими снижение гумуса в почве, являются систематическое применение отвальной вспашки, длительное пребывание полей под зябью и парами и снижение возврата органического вещества за счет растительных остатков. Поэтому необходимо использование соломы в качестве удобрений, бобовых культур в короткоротационных севооборотах и поверхностно-безотвальной системы обработки почвы.

В адаптивно-ландшафтных системах земледелия важное значение приобрели методы восстановления почвенного плодородия за счет биогенных ресурсов, создаваемых в агрофитоценозах. В этой связи одним из факторов воспроизводства почвенного плодородия является возделывания бобовых культур, как однолетних, так и многолетних. Причем их посевы должны рассматриваться не только в плане получения основной продукции, но и как «цеха» для фиксации азота атмосферы и максимального накопления корневых и пожнивных остатков в почве (В. Т. Лобков, Н. И. Абакумов, 2002; Н. В. Парахин, С. Н. Петрова, 2009).

Возделывание бобовых культур для повышения почвенного плодородия практиковали задолго до освоения технологического процесса синтеза азотных удобрений Габера-Боша. В США и Европе наиболее активно бобовые культуры выращивали в качестве предшественников других культур в 40-х годах XX столетия. Однако затем возделывание бобовых сократилось в связи с дешевизной азотных удобрений, созданием высокоурожайных сортов зерновых и другими причинами (В. Г. Минеев, 1988).

От объемов возделывания бобовых зависит эффективность сельского хозяйства в целом, так как они существенно влияют на повышение продуктивности растениеводства, сохранение плодородия почвы. Но вследствие низкой продуктивности и незначительного удельного веса в структуре посевных площадей их роль значительно снижается (А. Д. Задорин и др., 1999; А. Д. Задорин, 2001; С. Г. Митин и др., 2006; Л. А. Нечаев и др., 2007).

Академик Д. Н. Прянишников (1945) в системе удобрений высоко оценивал биологический метод повышения плодородия почвы. Он писал, что «как бы ни было высоко производство минеральных удобрений, нечего и думать азотный вопрос решать только с помощью химической промышленности. В значительной степени он должен быть решен при помощи азотособирателей, то есть биологическим путем». В рамках адаптации земледелия к рыночным условиям при сокращении применения удобрений это заключение становится еще более актуальным.

Биологический азот, поступающий в растение симбиотическим путем дешевле, чем накопленный за счет действия минеральных удобрений. Он более полно расходуется растениями, следовательно, меньше, чем минеральный, загрязняет окружающую среду (Ю. М. Возняковская, 1995; В. С. Епифанов, 1996; Е. П. Трепачев, 1999).

Поступление в почву азота при возделывании бобовых растений происходит в основном за счет пожнивных и корневых остатков. В условиях лесостепи Поволжья накопление пожнивно-корневых остатков в почве при возделывании гороха колебалось в пределах 22-25 ц/га в опытах И. А. Вандышева (1997) и 17-19 ц/га в исследованиях Е. Х. Нечаевой (2003).

По данным разных авторов в почву с корневыми и пожнивными остатками зерновых бобовых поступает 23-27 ц/га органической массы, в которой содержится 45 -139 кг азота, 10 – 20 кг фосфора и 20 – 70 кг калия (Б. Ф. Азаров и др., 1997; Г. С. Посыпанов, 1989; А. Д. Задорин, 2001, 2002).

В исследованиях Г. С. Посыпанова (1989), содержание азота в пожнивно-корневых остатках гороха и вики колебалось от 16-40 кг/га до 60-80 кг/га. По сообщению Н. В. Парахина (2002), в пожнивно-корневых остатках зерновых бобовых накапливается 45-125 кг азота, 8-22 кг фосфора, 19-79 кг калия.

Пожнивно-корневые остатки и солома зерновых бобовых, быстро разлагаясь в почве, способствуют её обогащению органическим веществом с высоким содержанием азота и повышению урожайности последующих культур в севообороте (Г. В. Боднар, Г. Т. Лавриненко, 1977; Н. И. Мильто, 1982; В. П. Орлов и др., 1986; В. И. Морозов и др., 1989, 1994; Н. С. Немцев, 2000; А. И. Кузнецов, Ю. Г. Семенов, 2000; О. В. Столяров, 2004).

Растительные остатки зерновых бобовых благодаря оптимальному соотношению углерода к азоту, легко минерализуются и усиливают общую микробиологическую и ферментативную активность почвы (А. Д. Задорин, 2001; К. В. Клюев и др., 2002; В. Т. Римарь и др., 2005).

В исследованиях И. А. Вандышева (1997) соотношение углерода к азоту в пожнивно-корневых остатках гороха составляло 28:1, а у овса 58:1, что обеспечивало возмещение убыли почвенного азота в пределах соответственно 97 - 108 и 84 - 91 кг/га. Близкое к оптимальному соотношение углерода к азоту находится также в соломе зерновых бобовых 25 - 35:1 (Г. Кольбе и др., 1972). В опытах Г. В. Колсанова и др. (2006), проводимых в условиях лесостепи Поволжья, данное соотношение составило 28:1.

Наряду с этим, возделывание бобовых растений способствует положительному изменению качественного состава гумуса. Последнее обусловлено прочным закреплением азота разлагающихся растительных остатков культур преимущественно в виде гуминовых кислот, соотношение которых с фульвокислотами возрастает (Н. И. Мильто, 1982; Н. И. Зезюков и др., 1995).

Кроме того, зерновые бобовые усваивают труднодоступные для других растений фосфаты, активизируя их биологический круговорот (В. П. Орлов, А. П. Исаев, 1986; Д. Шпаар, 2000).

Одним из факторов, определяющих продуктивность агрофитоценоза, является аллелопатия. Аллелопатический фактор почвоутомления связан с накоплением в почве фитотоксичных веществ, благодаря чему почва становится токсичной по отношению к высшим растениям. Как показали опыты С. Н. Коношиной (2000), минимальная токсичность почвы была на вариантах с бобовыми культурами. Профессор В. Т. Лобков (1994) также отмечает, что при внесении в почву остатков зерновых колосовых культур ее токсичность повышалась, тогда как остатки бобовых культур, наоборот, являлись факторами детоксикации.

Агротехническое значение зерновых бобовых определяется массой и химическим составом корневых выделений и растительных остатков. После этих культур повышается активность ферментов азотного режима, а также ферментов, связанных с превращением гумусовых веществ полифенолоксидазы и особенно дегидрогеназы, характеризующих общую биологическую активность почвы, что обеспечивает повышение урожайности последующих в севообороте зерновых культур и улучшение качества зерна. Возделывание гороха в занятом пару с использованием соломы на удобрение обеспечивает в земледелии лесостепи Поволжья повышение продуктивности севооборотов и улучшение гумусового состояния чернозема (В. И. Морозов, 1996).

Главным принципом построения севооборотов в современном земледелии является плодосмен. Принципу плодосмена соответствует направление биологизации севооборотов, где немаловажное значение отводится посеву бобовых культур, многолетних трав, использованию сидеральных культур, замене минеральных источников питания растений биологическими (В. Г. Лошаков, 1992; С. В. Потаракин, 2004).

Многие авторы отмечают, что позитивным изменением в структуре посевных площадей является увеличение посевов зерновых бобовых агрофитоценозов, что обуславливает освоение севооборотов на принципах плодосмена – периодической смены полевых культур различающихся по биологическим особенностям и характеру воздействия на энергетику почвенного покрова (Р. В. Авраменко, 1988; В. И. Морозов, 1996; В. Т. Лобков 1997).

В земледелии лесостепи Поволжья за счет органических остатков и биологического азота зерновых бобовых, поступившего в почву возможны прибавки урожая последующих культур в севообороте (В. И. Морозов, 1996).

Получение высокой урожайности озимых культур после гороха и однолетних трав отмечали многие исследователи: И. А. Цивенко, (1969); В. И. Макаров (1994); Х. Х. Хабибрахманов и др., (1997).

В опытах В. П. Нарциссова (1982), урожайность озимой пшеницы после гороха на зерно составила 3,15 т/га. По данным Н. В. Парахина (2002), урожайность озимой пшеницы после вики в занятом пару была выше на 7,8 ц/га, чем по небобовому предшественнику. Последействие биологического азота гороха дало дополнительно 1,5 ц/га гречихи и 2,5 ц/га ячменя, а суммарная в севообороте эффективность биологического азота составила 11,8 ц/га зерна.

Учеными ВНИИЗБК (А. Д. Задорин, 2001) установлено, что за две ротации севооборота (пар занятый – зернобобовые на зеленую массу – озимая пшеница – картофель – гречиха – ячмень) симбиотически фиксированный зернобобовыми азот, не только обеспечивает наибольшую продуктивность этих культур (в среднем за две ротации севооборота: 5,73 т/га сена яровой вики и 2,79 т/га зерна гороха), но и увеличивает урожайность следующих за ними культур севооборота. Так, урожайность озимой пшеницы, возделываемой после вики в занятом пару, была 4,62 т/га, что на 0,78 т/га выше, чем по небобовому предшественнику, последействие биологического азота гороха обеспечивало дополнительно 0,15 т/га гречихи и 0,25 т/га ячменя, а суммарная за севооборот эффективность биологического азота составила 1,18 т/га зерна и 747 кг переваримого протеина.

В тоже время, исследованиями установлено, что положительная роль зерновых бобовых, сокращается при увеличении их доли в севооборотах (свыше 25-30%). Данное обстоятельство приводит к поражению растений корневыми гнилями (афаномицетной и фузариозной). Как показали исследования В. И. Морозова (1985), Р. С. Голомолзина (2003), оптимальная степень насыщенности севооборотов бобовыми культурами составляет в Среднем Поволжье 15…20%.

Ценность зерновых бобовых культур в качестве предшественников возрастает в связи с тем, что они рано освобождают поля от урожая (В. И. Морозов, 1996; Н. С. Немцев, 2000). По мнению В. А. Потушанского (1964), в условиях Ульяновской области по срокам уборки лучшими парозанимающими культурами являются викоовсянная смесь, чина на сено, а также горох на зерно.

Исходя из вышеизложенного, следует отметить, что в современном земледелии важнейшим фактором регулирования гумусового баланса является оптимизация структуры использования пашни и совершенствование севооборотов, где основные функции по воспроизводству плодородия почвы, в том числе элементов питания, органического вещества, агрофизических параметров, фитосанитарного состояния посевов могут решаться за счет научно обоснованного чередования культур. Вместе с тем многие вопросы биогенной интенсификации земледелия, в том числе с участием зерновых бобовых культур, в региональных условиях недостаточно изучены.

Вследствие низкой продуктивности зерновых бобовых, что часто связано с нарушением технологии возделывания и незначительным удельным весом в структуре посевных площадей их роль значительно снижается. Наряду с этим имеется необходимость улучшения качества предшественников озимой пшеницы в ротации севооборотов в связи с потеплением климата и прогнозируемого увеличения количества атмосферных осадков.

В своей работе мы пытались найти оптимальное сочетание доступных агротехнических приемов, включающих различные технологии обработки почвы, органоминеральные системы удобрений и севообороты, которые способствуют повышению продуктивности гороха в региональных условиях лесостепи Поволжья.

1.3. Эффективность агротехнических приемов в оптимизации условий формирования урожайности бобовых культур

Продуктивность бобовых культур напрямую зависят от параметров основных факторов окружающей среды, а также от особенностей биологии макро- и микросимбионтов (растений и клубеньковых бактерий рода Rhizobium). При этом продуктивность его редко достигает потенциально возможных величин вследствие неблагоприятного влияния на организмы именно почвенно-климатических условий зоны, конкретного поля (Вавилов П.П., Посыпанов Г.С., 1983), что определяется специфическими особенностями симбиотических процессов.

По мнению Посыпанова Г. С. и др. (1997), Дозорова А. В. (1992), проблема накопления бобовыми культурами белка неразрывно связана с активностью бобоворизобиального симбиоза. Авторы отмечают, что при полном отсутствии симбиоза у гороха в его семенах накапливается всего 19 % белка, тогда как при высоком уровне активности клубеньков – 30 %, а в зеленой массе соответственно 13 и 26,6 %. Кроме того, известно, что увеличение азотфиксирующей активности бобовых культур, сопровождается повышением их урожайности на 10–20 % и более (Дозоров А. В., 1992; 1998; Хамоков Х. А., 2002; Дозоров А. В. и др., 2003).

Наряду с этим Черемисов Б. М. (2006) в работе «О быстром переходе мирового земледелия на биологическую фиксацию азота атмосферы» отмечает, что существует какой-то относительно невысокий уровень числа клубеньков, который оптимален для урожая бобовых культур. Увеличение количества клубеньков и, как следствие, повышение азотфиксирующей активности выше определенного уровня ведет к снижению урожая вследствие излишне большого расхода продуктов фотосинтеза на симбиотическую активность. В тоже время Посыпанов Г. С. и др. (2006) придерживаются противоположного мнения. Авторы отмечают, что при бобоворизобиальном симбиозе усиливается аттрагирование углеводов из листьев, что приводит к повышению интенсивности фотосинтеза. Из этого следует, что расходуемая на симбиоз энергия, не может снижать урожай бобовой культуры, а является дополнительно аккумулированной энергией солнца.

В оптимизации соответствующих условий симбиоза, роста и развития растений ведущее значение приобретает агротехника возделывания бобовых культур (Вавилов П.П., Посыпанов Г.С., 1983). Поэтому одним из главных и актуальных направлений исследований сегодня и в будущем остается разработка и совершенствование комплекса агротехнических способов активизации повышения продуктивности бобовых растений. По мнению Г.С. Посыпанова (1993), при создании благоприятных условий для бобово-ризобиального симбиоза сельское хозяйство России может получать ежегодно 7 млн. т биологически фиксированного азота без затрат ископаемой энергии, что эквивалентно производству и применению 63 млн. т аммиачной селитры.

В настоящее время в вопросе использования в земледелии биологического азота многое не вызывает сомнений. Однако в современных условиях изменения производственных технологий в растениеводстве с учетом пересмотра устаревших подходов на основе новых принципов требуется дальнейшее комплексное изучение всех особенностей симбиотической фиксации азота и возможностей ее регулирования. В экологических условиях Заволжья Ульяновской области на горохе проводились основательные исследования в различных севооборотах, а также изучались эффективность предпосевной обработки его семян и применение удобрений под культуру (Морозов В.И., 1985; Дозоров А.В., Костин О.В., 2003). В то же время не изучен такой важнейший агротехнический фактор регулирования азотфиксирующей активности и продуктивности гороха, как обработка почвы, которая, составляя фундамент большинства агротехнологий и изменяя многие показатели почвенного плодородия, способна обеспечить соответствие его параметров специфическим потребностям бобовых культур.

Для активной азотфиксации необходим сложный комплекс условий, в той или иной степени прямо либо косвенно регулируемых системами обработки почвы. Влияние различных факторов на активность симбиоза и фиксацию воздушного азота бобовыми растениями изучено и описано в работах Е.Н. Мишустина, В.К. Шильниковой (1968), Г.С. Посыпанова (1985, 1993) и др.

Горох – растение длинного дня, скороспелая и сравнительно холодостойкая культура. В то же время высоки требования гороха к влаге, поэтому он не засухоустойчив. Критическим по отношению к водному режиму у гороха является достаточно длительный период от момента бутонизации до образования бобов на растениях. Горох весьма требователен и к почвам, среди которых наиболее благоприятны для него черноземные, а также окультуренные серые лесные, дерново-подзолистые и др. почвенные разности среднего гранулометрического состава. Для эффективного протекания симбиотических процессов азотфиксации и формирования высокой урожайности гороха и др. бобовых культур почвы должны быть хорошо обеспечены не только влагой, но и воздухом, иметь слабокислую или нейтральную реакцию среды, высокое содержание гумуса, доступного фосфора, калия, а также молибдена, бора, кобальта, железа и др. макро- и микроэлементов (Кирюшин В.И., 2011).

В связи с тем, что основная масса корней зерновых бобовых растений размещается в пахотном гумусовом горизонте почвы, особое значение для них приобретает его мощность и плотность (Посыпанов Г.С. и др., 1997). Р.Х. Макашева (1973) отмечала, что при возделывании гороха на уплотненных почвах его корни располагаются поверхностно, поэтому основное преимущество этой зернобобовой культуры перед злаковыми – способность стержневой корневой системы к проникновению в глубокие почвенные слои сводится к минимуму. Это негативно отражается на формировании симбиотического аппарата гороха, у которого основная масса клубеньков закладывается на главном корне. Повышение плотности почвы неблагоприятно и для роста боковых корней растений, что также подавляет новообразование клубеньков. В рыхлой почве, наоборот, складываются, как отмечает М.А. Михайленко (1971), хорошие условия для клубеньковых бактерий и фиксации ими азота воздуха.

На 1 мл фиксируемого азота воздуха расходуется 3 мл кислорода (Вавилов П.П., Посыпанов Г.С., 1983). Поэтому степень аэрации разных горизонтов почвы отражается на распределении клубеньков по корневой системе растений. Отмечается, что при нормальном увлажнении почвы лучшее формирование симбиотического аппарата наблюдается в наиболее аэрируемом поверхностном почвенном слое 0–20 см (Мишустин Е.Н., Шильникова В.К., 1968; Шевчук В.Е., 1968; Вавилов П.П., Посыпанов Г.С., 1983). В глубине почвы ниже 30 см клубеньки практически не образуются. На тяжелых заплывающих почвах даже активные штаммы ризобий образуют мелкие, слабо фиксирующие азот воздуха клубеньки. Во время симбиотической азотфиксации кислород, поступая через их поверхность, связывается леггемоглобином и переносится к энергетическим центрам бактериальных клеток – митохондриям, где используется в процессе окисления поступающих от растений углеводов с высвобождением энергии для связывания воздушного азота. До наступления генеративной стадии в развитии растений ризобии могут свободно использовать их углеводы, а затем сахара начинают оттекать в репродуктивные органы, клубеньки стареют, резко снижают свою активность и отмирают.

Важным фактором, определяющим величину и активность симбиотического аппарата бобовых культур, является влагообеспеченность их посевов. Различные виды бобовых растений неодинаково реагируют на содержание влаги в почве. Пороги критической влажности для разных бобовых культур до сих пор изучены недостаточно, хотя знание их на практике является очень важным. В целом, для большинства из них оптимум содержания влаги в почве находится в диапазоне от 100 % предельной полевой влагоемкости (ППВ) до влажности разрыва капилляров (ВРК) – около 60 % ППВ (Вавилов П.П., Посыпанов Г.С., 1983; Посыпанов Г.С. и др., 1997).

П.П. Вавилов и Г.С. Посыпанов (1983, 1985) отмечают, что низкая водообеспеченность растений нередко является основным фактором, ограничивающим эффективность симбиоза и урожайность бобовых культур даже в зонах достаточного увлажнения, включая, в частности, Нечерноземье. М.В. Федоров (1954) считал, что борьба за влагу в засушливом районе является в то же время борьбой за использование ими азота атмосферы. Автор также указывал, что большее влияние на активность азотфиксации оказывает недостаток влаги, а не ее избыток. Если клубеньки сформировались, то избыточная влажность не подавляет их нормальную жизнедеятельность. В то же время недостаток влаги в почве в начале вегетации задерживает образование клубеньков, которые затем формируются мелкие, неактивные, и в небольшом количестве, а в ряде районов с дефицитом увлажнения их вообще не бывает даже при инокуляции. В условиях нехватки влаги в период функционирования клубеньков они не получают необходимого количества углеводов, которые расходуются на рост новых «ищущих» воду корешков, резко снижают азотфиксирующую активность и затем разрушаются. При повышении влажности в дальнейшем за счет осадков или орошения старые клубеньки уже не восстанавливаются, а по периферии корневой системы образуются новые, которые не отличаются заметной величиной и активностью.

Рассматривая отношение к влаге гороха, следует отметить его острую реакцию на водный стресс. Установлено, что периодическое снижение влажности почвы до 50 % ППВ уменьшает массу активных клубеньков в 7,5 раз, площадь листьев, накопление сухого вещества и семенную продуктивность – в 2,5 раза, а до 40 % ППВ – исключает формирование симбиотического аппарата, что приводит к падению урожайности гороха в 15 раз.

Определенное влияние на образование и активность клубеньков оказывает температура почвы. Известно, что наиболее активно фиксация азота протекает при температуре почвы в пределах +20–25 С в зависимости от вида клубеньковых бактер. В большинстве почвенно-климатических зон нашей страны температурный фактор оказывает меньшее отрицательное воздействие на эффективность симбиоза по сравнению с другими (Посыпанов Г.С., 1985).

Активность бобово-ризобиального симбиоза в значительной мере определяется условиями питания растения-хозяина. Из питательных макроэлементов первостепенное значение для бобовых культур имеют фосфор и калий, из-за недостатка которых замедляется образование клубеньков. Многие исследователи отмечают положительное влияние внесения фосфорных и калийных удобрений на азотфиксирующую активность и продуктивность бобовых растений (Остробородова И.А., 1999; Хамоков Х.А., 1999; Агафонов Е.В. и др., 1998, 2002).

Значительное место в биологизации земледелия принадлежит севообороту. На основе севооборота проектируются системы обработки почвы, применяются удобрения, реализуются мероприятия по защите почв от эрозии, защиты растений от сорняков, болезней и вредителей. В современных системах земледелия на первый план выдвигается биологическая функция севооборота, как наиболее доступное и эффективное средство воспроизводства почвенного плодородия, улучшения агрофизических свойств, водного и питательного режимов почвы, фитосанитарных условий и снижения засоренности полей. Научно обоснованные севообороты определяют более высокий уровень производительности экосистем, дают возможность большей продуктивности агрофитоценозов.

Главной причиной разнообразия результатов исследований азотной проблемы, по-видимому, является то, что опыты проводились при различных параметрах основных факторов среды. На основании многолетних экспериментов с разными бобовыми растениями в различных экологических зонах Г.С. Посыпанов (1993) пришел к выводу, что азотные удобрения при благоприятных условиях симбиоза всегда снижают величину и активность симбиотического аппарата, количество фиксированного азота воздуха и не повышают семенную продуктивность культур. Азотные удобрения идут в компенсацию снижения биологической азотфиксации, повышая энергетические затраты на производство продукции без ее увеличения, в связи с чем при создании благоприятных для азотфиксации условий их внесение можно исключить (Вавилов П.П., Посыпанов Г.С., 1983).

Механическая обработка почвы является элементом системы земледелия, который оказывает наиболее сильное воздействие на большинство почвенных свойств и режимов.

Среди всех элементов системы земледелия, в той или иной степени влияющих на улучшение использования осадков, ведущая роль принадлежит обработке почвы (Бараев А.И., 1975; Казаков Г. И., 2011). Она может существенно улучшать водообеспеченность растений через увеличение накопления влаги и уменьшение потерь воды на испарение благодаря регулированию агрофизических параметров почвы, обеспечивающих повышение ее влагоемкости, фильтрации, мощности корнеобитаемого слоя (Казаков Г.И., 2008).

Различные системы обработки почвы, изменяя ее физическое состояние, водные, воздушные и тепловые свойства, оказывают сильное и неоднозначное влияние на активность почвенной микрофлоры (Кирю-шин В.И., 2011; Казаков Г. И., 2010). В свою очередь, деятельность микроорганизмов почвы непосредственно определяет ее питательный режим. Кроме того мобилизация запасов элементов питания растений зависит от многих других факторов (характера соединений, содержащих питательные вещества в разных типах почв, прочих свойств почвенных разностей, климатических условий, видов культур и технологий их возделывания в целом). Большое значение обработки почвы в регулировании ее питательного режима подчеркивается во многих работах (Казаков Г.И., 2008; Казаков Г. И. и др., 2008).

Таким образом, литературные данные о значительной роли основной обработки почвы в оптимизации ее свойств и режимов довольно многочисленны. В то же время исследований комплексного влияния приемов основной обработки почвы на азотфиксирующую активность и продуктивность бобовых культур, включая горох, проведено сравнительно немного. Применительно к обработке почвы под горох Р.Х. Макашевой (1973) указывалось, что она строится в нашей стране преимущественно на основе принципов, разработанных для ранних яровых культур, тогда как опытов в этом направлении в разных зонах имеется немного. В последнее время данное обстоятельство несколько изменилось, однако даже в проводимых экспериментальных исследованиях зачастую не прослеживается разностороннее влияние обработки почвы как на урожайность, так и на симбиотическую активность гороха с учетом создаваемых ею условий почвенной среды, определяющих жизнедеятельность растений, клубеньковых бактерий и бобово-ризобиальные взаимоотношения в целом. Изучение этого системного вопроса, как правило, ограничивается рамками изменения продуктивности культуры под воздействием той или иной системы обработки почвы. Кроме того существующее положение усугубляется тем, что в условиях экологизации современного земледелия наметился четкий поворот к изменению ранее существовавших тенденций, касающихся в том числе и обработки почвы, которая является мощным фактором регулирования экологического состояния агроценозов и экономической эффективности производства.

Таким образом, в настоящее время обработка почвы становится одной из наиболее дискутируемых проблем земледелия. Это подтверждается и опытными данными относительно ее влияния на многие культуры, в том числе горох, которые нередко противоречивы даже в пределах одной и той же почвенно-климатической зоны, а также типа почвы. В частности, под горох ряд исследователей рекомендует применение на черноземах вспашки (Хамоков Х.А., 1999; Бровкин В.И., Акимов А.Ю., 2002), другие считают более целесообразной под культуру безотвальную основную обработку (Морозов В. И. и др., 2011). Существуют и предложения перехода к минимальной обработке почвы под горох вплоть до отказа от нее и использования технологий прямого посева этой культуры по стерне (Нечаева Е.Х., 2003; Морозов В. И. и др., 2011).

В условиях лесостепи Поволжья полученные в опытах результаты по обработке почвы под горох также различаются. Так, в Ульяновском НИИСХе на черноземах установлена эффективность проведения под горох глубокого безотвального рыхления (Немцев Н.С., 2000). Положительное влияние на горох безотвальной обработки почвы по сравнению со вспашкой также установлено исследованиями И.Г. Гайнутдинова (1994) на серой лесной почве Предкамья Татарии. В то же время М.С. Матюшин и А.А. Шаламова (1990) для этого района предлагают применение под культуру отвальной основной обработки.

Таким образом, в настоящее время исследованы далеко не все аспекты проблемы обработки почвы в земледелии. Ее изучение во многом усложняется при возделывании бобовых культур, включая горох, обладающих из-за способности к симбиотической фиксации воздушного азота более высокой чувствительностью к почвенной среде. Определение и создание сложного комплекса оптимальных для бобово-ризобиального симбиоза условий остается одной из главных нереализованных задач сельскохозяйственной науки и производства. Недостаточная изученность и, как следствие, отсутствие на практике этих условий до сих пор ограничивает использование в земледелии ресурсов симбиотического азота. Решение этой сложной проблемы позволит значительно повысить азотфиксирующую активность, урожайность и белковую продуктивность бобовых культур и, в частности, гороха.

2. ПОЧВЕННО-КЛИМАТИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ ОПЫТНОГО УЧАСТКА И МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ

2.1. Почвенный покров Средневолжского региона и опытного участка

Ульяновская область расположена в лесостепной зоне Среднего Поволжья, которая охватывает территории Пензенской, Ульяновской, западные и северо-западные районы Самарской и Саратовской областей.

Лесостепная зона Поволжья характеризуется разнообразием почв. Наиболее распространенными являются выщелоченные, оподзоленные черноземы и серые лесные почвы. В Ульяновской области они занимают соответственно 69,1 и 23 % общей площади. Встречаются обыкновенные, тучные, карбонатные черноземы, дерново-карбонатные почвы, подзолистые, солонцы. В целом почвы региона, особенно черноземы, в естественном состоянии характеризуются благоприятными агрофизическими свойствами, водным и питательным режимом, реакцией почвенного раствора, высоким потенциальным плодородием (Нолль И. Ф., 1966; Немцев Н. С., 2000).

Опытное поле ФГОУ ВПО «Ульяновской государственной сельскохозяйственной академии» расположено на территории Чердаклинского района Ульяновской области, относящейся к левобережному Приволжскому агропочвенному району, расположенному на надпойменной террасе реки Волга.

Почва опытного поля – чернозем выщелоченный среднемощный среднесуглинистый, со следующими морфологическими признаками:

– Аn 0–30 см – темный, зернисто пылеватый комковатый, густо пронизан корнями растений, переход постепенный, средний суглинок.

– А₁ 31–50 см – темно-серый, зернисто-комковатый, однороден по окраске, переход постепенный, средний суглинок.

– В₁ 51–100 см – светло-бурый, зернисто-комковатый, увлажнен, переход постепенный, средний суглинок.

– В₂ 101–150 см – желтоватый, бесструктурный, рыхлый, переход постепенный, легкий суглинок.

– С 151 – желтый, бесструктурный, рыхлый, влажный, переход постепенный, легкий суглинок. Глубина и характер вскипания с 60 см – бурное. Гумусовые языки и потеки до 115 см.

По содержанию гумуса почва опытного участка относится к среднегумусным – от 5,15 до 5,35 %. Реакция среды в пахотном слое почвы слабокислая, рН 6,2–6,4. Содержание подвижного фосфора и обменного калия высокое, соответственно, 300–350 и 200–250 мг/кг почвы. Степень насыщенности почвы основаниями составляет 96,4–97,9 %, сумма поглощенных оснований 25,5–27,8 мг-экв./100 г почвы.

1.  

2.2. Цель и задачи исследований

Цель исследований. Целью исследований явилось изучение влияния обработки почвы, систем удобрений и различных севооборотов на продуктивность гороха в условиях земледелия Заволжья Ульяновской области.

Достижения цели сопровождалось решением следующих задач:

- определить полевую всхожесть, выживаемость и сохранность растений гороха в зависимости от обработки почвы, удобрений и севооборотов;

- определить продуктивность фотосинтеза гороха в зависимости от обработки почвы, систем удобрений и севооборотов;

- оценить влияние обработки почвы, органоминеральных систем удобрений и различных севооборотов на формирование урожайности агрофитоценозов гороха;

- провести экономическую эффективность возделывания гороха в зависимости от обработки почвы, системы удобрений и различных типах севооборотов.

2.3. Метеорологические условия в годы проведения опытов

Земледелие имеет дело с тремя уникальными природными объектами:

– растением – сложным биологическим объектом, синтезирующим органическое вещество из минеральных соединений природной среды;

– почвой – сложным биологическим объектом, средой произрастания растений и основным источником минеральных солей для построения органического вещества;

- погодой – которая формирует свойства, между почвой и водным режимом, влияющих на ход биохимических процессов в почве и определяющих продуктивность растений.

Существует масса агроклиматических показателей, характеризующих климатические условия с точки зрения их пригодности для воздействия сельскохозяйственных культур. Это среднегодовая температура воздуха, сумма активных и эффективных температур, сумма осадков за год и вегетационный период, гидротермический коэффициент (ГТК) Селянинова и т.д.

Погодные условия за годы исследований складывались разнонаправленно для возделывания гороха. Рост и развитие гороха зависят от продолжительности, тепло- и влагообеспеченности вегетационного периода. Влагообеспеченность данной территории можно определить по гидротермическому коэффициенту (ГТК)

∑ осадков

ГТК = 0,1* ∑ С⁰

2012 год характеризовался высокой теплообеспеченностью в первой половине вегетации и дефицитом влаги при посеве (в мае осадков выпало на 4 мм меньше нормы при ГТК- 0,6 (табл. 1). В критический для культуры период влагообеспеченность была недостаточной, поскольку в июне количество осадков не соответствовало многолетним показателям и составило всего лишь 36 мм при норме 66 мм.

Таблица 1 – Погодные условия за вегетационный период 2012 года (по данным агрометеостанции)

Месяц	Температура воздуха , 0С		Осадки, мм		ГТК
	фактическая	средняя многолетняя	фактические	средние многолетние
Май	16,7	13,3	32	36	0,6
Июнь	19,7	18,4	36	66	0,6
Июль	21,0	19,3	60	37	1,0
Август	20,1	17,0	98	47	1,5
Сумма	19,4	17,0	226	186	0,9

Таблица 2 – Погодные условия за вегетационный период 2011 года (по данным агрометеостанции)

Месяц	Температура воздуха , 0С		Осадки, мм		ГТК
	фактическая	средняя многолетняя	фактические	средние многолетние
Май	14,2	13,3	94	36	2,1
Июнь	17,2	18,4	111	66	2,2
Июль	23,4	19,3	20	37	0,3
Август	19,0	17,0	35	47	0,6
Сумма	18,4	17,0	260	186	1,3

В июле среднемесячная температура воздуха была 21,0 ⁰С близка к норме. Осадков выпало 60 мм, это 50 % выше нормы.

Август характеризовался влажной погодой. Среднемесячная температура воздуха 20,1 ⁰С. Осадки составили 98 мм, на 47 % больше нормы.

Сумма активных температур за вегетационный период выше 10,0 ⁰С – 2676,0 ⁰С, что на 696, ⁰С выше нормы, а ГТК составляет 0,9.

Условия вегетации 2011 года несколько отличались от среднемноголетних данных, что подтверждает гидротермический коэффициент, который в год исследований составил 1,3. При этом сумма активных температур за период вегетации (2219 ⁰С) превысила среднюю многолетнюю на 236 ⁰С, а осадков выпало на 74 мм выше нормы (таблица 2).

Детальный анализ весеннего периода показывает, что температурный режим складывался благоприятно для прорастания семян гороха.

Температура воздуха за май составила 14,2⁰С отклонение от среднемноголетней +0,9⁰С пи сумме осадков 94 мм с превышением многолетних данных на 58 мм, ГТК-2,1.

В июне ГТК-2,2. Осадков выпало почти в 2 раза выше многолетних значений 111 мм против 66 мм. Июнь складывается с ГТК-0,3 при высоких температурах с дефицитом осадков на 67 мм ниже нормы.

3. СХЕМА ПОЛЕВЫХ ОПЫТОВ, ЕЕ ОБОСНОВАНИЕ И МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ

Исследования выполнялись в стационарном полевом опыте кафедры земледелия. Объектом исследований является горох. Изучаемая культура (горох) в полевых опытах размещается во 2-ом (зернотравяном с кострецом) и 4-ом (зернотравяном с эспарцетом) севооборотах (рис. 1).

Горох размещен на двух фонах органоминеральной системы удобрений: 1 фон – (средний), 2 фон – повышенный с применением измельченной соломы возделываемых культур (яровой пшеницы) в сочетании с минеральными удобрениями Р20К20 (1 фон); Р30К30 (2 фон).

1. Схема стационарного 3-х факторного полевого опыта

кафедры земледелия УГСХА им. П.А. Столыпина

ФАКТОРЫ А – севообороты:А₁ – зернопаровой; А₂ – зернотравяной с кострецом;

А₃ – зернотравяной с люцерной;А₄ – зернотравяной с эспарцетом.

С – система удобрений:С₁ – органоминеральная (солома + NPK–средний фон);С₂ – органоминеральная (солома + NPK –повышенный фон);

В – система обработки почвы: В₁ – комбинированная; В₂ –минимизированная

На делянках в севооборотах после уборки урожая измельченная солома заделывается в почву. Норма удобрений рассчитываются на запланированный урожай методом элементарного баланса. 1 фон – запланированная урожайность 20 ц/га; 2 фон – 30 ц/га.

Посевная площадь делянки – 280 м², учетная 200 м², трехкратная повторность. Также в опыте предусмотрена различная обработка почвы: В₁ – комбинированная в севообороте, В₂ – поверхностно-минимизированная.

Варианты обработки почвы:

1. Комбинированная обработка: дискование БДТ- 7на 10-12 см и безотвальное рыхление плугами со стойками СибИМЭ на 20-22см;

2. Минимизированная обработка: дискование БДТ-7 на 10-12 см и культивация КПШ-5 + БИГ-3А на 12-14 см.

В опыте проводились следующие наблюдения, учеты и анализы:

– фенологические наблюдения – согласно методике государственного сортоиспытания (ГОСТ 10842-64);

– учет густоты стояния растений - подсчитывались растения на трех отрезках из двух смежных рядков по 111 см. Учет проводили в период полных всходов и перед уборкой;

- активность бобоворизобиального симбиоза в соответствии с методиками Г. С. Посыпанова (1991), «Методами исследований с зернобобовыми культурами» (1971);

- фотосинтетическая деятельность растений по методике А. А. Ничипоровича (1955; 1961);

- линейный рост растений в динамике;

- учет урожайности гороха – поделяночно методом сплошного обмолота;

– расчет экономической эффективности на основании технологических карт, агро- и биоэнергетическая оценка в соответствии с методиками Базарова Е. И. и др. (1983), Коринца В. В. и др. (1985), Володина В. М. (2000), Рабочева Г. И. и др. (2005).

Данные результатов исследований подвергались математической обработке методами дисперсионного и корреляционно - регрессионного анализа (Доспехов Б. А., 1985).

4.ВЛИЯНИЕ ОБРАБОТКИ ПОЧВЫ, СИСТЕМ УДОБРЕНИЙ И СЕВООБОРОТОВ НА ФОРМИРОВАНИЕ УРОЖАЙНОСТИ ГОРОХА

1.  

   1. Фотосинтетическая продуктивность гороха

Динамика линейного роста.Рост – это, прежде всего, процесс преобразования элементов структуры организма, включающий в себя увеличение размеров растений, прибавку в массе, а также нарастание листовой поверхности (Кузнецов В. В. и др., 2005).

Рост растений, как функция времени и урожая, формируется под воздействием жизнеобеспечивающих факторов, как внешних, так и внутренних, в том числе тепла и влаги. В этой связи темпы линейного роста являются одним из показателей адаптации культур к абиотическим факторам (Морозов В. И., Голосов Ю. И., 1980; Морозов В. И., 1981; Николаенко Л. Н., 2001).

При этом высота однолетних бобовых растений коррелирует с таким показателем, как продуктивность вегетативной массы, которая в свою очередь, определяет сроки хозяйственного использования возделываемых культур (Морозов В. И., 1981).

Как показали наши исследования, изменяющиеся условия внешней среды, в том числе обработка почвы, и внесение удобрений и различные севообороты влияют на ростовые процессы гороха, вызывая замедление или усиление темпов роста растений (таблица 3).

По темпам первоначального роста отличается горох в 4-ом севообороте (зернотравяном с эспарцетом). Но на темпы среднесуточного прироста гороха в начальный период большее влияние оказывали метеорологические условия года, чем варианты опыта. Среднесуточный прирост в период до бутонизации изменялся по годам от 0,6–0,8 см в сутки в 2011 г. до 3,2–4,1 см в сутки в 2012 году. В фазу цветения высота гороха находилась в пределах в 4-ом севообороте 72,5…77,4 см со среднесуточным приростом 1,6…2,1 см. Во 2-ом севообороте высота растений гороха составила 65,5…68,1 см со среднесуточным приростом 2,2…2,3 см.

Таблица 3 – Линейный рост гороха в зависимости от обработки почвы, систем удобрений и севооборота

Обработка почвы	Фон удобрений	Бутонизация					Цветение			Образование бобов
		Высота, см		% к образованию бобов	Среднесуточный прирост стебля до бутонизации,		Высота, см	% к образованию бобов	Среднесуточный прирост стебля до цветения, см	Высота, см	Среднесуточ-ный прирост стебля до образования бобов, см
4 севооборот
Комбини- рованная	1 фон	60,4	57,4			3,2	74,3	70,6	1,7	105,2	3,4
	2 фон	60,3	55,2			4,0	77,4	70,9	2,1	109,2	3,5
Минимизи рованная	1 фон	60,1	60,2			4,1	72,5	72,7	1,6	99,8	3,0
	2 фон	58,9	56,7			4,0	72,0	69,4	1,6	103,8	3,5
2 севооборот
Комбини- рованная	1 фон	43,4	46,1			2,0	67,3	57,0	2,3	94,1	4,0
	2 фон	45,3	45,2			1,9	68,1	56,3	2,3	100,3	4,4
Минимизи рованная	1 фон	41,8	46,9			1,9	66,1	55,1	2,3	89,1	5,0
	2 фон	42,9	45,8			1,7	65,5	55,5	2,2	93,7	5,4

Если рассматривать влияние обработки почвы и удобрений на линейный рост растений, то высота растений гороха увеличивалась по комбинированной обработке и фону Р30К30+солома.

В фазу образования бобов высота растений гороха достигала в среднем за 2011–2012 гг. от 99,8 см (минимизированная обработка + Р20К20) до 109,2 см (комбинированная обработка и Р30К30 + солома) в 4-ом севообороте и 93,7…100,3 см во 2-ом севообороте.

Посредством корреляционно-регрессионного анализа установлена тесная положительная зависимость темпов линейного роста с суммой осадков за период посев – образование бобов гороха:

Y = 0,1953х + 87,6 R = 0,56

где Y – рост стебля, см; х – сумма осадков за изучаемый период, мм.

Динамика площади листьев. Продуктивность агрофитоценоза в значительной степени зависит от динамики формирования фотосинтетического аппарата. Поэтому управление процессом фотосинтеза – один из наиболее эффективных путей повышения урожая культур (Ничипорович А. А., 1955, 1963; Шатилов И. С., Голубева Г. С., 1969; Мамонов Е. В., 2006).

Ничипорович А. А. (1963) отмечает, что «увеличивать урожайность растений – это, прежде всего, увеличивать фотосинтетическую их продуктивность, увеличивать коэффициенты использования на фотосинтез энергии солнечной радиации».

Основными органами аккумуляции солнечной энергии являются листья. В связи с этим важное значение приобретает создание посевов с оптимальной площадью листьев. Следует отметить, что снижение использования ФАР наблюдается как при недостаточной, так и при избыточной площади листовой поверхности. Коэффициент использования ФАР повышается с возрастанием площади листьев до 35–40 тыс. м²/га. Дальнейшее увеличение листовой поверхности не приводит к существенному повышению коэффициента использования солнечной энергии (Ничипорович А. А., 1963).

По мнению Ничипоровича А. А. (1970), площадь листьев обуславливает индивидуальные размеры и рост растений, который непосредственно связан с генеративным развитием культур. Таким образом, изменяя соотношение темпов роста и развития, можно регулировать площадь листовой поверхности, тем самым направленно воздействовать на формирование урожая.

В севообороте с эспарцетом максимальная площадь листьев была в фазу цветения гороха и составила в среднем за годы исследований 23,0…27,7 тыс. м²/га. Площадь листовой поверхности повышалась на варианте с комбинированной обработкой почвы и фоном удобрений Р30К30+солома. Во 2-ом севообороте с кострецом максимальным этот показатель также был по комбинированной в севообороте обработке почвы и фону удобрений Р30К30+солома – 26,2 тыс. м²/га.

Таблица 4 – Динамика площади листовой поверхности гороха в зависимости от обработки почвы и систем удобрений, тыс. м²/га (в среднем за 2011–2012 гг.)

Обработка почвы	Фон удоб-рений	Ветвление	Бутонизация	Цветение	Образование бобов
4 севооборот с эспарцетом
Комбини- рованная	Р20К20+солома	10,1	20,9	25,2	21,1
	Р30К30+солома	8,1	25,1	27,7	23,5
Минимизи- рованная	Р20К20+солома	8,3	19,2	23,0	19,9
	Р30К30+солома	7,8	19,4	23,3	19,7
2 севооборот с кострецом
Комбини- рованная	Р20К20+солома	13,1	16,9	24,3	22,9
	Р30К30+солома	15,2	19,6	26,2	24,3
Минимизи- рованная	Р20К20+солома	13,7	16,4	21,7	21,9
	Р30К30+солома	13,0	16,5	22,8	20,5

Динамика чистой продуктивности фотосинтеза. Для получения высоких урожаев важно не только создание наибольшей листовой поверхности, но и увеличение продолжительности её функционирования с большей продуктивностью. Эффективность работы ассимиляционного аппарата характеризует показатель чистой продуктивности фотосинтеза (ЧПФ), который в значительной степени зависит от условий возделывания и технологических приемов (Ничипорович А. А., 1963).

Данные таблицы 5 показывают, что чистая продуктивность фотосинтеза гороха в годы исследований повышалась при использовании в технологии возделывания гороха комбинированной в севообороте обработки почвы и внесении соломы в сочетании с повышенным фоном фосфорно-калийных удобрений. Если рассматривать динамику этого показателя в течение онтогенеза культуры, то следует отметить, что максимального значение чистая продуктивность фотосинтеза достигала в 2011 и 2012 гг. в фазы цветения – образования бобов.

Таблица 5. Динамика чистой продуктивности фотосинтеза гороха в зависимости от обработки почвы и системы удобрений, г/м² сутки (в среднем за 2011–2012 гг.)

Обработка почвы	Фон удобрений	Ветвление-бутонизация	Бутонизация-цветение	Цветение-образование бобов
4 севооборот с эспарцетом
Комбинированная	1 фон	5,7	6,9	9,0
	2 фон	8,2	8,8	9,4
Минимизированная	1 фон	5,9	6,2	8,4
	2 фон	7,2	5,9	8,5
2 севооборот с кострецом
Комбинированная	1 фон	3,9	6,5	8,9
	2 фон	2,9	7,0	9,9
Минимизированная	1 фон	2,9	6,0	6,5
	2 фон	3,4	5,6	6,9

При этом отмечены изменения этого показателя в зависимости от вариантов опыта. В 4-ом севообороте при применении под горох комбинированной обработки и фона с внесением Р30К30 + солома чистая продуктивность фотосинтеза изменялась за период вегетации от 8,2 (ветвление - бутонизация), 8,8 (бутонизация - цветение) и 9,4 г/м² сутки (цветение – образование бобов). Во 2-ом севообороте соответственно 2,9, 7,0, 9,9 г/м² сутки.

Прибавка от применения комбинированной обработки почвы и фона Р30К30 + солома по отношению к другим вариантам опыта составила в 2011 г. 0,2–0,4 г/м² в сутки, а в 2012 она повышалась до 1,2–1,4 г/м² в сутки.

Фотосинтетический потенциал. Оценку фотосинтетической деятельности растений в посевах невозможно провести без учета важнейшего показателя, каким является фотосинтетический потенциал, который характеризует не только величину, но и длительность работы ассимиляционной поверхности.

Таблица 6. Фотосинтетический потенциал гороха в зависимости от обработки почвы и системы удобрений, тыс. м² сутки/га (в среднем за 2011–2012 гг.)

Обработка почвы	Фон удобрений	Ветвление-бутонизация	Бутонизация-цветение	Цветение-образование бобов	Ветвление - образование бобов
4 севооборот с эспарцетом
Комбини-рованная	Р20К20+солома	149,9	310,5	337,1	797,5
	Р30К30+солома	173,7	336,4	343,0	853,1
Минимизированная	Р20К20+солома	151,2	267,7	283,6	702,5
	Р30К30+солома	147,5	274,7	281,7	703,9
2 севооборот с кострецом
Комбини-рованная	Р20К20+солома	171,1	161,4	277,5	610,0
	Р30К30+солома	182,5	185,0	306,8	674,3
Минимизированная	Р20К20+солома	151,5	147,9	264,0	563,4
	Р30К30+солома	149,9	149,6	257,9	557,4

Применение комбинированной обработки почвы с внесением Р30К30+ солома способствовало увеличению фотосинтетического потенциала. В среднем за два года он составил на этом варианте опыта 853,1 в 4-ом севообороте и 674,3 во 2-ом севообороте, что выше, чем по комбинированной обработке и фону Р20К20+солома.

Обобщая результаты текущего раздела, следует отметить, что комбинированная обработка почвы в сочетании с внесением Р30К30 + солома способствовала повышению фотосинтетической деятельность посевов гороха, особенно в севообороте с эспарцетом.

1.  

   1. Формирование густоты посева и выживаемость растений гороха

Получение дружных и равномерных всходов растений является первым и очень важным этапом в формировании высокопродуктивного агроценозов гороха. Начальные фазы роста гороха во многом зависят от влагообеспеченности посевов, а также температурного режима (Посыпанов Г. С. и др., 1997).

Для обеспечения необходимой густоты стояния растений гороха посев проводили с нормой высева по 1,4 млн. всхожих семян на 1 га, что соответствует рекомендациям для Ульяновской области.

В наших опытах полевая всхожесть гороха во многом определялась наличием доступной для растений влаги в верхних слоях почвы на момент посева. Результаты корреляционно-регрессионного анализа свидетельствуют о тесной положительной зависимости количества взошедших растений (у, шт/м2) от запасов продуктивной влаги в 20 см слое почвы (х, мм) перед посевом гороха (R²= 0,90).

Зависимость выражается уравнением регрессии следующего вида:

У + 2,8885х + 365,87, где у – количество взошедших растений, шт/м2; х – запасы продуктивной влаги (в слое 0…20 см). мм.

Таким образом, зная запасы продуктивной влаги перед посевом гороха и используя данное уравнение можно прогнозировать полевую всхожесть растений.

В период вегетации растений происходило существенное изменение густоты стояния растений на единице площади в зависимости от севооборотов, систем удобрений и обработки почвы. Во все годы исследований наибольшее количество растений на 1 кв. метре в период полных всходов отмечалось в 4-ом севообороте по комбинированной обработке и фону удобрений Р30К30 + солома (табл. 7).

В годы исследований количество растений на 1 кв.м в 4 севообороте по комбинированной обработке 1 фону составило в фазу всходов 127 шт/м², а перед уборкой 116, по 2-ому фону соответственно 140 и 121 шт/м². По минимизированной обработке данный показатель составил 122 шт/м². Во 2-ом севообороте данный показатель находился на уровне 103–117 шт/м². Снижение густоты стояния растений происходило в продолжение всей весенне-летней вегетации и к периоду уборки количество растений составляло 94-121 шт/м².

Таблица 7 – Структура посевов гороха при разных системах обработки почвы и удобрений за 2011–2012 гг.

Обработка почвы	Система удобрений	Количество растений, шт/м2		Полнота всходов, %	Выживаемость растений, %	Сохранность растений, %
		Фаза всходов	Перед уборкой
4 севооборот
Комбинированная	1 фон	127	116	90,7	82,8	91,3
	2 фон	140	121	92,8	86,4	93,1
Минимизированная	1 фон	122	104	87,1	74,3	85,2
	2 фон	122	103	87,1	73,6	84,4
2 севооборот
Комбинированная	1 фон	117	106	83,6	75,7	90,6
	2 фон	111	102	79,3	72,8	91,9
Минимизированная	1 фон	108	95	77,1	67,8	88,1
	2 фон	103	94	73,6	67,1	91,3

Полнота всходов составила 87,1…92,8 % (4-й севооборот) и 73,6…83,6 (2-й севооборот). Показатели сохранности и выживаемости растений гороха во многом определяются складывающимися погодными условиями во время вегетации. Сохранность растений гороха во 2-ом севообороте составляла 88,1-91,9 %, в 4-ом 84,4-93,1 %.

Таким образом, несколько лучшие показатели структуры посевов гороха отмечались в севообороте с эспарцетом по комбинированной обработке и фону удобрений солома + Р30К30.

1.  

   1. Влажность почвы и формирование запасов продуктивной влаги

В своих работах Н. М. Тулайков (2000), применительно к «солнечному, знойному, суровому краю Поволжья» подчеркивал, что «Забота о повышении количества воды в посеве при помощи всякого рода агротехнических приемов и, в частности, приемов обработки почвы, всегда было здесь основной заботой». При этом он отмечал, что «Знать характер поступления в корни наших культурных растений влаги из почвы, периоды ее максимального потребления, использования влаги из запасов почвы или из поступлений в нее от дождей во время роста – это значит иметь ключ к составлению правильной, на основе наблюдаемых фактов, системы обработки почвы и ухода за растением за время его роста».

Ресурсы продуктивной влаги самый динамичный и мобильный фактор почвенного плодородия. «По размерам потребления и заботам, которые проявляет земледелец, воде принадлежит первое место» (А. Г. Дояренко, 1966).

Задача максимального накопления, сохранения и рационального использования влаги на формирование урожая сохраняет свое приоритетное значение в технологиях зерновых бобовых культур.

В Среднем Поволжье в последние десятилетия проведено много исследований относительно влияния глубины и способов обработки почвы на ее водный режим. На преимущество вспашки по накоплению влаги к моменту сева, особенно заметное в более обеспеченных осадками районах зоны, указывают В. А. Корчагин (1984) и Г. И. Казаков (1997). Целесообразность комбинированной системы основной обработки почвы в целях увеличения почвенных влагозапасов показана в исследованиях И. А. Чуданова (2006), Н. С. Немцева и К. И. Карповича (1985), А. Х. Куликовой (1997) в Самарской и Ульяновской областях. При этом Н. С. Немцевым и К. И. Карповичем (1985) также отмечается эффективность плоскорезной и минимальной обработок по сравнению со вспашкой.

Несмотря на наличие большого экспериментального материала по изучению параметров водного режима почвы, точки зрения на эту проблему не единодушны. Об этом свидетельствует еще большее разнообразие мнений в отношении расхода воды из почвы в течение вегетации культур. Более того, данные, получаемые даже в одних исследованиях этой проблемы, иногда чрезвычайно различаются по годам, что в первую очередь обусловлено неустойчивостью агрометеорологических явлений. На это справедливо указывает Г. И. Казаков (1997), подчеркивая, что эффективность различных способов основной обработки почвы зависит от конкретных погодных и почвенных условий, рельефа, лесистости местности и других факторов.

Наши исследования показали, что формированию весенних влагозапасов почвы более благоприятствовали варианты с комбинированной в севообороте обработкой почвы по сравнению с минимизированной. К моменту сева гороха влагозарядки составила 143,2…153,0 мм (севооборот с эспарцетом), 138,4…147,1 мм (севооборот с кострецом) соответственно по минимизированной и комбинированной обработке. Различия между вариантами незначительны.

Вместе с тем разница в запасах продуктивной влаги по годам была более существенная, по вариантам основной обработки почвы и составила в посевах гороха 8…9 мм (табл. 8).

Различное влияние системы основной обработки почвы оказывали и на водообеспеченность растений в течение вегетационного периода, которая определяется, с одной стороны, естественным летним увлажнением и, с другой, расходом почвенной влаги. Многочисленными исследованиями установлено, что хорошие условия влагообеспеченности полевых культур создаются при содержании воды в корнеобитаемом слое почвы в интервале 65–80 % от ее наименьшей влагоемкости (НВ). В.И. Кирюшин (2011) указывает, что этот диапазон зависит от структурного состояния почв, их плотности, гранулометрического состава. Так, нижняя оптимальная граница для зерновых бобовых культур составляет на тяжелых, средних и легких почвах соответственно 75, 70 и 65 % НВ.

Таблица 8 - Расход влаги под посевами гороха горохом

Севооборот	Обработка	Запас продуктивной влаги в слое 0…100 см, мм		Убыло прибыло ±	Осадки, мм	Общий расход, мм
		Перед посевом	Перед уборкой
2011 год
4	комбинированная	147,6	56,1	-89,5	26	115,5
	минимизированная	140,3	54,2	-86,1	26	112,1
2	комбинированная	144,2	56,1	-88,1	26	114,1
	минимизированная	136,8	54,0	-82,8	26	108,8
2012 год
4	комбинированная	158,3	83,8	-64,5	225	289,5
	минимизированная	146,2	90,7	-55,5	225	280,5
2	комбинированная	150,2	90,2	-60,0	225	285,0
	минимизированная	140,0	88,6	-51,4	225	276,4
В среднем за 2011–2012 гг.
4	комбинированная	153,0	76,0	-77,0	125,5	202,5
	минимизированная	143,2	72,4	-70,8	125,5	196,3
2	комбинированная	147,1	73,1	-74,0	125,5	199,5
	минимизированная	138,4	71,3	-67,1	125,5	192,6

Благоприятной для образования и функционирования клубеньков бобовых растений считается влажность в пределах 60–100 % от НВ почвы (Г. С. Посыпанов, 1979). На черноземах лесостепи Поволжья величина НВ составляет 170–180 мм продуктивных влагозапасов в метровом горизонте почвы, что соответствует содержанию в ней общей воды на уровне не ниже 22 %. Отсюда нижним порогом оптимума для гороха является влажность почвы, близкая к 15 %.

Суммарный расход влаги за счет потребления ее горохом (физиологическое испарение) и физического испарения с поверхности почвы в 2011 году в зависимости от вариантов опыта составлял 108,8…112,1 мм по минимизированной обработке и 114,1…115,5 мм по комбинированной соответственно по 2-ому и 4-ому севооборотам. В более благоприятном 2012 году 276,4…280,5 мм и 285,0…289,5 мм.

Таким образом, лучшая влагозарядка почвы, во все годы наблюдений отмечалась на варианте комбинированной обработки почвы. В среднем за 2011…2012 гг. запасы продуктивной влаги перед посевом были выше по комбинированной обработке по сравнению с минимизированной на 9,8…9,7 мм, что в конечном итоге существенно повлияло на формирование урожая гороха.

1.  

   1. Урожайность гороха в зависимости от обработки почвы, системы удобрений и севооборота

Наиболее доступным резервом сохранения почвенного плодородия являются биогенные ресурсы, создаваемые в агроэкосистемах на основе биологизации севооборотов. Сущность биологизации земледелия заключается в использовании биологического азота бобовых культур; накоплении биогенных ресурсов плодородия почвы в агрофитоценозах; усилении конкурентоспособности культурных растений по отношению к сорному компоненту. В связи с этим вопрос о повышении эффективности технологий возделывания должен решаться на основе использования наиболее доступных факторов биологизации земледелия, где немаловажная роль отводится зерновым бобовым культурам. Следует отметить, что в региональных условиях лесостепи Поволжья экспериментальных данных о совокупном влиянии обработки почвы, систем удобрений и севооборотов на формирование биопродуктивного потенциала гороха недостаточно. Многие вопросы требуют обоснования и всесторонней оценки в конкретных экологических условиях в длительных многофакторных опытах.

Важным показателем эффективности различных агротехнологий является урожайность культур. Формирование высокопродуктивных посевов зерновых бобовых культур требует точного регулирования многочисленных факторов, определяющих высокую хозяйственную продуктивность растений. Поэтому продукционный процесс накопления урожая рассматривается в сочетании с агротехническими и климатическими факторами, влияющими на уровень урожайности.

Урожайность гороха в годы исследований изменялась в зависимости от обработки почвы, удобрений и севооборотов. Наибольшая ее величина была получена в 4-ом севообороте и варьировала по годам от 2,76 (2011) до 2,63 т/га (2012) по комбинированной обработке и 2-ому фону удобрений. По комбинированной обработке и 1-ому фону удобрений она составила в среднем за годы исследований 2,54 т/га по 1-ому фону и 2,36 т/га по 2-ому фону (табл. 9).

Таблица 9 - Урожайность гороха в зависимости от изучаемых факторов

№ севооборота	Обработка почвы	Фон удобрений	2011	2012	В среднем за 2011–2012
4	Комбинированная	1 фон	2,66	2,42	2,54
		2 фон	2,78	2,63	2,70
	Минимизированная	1 фон	2,64	2,26	2,46
		2 фон	2,70	2,46	2,58
2	Комбинированная	1 фон	2,19	2,41	2,30
		2 фон	2,30	2,63	2,46
	Минимизированная	1 фон	2,09	2,16	2,12
		2 фон	2,16	2,39	2,28
	НСР05		0,04	0,08

Во 2-ом севообороте урожайность достоверно снижалась до 1,80…2,16 т/га в 2011 г. и до 2,09…2,30 т/га в 2012 г. В среднем за годы исследований она находилась на уровне 1,95…2,23 т/га. Следует отметить, относительно высокую урожайность гороха в острозасушливом 2012 году 1,80-1,90 т/га по минимизированной и 2,11-2,16 т/га по комбинированной (4-ый севооборот) и 2,07-2,12 и 2,33-2,40 т/га соответственно (2-ый севооборот), что почти на 1 тонну больше по сравнению с урожаем зерновых культур возделываемых в наших опытах.

Дисперсионный анализ урожайности гороха показал, что в 2011 году 31,4 % изменений урожайности вызваны влиянием севооборота, 45,1 % обработкой почвы и 5,8 % изменений связаны с применением разных фонов органоминеральных систем удобрений.

В 2011 году несколько иная картина влияния севооборота составляло 83,1 %, влияние обработки почвы 6,01 % и влияние удобрений 4,32 %.

Таким образом, в засушливые годы наибольшие изменения в урожайности связаны с обработкой почвы.

Таким образом, увеличению урожайности гороха во все годы исследований способствовало возделывание культуры в севообороте с чистым паром. При этом отмечено положительное влияние комбинированной обработки и фона Р30К30 + солома.

1.  

   1. Качество урожая и белковая продуктивность гороха

Так, содержание белка в семенах гороха варьировало в зависимости от вариантов опыта от 24,10 % (минимизированная обработка + Р20К20+солома) до 25,9 % (комбинированная обработка и солома + Р20К20.

При этом на вариантах с внесением под культуры соломы + Р30К30, как по комбинированной, так и по минимизированной в севообороте обработке почвы, наблюдается увеличение содержания белка и других показателей качества семян гороха.

Стабилизация политического, экономического и социального положения в России определяется в первую очередь положением продовольственного снабжения и доступностью продовольствия в достаточном размере для питания всем категориям населения. Сельское хозяйство занимает важнейшее место в обеспечении населения ценными продуктами питания. Так, по расчетам Международного института продовольственной политики, рост производства сельскохозяйственной продукции на 1% обеспечивает рост всей экономики на 2,3-2,5% (О. А. Монастырский и др., 2008).

Не менее острой проблемой является обеспеченность животноводства физиологически полноценными кормами, прежде всего, сбалансированными по белку и незаменимым аминокислотам. Не сбалансированность кормов по питательным элементам, особенно высокий дефицит белка в кормовых рационах является сдерживающим фактором роста продуктивности животноводства (В. Г. Галиакберов, 1999; Ю. К. Новоселов и др., 2008).

В наших опытах содержание белка варьировало по вариантам (табл. 10). Тенденция увеличения этого показателя наблюдалась на варианте с внесением Р30К30 + солома и комбинированной обработкой почвы как во 2-ом, так и в 4-ом севообороте (табл. 10).

Таблица 10 – Содержание и сбор белка с урожаем гороха (в среднем за 2011-2012 гг.)

Обработка почвы	Фон удобрений	Содержание белка, %	Накопление белка, кг/га
4 севооборот (зернотравяной с эспарцетом)
Комбинированная	Р20К20 + солома	23,85	605,8
	Р30К30 + солома	25,10	677,7
Минимизированная	Р20К20 + солома	24,10	592,9
	Р30К30 + солома	25,75	664,4
2 севооборот (зернотравяной с кострецом)
Комбинированная	Р20К20 + солома	24,11	554,5
	Р30К30 + солома	25,90	637,1
Минимизированная	Р20К20 + солома	24,57	520,9
	Р30К30 + солома	25,68	585,5

Содержание белка в урожае гороха в 4-ом севообороте составило 23,85 (комбинированная и Р20К20+солома), 25,10 % (комбинированная и Р30К30 + солома), 24,10 % (минимизированная и Р20К20 + солома), 25,75 % (минимизированная и Р30К30 + солома). Во втором севообороте соответственно 24,11; 25,90; 24,57; 25,68 %. Наибольшее содержание белка отмечено по комбинированной обработке и повышенному фону. Такая тенденция наблюдалась во все годы исследований.

Если сравнивать содержание белка в зерне гороха по севооборотам, то преимущество имел севооборот с эспарцетом по сравнению с зернотравяным с кострецом.

Что касается белковой продуктивности гороха, то здесь прослеживается тенденция увеличения сбора белка в 4-ом севообороте, особенно по варианту с повышенным фоном удобрений и комбинированной обработкой. Здесь белковая продуктивность составила 677,7 кг/га, что выше на 13,3-156,8 кг/га по сравнению с другими вариантами опыта.

Таким образом, увеличению количества белка в зерне гороха и повышению его белковой продуктивности способствовала комбинированная обработка и фон удобрений Р30К30+солома, особенно в условиях 4-го севооборота.

5.ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ВОЗДЕЛЫВАНИЯ ГОРОХА ПРИ РАЗНЫХ УРОВНЯХ АГРОТЕХНИКИ

Повышение эффективности сельскохозяйственного производства является одной из актуальнейших проблем, успешное решение которой открывает дальнейшие возможности для ускорения темпов его развития и надежного снабжения страны сельскохозяйственной продукцией.

Экономическая эффективность агротехнических приемов возделывания проявляется в росте урожайности сельскохозяйственных культур, увеличении валового сбора продукции растениеводства, снижении себестоимости единицы продукции, повышении производительности труда и рентабельности. Экономическая эффективность показывает конечный эффект от применения средств производства и живого труда, отдачу совокупных вложений.

Для экономической оценки производства продукции растениеводства используют систему натуральных и стоимостных показателей:

- прямые затраты на 1 га определяются на основе разработанных технологических карт;

- затраты труда в чел.-часах на 1 га определяются делением общих сложившихся затрат в чел.-часах на расчетную площадь;

- под себестоимостью понимают совокупность материальных и трудовых затрат хозяйства в денежной форме на производство единицы продукции;

- условный чистый доход с 1 га представляет собой разность между стоимостью продукции с 1 га и производственными затратами на 1 га в рублях.

Важным экономическим показателем деятельности хозяйства является его рентабельность. Уровень рентабельности определяется отношением условного чистого дохода к производственным затратам, выраженного в процентах. Повышение экономической эффективности производства способствует росту доходов хозяйств, получение дополнительных средств, для оплаты труда и улучшению социальных условий, оно выгодно как государству в цело, так и отдельным хозяйствам и непосредственно работникам.

Экономическая эффективность севооборотов заключается в возможности разгрузить пики в полевых работах и в использовании рабочей силы и техники. При наличии ранних и поздних яровых культур, имеющих разные сроки посева и уборки, нагрузки на людей и технику в один и тот же период в два раза ниже, чем на полях, занятых только ранними или только поздними культурами.

Таблица 11 – Экономическая эффективность возделывания гороха в зависимости от изучаемых факторов (в среднем за 2011…2012 гг.)

	4 севооборот				2 севооборот
Показатели	комбинированная		минимизированная		комбинированная		минимизированная
	1 фон	2 фон	1 фон	2 фон	1 фон	2 фон	1 фон	2 фон
Урожайность, т/га	2,54	2,70	2,46	2,58	2,30	2,46	1,12	2,28
Стоимость продукции, руб./т	8000	8000	8000	8000	8000	8000	8000	8000
с 1 га, руб.	20320	21600	19680	20640	18400	19680	16960	18240
Производственные затраты
на 1 га, руб.	12643,24	12670,69	11798,29	11820,15	12609,65	12637,10	11750,72	11778,17
Затраты труда, чел-час на 1 га	8,54	8,56	7,82	7,84	8,51	8,53	7,78	7,81
на 1 т	3,36	3,17	3,18	3,04	3,70	3,47	3,67	3,42
Себестоимость 1 т, руб	4977,65	4692,85	4796,05	4581,45	5482,46	5137,03	5542,79	5165,86
Условный чистый доход,	7676,76	8929,31	7881,71	8819,85	5790,35	7042,90	5209,28	6461,83
руб/га
Уровень рентабельности, %	60,7%	70,5%	66,8%	74,6%	45,9%	55,7%	44,3%	54,9%

В условиях, когда биологические факторы чередования культур выступают как наиболее важная и часто ограничивающая урожайность группа причин, возникают аспекты экономической оценки севооборотов. С помощью севооборота, в сочетании с удобрениями, обработкой почвы, устойчивыми сортами можно снизить численность сорняков, вредителей, возбудителей болезней до уровня их безвредности и отказаться от применения большого количества пестицидов, что снизить себестоимость производимой растениеводческой продукции.

В условиях рыночной экономики и острой конкуренции – это весомый экономический аргумент в пользу преимущества севооборота.

Результаты оценки экономической эффективности показали, что сравнительно больший чистый доход с 1 га посевов, меньшая себестоимость продукции, а также максимальный уровень рентабельности производства достигался в зернотравяном севообороте с эспарцетом на фоне удобрений солома + Р30К30 как по комбинированной, так и по минимизированной обработке почвы 705-74,6% (табл. 11).

При сравнении обработок почвы и систем удобрений по уровню рентабельности, чистому доходу и себестоимости зерна, как в 4-ом, так и во 2-ом севооборотах преимущество остается за минимизированной обработкой почвы и фону удобрений солома + Р30К30.

Так, в 4-ом севообороте урожайность гороха составила по комбинированной обработке 2,54 и 2,70 т/га по 1-ому и 2-ому фонам при росте чистого дохода до 7676,76 и 8929,31 руб/га соответственно и снижения себестоимости зерна гороха по сравнению с зернотравяным севооборотом с эспарцетом.

Таким образом, наиболее экономически эффективным приемом возделывания гороха в конкретных региональных условиях является минимизированная обработка почвы и фон удобрений Р30К30 + солома в зернотравяном севообороте с кострецом.

ВЫВОДЫ И ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ

1. Комбинированная в севообороте обработка почвы на фоне солома + Р30К30повышала фотосинтетическую деятельность посевов зерновых бобовых агрофитоценозов, особенно в зернотравяном севообороте с эспарцетом по динамике площади листьев, ЧПФ и фотосинтетическому потенциалу;

2. Полнота всходов гороха составила 87,1…92,8 % (4-й севооборот) и 73,6…83,6 % (2-й севооборот). Наибольшая сохранность растений гороха отмечена в 4-ом севообороте по комбинированной обработке с тенденцией повышения на фоне Р30К30 + солома (91,3…93,1 шт/м²).

3. Лучшая влагозарядка почвы, во все годы наблюдений отмечалась в условиях комбинированной обработки почвы. В среднем за 2011…2012 гг. запасы продуктивной влаги перед посевом были выше по комбинированной обработке по сравнению с минимизированной на 9,8…9,7 мм, что в конечном итоге существенно повлияло на формирование урожая гороха;

4. Наибольшая урожайность семян гороха сформировалась по комбинированной в севообороте обработке почвы и фону солома + Р30К30 в 4-ом севообороте и составила в среднем за два года – 2,54 …2,70 т/га;

5. Сбор белка с урожаем гороха повышался на фоне с повышенной дозой удобрений и комбинированной обработкой при возделывании культуры в 4-ом севообороте с эспарцетом по сравнению с зернотравяным с кострецом;

6. Экономическая эффективность возделывания гороха повышалась в 4-ом севообороте, особенно при применении минимизированной обработки и повышенного фона удобрений при уровне рентабельности 74,6 %.

Предложения производству:

В региональных условиях лесостепи Поволжья в целях повышения продуктивности гороха рекомендовать возделывание культуры в севооборотах при применении в технологии комбинированно-минимизированной обработки почвы и фона удобрений Р30К30 + солома.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Асмус А.А., Морозов В.И., Подсевалов М.И. Продуктивность и качество зерна озимой пшеницы в биологизированных севооборотах лесостепи Поволжья. / Материалы Международной научно-практической конференции «Современные системы земледелия: опыт, проблемы, перспективы. Ульяновск. 2011. с. 16 – 23.

2. Азаров Б.Ф. О роли биологического азота в ландшафтном земледелии // Совершенствование методологии агрохимических исследований/ Б.Ф. Азаров, П.Г.Акулов, И.И. Шелганов. – М., 1997. – с. 254-256

3. Вавилов П.П., Посыпанов Г. С. Бобовые культуры и проблема растительного белка. – М.: Россельхозиздат. - 1983. – 256 с.

4. Вандышев И.А. Системы обработки почвы в технологиях зернобобовых и зернофуражных культур лесостепи Поволжья: Автореф…канд. с.-х. наук. – Кинель, 1997. – 26 с.

5. Возняковская Ю.М. Микробиологические основы экологической системы земледелия // Агрохимия. – 1995. - № 5. – с.115 – 122.

6. Володин В.М., Еремина Р.Ф. Оценка эффективности растениеводства на биоэнергетической основе // Земледелие. – 1991. - № 9. – с.50-52.

7. Голомолзин Р.С., Морозов В.И., Подсевалов М.И. и др. Плодородие и продуктивность агробиоценозов в полевых севооборотах лесостепи Поволжья (Монография). – М.: ФГБОУ ВПО МГАУ, 2012. – 98с.

8. Дозоров А.В. Симбиотический азот в растениеводстве лесостепи Поволжья // Международный с.-х. журнал. – 1998. - № 5. - с.55-57.

9. Дозоров А.В. Повышение сборов белка за счет симбиотического азота // Кормопроизводство. – 1999. - № 1. – с.29-30.

10. Дозоров А.В., Костин О.В. Оптимизация продукционного процесса гороха и сои в условиях лесостепи Поволжья. Ульяновск. - 2003. - 166с.

11. Дозоров А.В. Долевое участие источников азота в питании растений гороха и сои.// Международный сельскохозяйственный журнал. – 2003. - № 2. - с.57-59

12. Епифанов В.С. Повышение эффективности травосеяния в лесостепной зоне Поволжья / Автореф. дис... доктора с.-х. наук. – Пенза. – 1996. – 40 с.

13. Жученко А.А. Стратегия адаптивной интенсификации сельского хозяйств. Концепция. Пущино. – 1994. – 74 с.

14. Жученко А.А. Ресурсный потенциал производства зерна в России (теория и практика). – М.: Агроресурс, 2004. – 1110 с.

15. Задорин А.Д., Исаев А.П. О средообразующей роли зернобобовых культур: Тез. докл. Российской научно-практической конф. – Орел. – 1999. – с.58-60.

16. Зернобобовые культуры в интенсивном земледелии /В.П. Орлов, А.П. Исаев, С. И. Лосев и др.: М., Агропромиздат, 1986. - 206 с.

17. Зернобобовые культуры / Шпаар Д., Элмер Ф., Постников А. и др.- Минск, «ФАУинформ», 2000 . – 263 с.

18. Зотиков В.И., Задорин А.Д. Повышение продуктивности и устойчивости агроэкосистем. – Орел: Картуш, 2007. – 197 с.

19. Казаков Г.И. Обработка почвы в Среднем Поволжье. – Самара, 2008. – 251с.

20. Казаков Г.И., Милюткин В.А. Экологизация и энергоресурсосбережение в земледелии Среднего Поволжья. – Самара, 2010. – 2445 с.

21. Казаков Г.И. Рациональные обработки почвы в условиях Среднего Поволжья. Материалы международной научно-практической конференции «Современные системы земледелия: опыт, проблемы, перспективы», посвященной 80-летию со дня рождения Морозова В. И. Ульяновск, 2011. с. 110–118.

22. Казаков Г.И., Авраменко Р.В., Марковский А.А., Подскочная О.И., Кутилкин В. Г. Земледелие в Среднем Поволжье. М.: Колос, 2008. 308 с.

23. Кирюшин В.И. Теория адаптивно-ландшафтного земледелия и проектирование агроландшафтов. Москва. КолосС. 2011. – 443 с.

24. Коринец В.В. Системно-энергетический подход к теоретическим основам севооборотов // Вестник с.-х. науки. – 1991. - № 6. – с. 86-90.

25. Коношина С.Н. Влияние различных способов использования почвы на ее аллелопатическую активность / С. Н. Коношина. – Автореф.дис….канд.с.-. наук. – Орел. – 2000.

26. Лобков В.Т. Экологические основы почвоутомления в полевых агроценозах центрально-черноземной полосы России. – Курс. –1994.–32 с.

27. Лобков В.Т. Почвенно-биологический аспект в теории севооборотов / В. Т. Лобков, Н. И. Абакумов. – Эколого-экономические аспекты развития растениеводства в рыночных условиях. – Орел. – 2002. – с.210-221.

28. Лошаков В.Г. Севооборот и биологизация земледелия // Вестник с.-х. науки. - 1992. - № 2. - с. 19-25.

29. Лошаков В.Г., Иванов Ю.Д., Николаев В.А. Пути биологизации земледелия нечерноземной зоны России // Севооборот в современном земледелии. - М.: Изд-во МСХА. – 2004. - с. 161-165.

30. Морозов В.И. Дифференциация систем земледелия и их практическое освоение в лесостепи Поволжья // Дифференциация систем земледелия и плодородие чернозема лесостепи Поволжья. - Ульяновск. - 1996. –с. 12-31.

31. Митин С.Г. Состояние, перспективы производства и использования зерна в животноводстве / В.Г. Рябов, А.С. Шпаков, Ю.К. Новоселов, В.В. Рудоман // Кормопроизводство. - № 8. – 2006. – с. 2 – 6.

32. Нечаев Л.А. Биологизация земледелия – стратегия его развития в XX1 веке / Л.А. Нечаев, А.С. Злобин, В.И. Коротеев// Вестник ОрелГАУ. - № 4. – 2007. – с. 15 – 18.

33. Нечаева Е.Х. Плодородие почвы и симбиотическая активность гороха при биологизации его возделывания в лесостепи Заволжья. Автореф. дис. канд. с.-х. наук. – Кинель. - 2003. – 22 с.

34. Николаенко Л.Н. Влияние микроэлементов на фотосинтетический потенциал (ФСП), чистую продуктивность фотосинтеза и урожайность кукурузы. Автореф. канд.с-х. наук. Барнаул, 2001.

35. Ничипорович А.А., Сорочанова Л.Е., Чморя С.Н., Власова М.П. Фотосинтетическая деятельность растений в посевах.— М., 1961.-с. 37-41.

36. Ничипорович А.А. О путях повышения продуктивности фотосинтеза растений в посевах. Фотосинтез и вопросы продуктивности растений. Изд-во академии наук СССР. Москва. - 1963. - с. 5-36

37. Ничипорович А.А. Некоторые приемы комплексной оптимизации фотосинтетической деятельности и продуктивности растений // Важнейшие проблемы фотосинтеза в растениеводстве. – М.: Колос. 1970. – с. 6-22.

38. Новиков В.М. Влияние гороха и гречихи на плодородие почвы и продуктивность звена севооборота при различной основной обработке почвы. Зерновые и крупяные культуры, 2012, № 2, с.72-76.

39. Остробородова И.А. Агроэкологическое обоснование системы удобрения на планируемую урожайность гороха на выщелоченных черноземах лесостепи Поволжья: Дис. …канд. с.-х. наук. – Саратов. – 1999. – 169 с.

40. Парахин Н.В. Симбиотически фиксированный азот в агроэкосистемах / Н.В. Парахин, С.Н. Петрова. – Вестник ОрелГАУ. - № 3. – 2009. – с. 41-45

41. Посыпанов Г.С. Факторы, определяющие эффективность азотфиксации бобовыми культурами // Биологический азот в сельском хозяйстве СССР. – М.: Наука, 1989. – С. 37-39.

42. Потаракин С.В. Повышение эффективности парового клина на основе применения факторов биологизации земледелия. Дисс. на соиск…ученой степени канд. с.-х. наук. - Орел. – 2004. – 123 с.

43. Посыпанов Г.С. и др. Растениеводство: Учебник / Г.С. Посыпанов, В.Е. Долгодворов, Г.В. Коренев и др. – М.: Колос. - 1997. – 448 с.

44. Посыпанов Г.С. Современные методы определения количества фиксированного азота воздуха в полевых условиях / Т.П. Кобозева, И.И. Тазин, Е.В. Беляев, У.А. Делаев // Известия ТСХА. –2006. -№ 2. -С. 129-134.

45. Сафонов А.Ф. Воспроизводство плодородия почв агроландшафтов. Москва. – РГАУ. – МСХА им. Тимирязева. – 2011. – 308 с.

46. Трепачев Е.П. Агрохимические аспекты биологического азота в современном земледелии. – М., 1999. – 532 с.

47. Черемисов Б.М. О быстром переходе мирового земледелия на биологическую фиксацию атмосферы (концепция БАРС) // Вестник Российской академии сельскохозяйственных наук. – 2006. - № 2. – С. 39-41

Код для цитирования: Скопировать