Проблемы рационального использования удобрений и средств химической защиты растений в сельском хозяйстве России
| Вид материала | Диссертация |
СодержаниеСидеральные удобрения Комплексное агрохимическое окультуривание полей. Селекция новых сортов и |
- Рабочая программа По дисциплине Основы механизации и электрификации схп для специальностей:, 321.81kb.
- К Регламенту предоставления микрозаймов, 64.73kb.
- Вопросы к итоговому государственному экзамену для студентов специальности 080502., 42.78kb.
- Мнистерство сельского хозяйства и продовольствия республики беларусь у. О. «Гродненский, 779.57kb.
- Повышение эффективности использования трудовых ресурсов в сельском хозяйстве региона, 693.19kb.
- Их средств защиты растений разработана Гипронисельхозом Минсельхоза СССР с участием, 242.9kb.
- Аллельно аналогичным работам математического моделирования экономических процессов, 185.44kb.
- Рентное регулирование и рациональное использование земельных ресурсов в сельском хозяйстве, 118.95kb.
- Система удобрений и схема возделывания зерновых в хозяйстве ОАО «Победа» Рубцовского, 308.13kb.
- Года. Период времени, кажется, не очень большой. Амежду тем за это время произошли, 791.01kb.
^ Сидеральные удобрения
Деградация пахотных земель из-за недостатка вносимых в почву органических удобрений в значительной степени может быть замедлена при применении зелёных удобрений. Исследования учёных в этой области показывают, что практически в любом регионе страны сидеральные удобрения имеют высокую эффективность. В качестве сидеральных культур используют донник белый и жёлтый, редьку масличную, рапс, вику гречиху и овёс и другие культуры.
Например, исследования Татарского НИИСХ за 1985-2007 годы показал, что наиболее эффективным сидеральными культурами были донник белый и жёлтый, рапс и редька масличная. Донник при урожайности 26,0 т/га по агрономической эффективности как удобрение не уступает подстилочному навозу, внесённому в чёрном пару в дозе 40 т/га.
Использование донника, рапса и редьки масличной в сидеральном пару повышает продуктивность севооборота на 0,3-0,5 т/га зерновых единиц или на 15 -20 % в сравнении с чёрным паром без удобрения. Наилучшим способом заделки зелёной массы урожайностью 35-40 т/га является измельчение и обработка почвы тяжёлым дисковыми боронами (БДТ-7; ГД-7), а при более высокой урожайности – измельчение и обработка плугом на глубину 14-15 см. В севооборотах с удельным весом зерновых культур 65-75 % при органоминеральной системе удобрения доля сидеральных паров должна быть не менее 50 % от общей площади пара. В этом случае сидераты обеспечивают положительный баланс гумуса (до 1,5 т/га пашни в год), снижают затраты на производство зерна на 12 – 15 % в сравнении с удобренным чистым паром, а один кг NPK сидератов оказывается в 2 раза дешевле одного кг д.в. минеральных удобрений.
Минеральным удобрениям в обозримом будущем нет альтернативы и при биологизации земледелия, эффективность которой определяется микробиологической деятельностью почвы. Последняя зависит не только от водно-воздушного и теплового режимов почвы, но и от содержания органического вещества, питательных элементов и реакции почвенной среды, то есть от агрохимических свойств почв, внесения удобрений и химических мелиорантов. Именно поэтому распространение биологического земледелия получило в странах Западной Европы или США, на полях, где столетиями вносилось большое количество органических и минеральных удобрений, где создано столь высокое плодородие почв, что позволяет в течение нескольких лет получать достаточно высокие и устойчивые урожаи без дополнительного внесения минеральных удобрений.
Мобильное органическое вещество почвы и навоза влияет на эффективность минеральных удобрений, особенно когда их вносят высокими дозами. Рациональное, а значит, эффективное использование минеральных удобрений зависит от того, насколько в хозяйстве налажено накопление, хранение и применение органических удобрений, в первую очередь навоза. Ещё Д.Н. Прянишников писал, что «дело в том, что без правильной организации использования навоза не может быть налажено действительно рациональное применение и минеральных удобрений».
Наиболее эффективная и экологически обоснованная – органо-минеральная система удобрений. Это объясняется взаимным дополнением преимуществ составных элементов системы. Ведь в первый период вегетации растения больше используют элементы минеральных удобрений (как более доступные), а во второй период, после разложения, элементы органических удобрений.
Как было установлено исследованиями разных авторов, органо-минеральная система удобрений на 15-20 % эффективнее минеральной. Внесение органических удобрений, особенно повышенным дозами (50 – 60 т/га) повышает влагоёмкость и водоудерживающую способность, улучшает другие водно-физические свойства почвы, заметно снижает коэффициент транспирации с поверхности почвы.
В 80-х годах прошлого века площадь пашни, удобряемая органическими удобрениями составляла 7-8 %. Органические удобрения вносились преимущественно под кукурузу на зерно – до 20-25 % от площади посева, под сахарную свёклу – 10-15 %, под картофель – 50-60 %, под овощные культуры – 25-35 %, под кукурузу на силос -15-20 %. Даже с учётом последействия навоза удобренные площади были недостаточны и не могли быть основой получения высоких урожаев на всей площади посевов. Сейчас внесение органических удобрений сократилось до 47 млн. тонн, то есть в 9,5 раза. На 1 га посева приходится только 0,6 тонны навоза, а общая удобряемая органикой площадь составляет чуть более 4 %. При этом, если раньше дозы органических удобрений на 1 га составляли более 40 тонн под зерновые, 51 тонну под сахарную свёклу, 65-70 тонн под картофель, до 80 тонн под овощные культуры, то сейчас на 1 га приходится лишь около 10 тонн. А ведь именно на таких полях, при одновременном внесении и минеральных удобрений хозяйства получают высокие и устойчивые урожаи культур.
Опыт передовых хозяйств страны подтверждает, что наибольшая эффективность минеральных удобрении достигается при внесении их в сочетании с органическими. Например, колхоз имени Владимира Ильича Ленинского района Московской области на протяжении 30 лет получал стабильные и высокие урожаи всех культур. Внесение органических удобрений под зерновые культуры составило 24 т/га, под картофель 73,0 т/га, кормовые корнеплоды 300 т/га, кукурузу на силос 60 т/га. Внесение минеральных удобрений в 1986-1990 годы достигло 470 кг/га д.в., под картофель 350 кг/га д.в., кукурузу на силос 390 кг/га д.в., под многолетние и однолетние травы – 360 кг/га д.в. (таблица 21).
Аналогичные результаты были достигнуты в колхозе «Борец» Раменского района Московской области. В 1981-1990 гг. в хозяйстве внесли под зерновые по 19 тонн органически удобрений и 370 кг минеральных в д.в. Средняя урожайность за десять лет составила 40,1 ц/га. Под картофель было внесено по 39 тонн органически удобрений и 520 кг минеральных в д.в. Урожайность за десять лет составила 260,1 ц/га. Таких примеров в стране было много в каждом из регионов.
Таблица 21.
Среднегодовая урожайность основных сельскохозяйственных
культур в колхозе имени Владимира Ильича (ц/га)
| Культуры | Годы и пятилетки | |||||
| 1961-1965 | 1966-1970 | 1971-1975 | 1976-1980 | 1981-1985 | 1986-1990 | |
| Зерновые (в целом) | 25,3 | 41,9 | 46,0 | 42,1 | 43,0 | 51,1 |
| Картофель | 133,0 | 173,0 | 163,0 | 165,0 | 204,0 | 256,0 |
| Кормовые корнеплоды | 400 | 607 | 625 | 717 | 1025 | 1050 |
| Силосные культуры, в том числе кукуруза | 178 162 | 288 450 | 422 672 | 289 610 | 298 560 | 350 600 |
| Многолетние травы на сено | 37,1 | 47,4 | 58,8 | 74,8 | 88,8 | 91,3 |
^ Комплексное агрохимическое окультуривание полей.
Результаты многолетних исследований проведённых учёными в различных регионах страны (Чумаченко И.Н., 1969; Войтович Н.В., 1982, 1997; Постников А.В., Шафран С.А. 1987; и др.) показали, что наибольшая эффективность органических и минеральных удобрений, химических мелиорантов и средств защиты растений достигается при их интегральном применении. Такой подход не противоречит и практическим задачам, так как обусловлен объективными требованиям. Во-первых, на больших площадях во всех регионах для улучшения свойств почвы необходимо воздействовать одновременно на несколько факторов: изменить реакцию почвенной среды, улучшить физические, химические и биологические свойства почвы; регулировать содержание питательных веществ путём внесения удобрений; проведения культуртехнических, мелиоративных и других мероприятий, направленных на повышение плодородия почв. Во-вторых, преимущества интегрального применения средств химизации проявляются в более сбалансированном, рациональном и экологически обоснованном их использовании, что способствует повышению производительности труда и снижению материальных, трудовых и энергетических затрат при выполнении всех операций.
На значительных площадях сельскохозяйственных угодий России для повышения плодородия существенного улучшения свойств почвы необходимо одновременное воздействие на несколько факторов, определяющих уровень урожайности возделываемых культур: изменить реакцию среды, улучшить физические, химические и биологические свойства почвы, регулировать соотношение доступных растениям питательных веществ, включая микроэлементы; проводить культуртехнические, мелиоративные и противоэрозионные мероприятия.
В этих условиях в 80-х годах прошлого века в Российской Федерации широкое распространение получило осуществление комплексного агрохимического окультуривания полей (КАХОП). Основные особенности применения КАХОП: комплексность в соответствии с агрохимическим состоянием почвы и потребностями культур в последующие годы ротации севооборота или его звена; внесение удобрений в лучшие агротехнические сроки и в объёмах, необходимых для существенного повышения плодородия почвы и обеспечения более высокого урожая сельскохозяйственных культур. В системе КАХОП могут использоваться органические и минеральные (твёрдые и жидкие) удобрения, проводятся химическая мелиорация, фосфоритование, вносят микроэлементы, ретарданты и другие средства химизации.
Преимущества КАХОП по сравнению с обычным способом применения средств химизации проявляются в рациональном использовании техники, повышении её производительности за счёт концентрации машин и сельскохозяйственных орудий на одном объекте, выравнивании уровня плодородия полей севооборота, исключении резких колебаний урожайности культур в полях севооборота. Выполняемые работы финансировались частично за счёт государства (известкование, фосфоритование, гипсование и др.), а частично оплачивались колхозами и совхозами. Смешанное финансирование работ влияло на себестоимость получаемой продукции, поскольку на неё относились лишь затраты сельскохозяйственных предприятий.
Технологические схемы КАХОП отличаются тем, что могут проводиться:
– на парах чёрных, чистых, занятых, сидеральных, с использованием в качестве органических удобрений соломы;
– в условиях беспарового возделывания зерновых, технических, кормовых и овощных культур по интенсивным технологиям;
– при наличии водной, ветровой эрозии и необходимости углубления пахотного слоя;
– на осушенных (или осушаемых) и орошаемых землях;
– при коренном улучшении естественных кормовых угодий и создании культурных пастбищ.
КАХОП стал выполняться в стране с 1981 года, и за первые 5 лет было сделано 9,415 млн. га, а к 1990 году выполнено работ на площади около 18 млн. га.
Таблица 22
Влияние комплексного окультуривания почв на урожайность сельскохозяйственных культур в целом по Российской Федерации
за 1982-1990 годы
| Культура | Урожайность до КАХОП, ц/га | Прибавка, ц/га | В % к урожайности до КАХОП |
| Озимая пшеница | 18,1 | 8,5 | 47 |
| Озимая рожь | 16,1 | 4,7 | 29 |
| Яровая пшеница | 14,6 | 5,4 | 37 |
| Ячмень | 16,8 | 5,2 | 31 |
| Кукуруза на силос | 190,4 | 87,6 | 46 |
| Картофель | 113,8 | 28,5 | 25 |
| Однолетние травы на зелёную массу | 136,4 | 60,0 | 44 |
Для определения экономической эффективности затрат на КАХОП нами была предложена методика расчёта, которая позволяет установить за какой период окупаются произведённые затраты.
Затраты на КАХОП включают стоимость химических мелиорантов, органических, минеральных и микроудобрений, средств защиты растений, регуляторов роста, затраты на их транспортировку, хранение и внесение, на выполнение культуртехнических и противоэрозионных мероприятий. В соответствии с действовавшим порядком расходы на известкование и фосфоритование кислых почв , приготовление торфонавозных компостов, мелиоративные мероприятия, расходы на составление проектно-сметной документации (ПСД) и авторский надзор в хозяйствах Нечернозёмной зоны и Дальнего Востока учитывались в полном объёме и списывались за счёт госбюджета. Производственные затраты текущего года определялись на основе технологических карт, составляемых на каждую культуру отдельно.
Для обоснования мероприятий, предусмотренных ПСД, следует рассчитывать затраты текущих лет за весь период действия КАХОП. Было установлено на основе научных данных и нормативных показателей, что минимальным периодом действия КАХОП период ротации звена севооборота равный 4 годам.
Таким образом, для определения экономической эффективности мероприятий по КАХОП за 4 года необходимо рассчитать общие затраты, производимые до посева первой культуры и ежегодные производственные затраты, связанные с возделыванием сельскохозяйственных культур после проведения КАХОП.
Определение прибавки урожая может производиться двумя способами:
а). сравнением урожайности на контрольных полосах, шириной 12 метров, и на поле, где выполнены все мероприятия по повышению плодородия почвы;
б). сравнением урожайности полученной на поле, где выполнены все мероприятия по повышению плодородия почвы, со средней урожайностью культур, что возделывались на этом поле за 3-5 лет до комплексного окультуривания.
На стадии разработки ПСД, для определения истинной эффективности КАХОП и обоснования целесообразности его осуществления, рекомендуется соотносить общие затраты на КАХОП со среднегодовой суммой дополнительного чистого дохода, установленной за период воздействия окультуривания на урожай (4-5 лет), то есть рассчитывать срок окупаемости мероприятий.
При выполнении экономических расчётов следует учитывать несколько особенностей. Стоимость валовой продукции с земель после КАХОП должна определяться с учётом качества продукции. Более качественное зерно, корнеплоды сахарной свёклы и другая продукция более высокого качества, чем ранее получаемая, должна быть оценена по более высоким ценам. Продукция кормовых культур, предназначенная для внутреннего потребления в хозяйстве, пересчитывается в кормовые единицы и оценивается по закупочной цене овса.
Экономическая эффективность производства сельскохозяйственных культур оценивается по нескольким показателям, главными из которых являются величина получаемого дополнительного чистого дохода и уровень рентабельности.
Определение дополнительного чистого дохода производится по формуле:
ДЧД = (А х Ц – З) – (Ас х Цс - Зс), где,
ДЧД – сумма дополнительного чистого дохода со всей площади поля, руб.;
А – валовой сбор сельскохозяйственной продукции с окультуренного поля, ц;
Ц – цена реализации 1 ц продукции с учётом её качества, руб.;
З – затраты на производство продукции, руб.;
Ас – среднегодовой валовой сбор культуры на поле до проведения КАХОП, ц;
Цс – фактическая цена реализации 1 ц продукции, полученной до проведения КАХОП, руб.;
Зс – среднегодовые текущие затраты на производство продукции до проведения КАХОП, руб.
При определении ДЧД в первый год использования земли затраты на производство продукции будут складываться из общих затрат на КАХОП и текущих затрат данного года, а при расчёте ДЧД во второй, третий и последующие годы учитываются только текущие затраты на производство продукции на участке КАХОП.
Уровень экономической эффективности мероприятий по КАХОП характеризуется величиной рентабельности производства продукции. Она определяется по формуле:
Р = ------------------------где,
Р – рентабельность производства продукции, %;
ВП – стоимость валовой продукции, полученной со всей площади окультуренного поля, руб.;
З – затраты на производство продукции, руб.
Показатель рентабельности производства продукции после проведения КАХОП должен быть выше, чем он был до проведения мероприятий по улучшению земель. Его величина должна обеспечивать расширенное производство в сельском хозяйстве, и в настоящее время не может быть ниже 40 %. С учётом ежегодной инфляции в стране в пределах 15 % и удорожания промышленной продукции, закупаемой сельским хозяйством, на 15-20 % , такой уровень рентабельности обеспечивает минимальные темпы развития отрасли.
^ Селекция новых сортов и
интенсификация растениеводства
Задачей селекции является не только создание высокопродуктивных сортов, но и обеспечение средоулучшающих (почвозащитных, фитосанитарных и др.) а также ресурсовосстанавливающих свойств фитоценозов и агроландшафтов, чему отвечает по формулировке А.А. Жученко, так называемая, адаптивная селекция.
При адаптивной селекции, наряду с выведением высокоурожайных сортов, должна обеспечиваться экономия ресурсов, в то числе энергетических, в условиях минимальной обработки почвы, дефиците легкодоступных элементов минерального питания, с локализацией вредного действия химических средств и тяжелых металлов. Способность сортов с наибольшей эффективностью использовать внешние условия, и одновременно противостоять действию экологических стрессов, приводит к снижению затрат невосполнимой энергии на каждую единицу продукции и является важнейшей основой интенсификации растениеводства. «Урожай, – по формулировке Н.И. Вавилова, – есть производное среды и генотипа…», формируемого селекцией». Ещё в 20-е годы прошлого века Н.И. Вавилов писал, что химизация земледелия ставит на очередь вопрос о селекции на отзывчивость к удобрениям. В ряде своих работ (1932, 1934, 1935 гг.) Н.И. Вавилов утверждал о необходимости селекции хлебных злаков на отзывчивость к химическим удобрениям и «…дифференциальному изучению отдельных выдающихся сортов на условия среды, на урожай и его качество», что должно привести «…к специфической сортовой агротехнике и удобрению применительно к определённому сорту».
Рост урожайности зерновых культур в странах Западной Европы и в США в последние десятилетия с 20 до 60-80 ц/га по мнению учёных и экспертов этих стран был достигнут на 33 % за счёт применения минеральных удобрений, а на 67 % за счёт других факторов, главным из которых явились новые сорта с высокой «оплатой» урожаем низких и средних доз минеральных удобрений. (Драгавцев В.А.).
На примере селекционных достижений в области зернового производства в Центральном районе Нечернозёмной зоны России, рассмотрим, как изменилась сама подотрасль и как селекционные успехи позволяют рационально использовать ресурсы хозяйств и, в том числе, и средства химизации.
Во второй половине ХХ века возникла проблема получения высоких урожаев основной продовольственной культуры, пшеницы, в почвенно-климатических условиях ЦЭР. В начале прошлого века пшеница вообще не культивировалась даже в южных губерниях центра Нечерноземья. В посевных площадях здесь доминировали рожь и овёс, а также ячмень. Вследствие инерционности мышления, считалось, что эта территория сугубо ржано-овсяного производства. Даже переход от трехполки к плодосмену, удваивавший урожайность до 14-16 ц/га, «…в Северных территориях проходил крайне медленно» (95, с. 409).
Однако, с развитием селекционных и технологических достижений, – посевные площади основной продовольственной культуры практически для всех регионов страны, пшеницы, стали расти и продвигаться в Нечерноземную зону. Сначала они распространились в южной зоне, затем - в центральной и, далее, в северной части Нечернозёмной зоны. Из-за более высокой урожайности среди других зерновых (в 2001-2005 гг. превышение в ЦЭР составило 0,5 т/га), стала преобладать пшеница. На неё приходится более половины посевов и валового сбора в РФ, соответственно треть и 40 процентов в регионе.
Селекция зерновых культур в России признаётся наиболее эффективной в мире, особенно в плане устойчивости к экстремальным факторам, противодействию засухе, низким отрицательным и высоким положительным температурам, опасным болезням и вредителям (виды ржавчины, головни, снежная плесень, септориоз, вредный клоп-черепашка). Учёные селекционных центров в Краснодарском и Ставропольском краях, Ростовской, Московской и других областях создали сорта озимой пшеницы и тритикале с реализованной урожайностью свыше 10 тонн с 1 га. Разработаны оригинальные, ускоренные методы селекции растений. Например, разработана концепция сортосмены озимой пшеницы в адаптивном сельскохозяйственном производстве зерновых культур. Она включает агроэкологический и технологический набор генетически разнородных сортов озимой пшеницы, созданной в последние годы, в максимальной степени использующих положительный эффект генотип – среда.
Как уже указывалось, рациональное использование удобрений во многом будет зависеть от правильного подбора сортов, с учётом их отзывчивости на удобрения. Известно, что сорта растений различаются не только неодинаковой чувствительностью к высоким и низким температурам, к болезням и вредителям, но и к разному содержанию питательных веществ в почве. Последнее свойство называют сортовой или генетической спецификой минерального питания растений. Исследования, характеризующие вопросы генотипической специфики минерального питания растений освещены в трудах Климашевского Э.Л., Удольской Н.Л., ак. Лукьяненко П.П., Шулындина А.Ф., Гамзикова Г.П., и др. Ещё в 30-х годах ХХ века было установлено, что различия между сортами хлебных злаков в отзывчивости на удобрения могут достигать 30 и более процентов. Например, по данным Кубанского НИИСХ пшеница сорта Безостая 1, при внесении полного минерального питания N60P60K60 , повышала урожайность на 68 % (22,4 ц/га), а сорт Новоукраинка – лишь на 32 % (9,3 ц/га) и т.д.
По данным Климашевского Э.Л. при внесении большой дозы азота яровая пшеница сорта Отечественная повышала урожайность на 192 %, Шортандинка – на 90 %, Акмолинка – на 67 %, а Бирюсинка – лишь на 20 %.
Различия между сортами по отзывчивости сохраняются в широком диапазоне количества растений на единице площади. У более отзывчивых сортов от применения увеличенных доз азота в значительной мере улучшалось и качество зерна. Эта особенность новых сортов обеспечивается более активной деятельностью корней и фотосинтетического аппарата.
Опыты с кукурузой и яровой пшеницей показали, что в сортовой специфике корневого питания растений гораздо большее значение для повышения продуктивности часто имеет не абсолютное количество внесённых NPK, а правильное соотношение между этими элементами.
Степень реакции генотипа кукурузы на соответствующий уровень питания зависит и от возраста форм – созданные недавно сорта лучше реагируют на удобрения, чем старые сорта.
Подчёркивая ярко выраженную специфику в реакции разных сортов одной культуры на удобрения, надо сказать, что основная роль в генотипических различиях растений и их реакции на уровень минерального питания принадлежит корневым системам.
По данным Шулындина А.Ф. рожь расходует на каждый центнер зерна азота, фосфора и калия значительно больше, чем пшеница. Из тритикале сорт Амфидиплоид-206 по расходу минеральных веществ практически равен пшенице. А растения сорта Амфидиплоид-234 превышают по потреблению азота пшеницу почти в 2 раза, рожь в 1,5 раза, по потреблению фосфора он превышает пшеницу в 2 раза, рожь - на 78 %; по потреблению калия превышает пшеницу в 2,4 раза, а рожь – в 1,9 раза. Этот сорт крайне не рационально расходует минеральные удобрения, поэтому никогда не даст высокого экономического эффекта.
Более рациональному использованию минеральных удобрений отвечают сорта с пониженным отношением соломы к зерну, низким стеблем и крупным озернённым колосом, скороспелые, засухоустойчивые, устойчивые к полеганию, с мощной корневой системой и иммунные к болезням и вредителям.
Для реализации этих возможностей нужно повсеместно применять сортовую агротехнику, как элемент высокой культуры земледелия.
Подбор сортов имеет исключительное значение для эффективного использования удобрений и других ресурсов, По данным Климашевского Э.Л. из 200 генотипов зерновых и зернобобовых культур 82 % или 164 сорта имеют коэффициент использования элементов питания на уровне 19-20 % и только 18 % сортов имеют значительно более высокий коэффициент (от 36 до 51 %). Таким образом, применение в селекции и в производстве сортов из группы с более высоким коэффициентом использования элементов питания из почвы и удобрений может обеспечить эффективное и рациональное потребление ресурсов, их высокую рентабельность.
Создание устойчивых к болезням сортов – комплексный труд, включающий, помимо селекционных работ, иммунологические, генетические, физиолого-биохимические и другие исследования. В Научно-исследовательском институте сельского хозяйства Центральных районов Нечерноземной зоны, Калужском и ряде других НИИСХ получена урожайность сортов озимой пшеницы, созданных Б.И. Сандухадзе, превышающая 10 т/га. В учебном хозяйстве «Лавровский» Орловского государственного аграрного университета в течение ряда лет ежегодные урожаи озимой пшеницы сортов Московская 39 и Память Федина (оригинатор НИИСХ ЦРНЗ) составляли в среднем 5 т/га, при содержании клейковины 29-31 %.
Селекционерами установлено, что содержание белка в зерне – сортовой признак, однако реализация этого генетически заложенного признака зависит, прежде всего, от содержания в почве основного строительного элемента белка – азота. Характерно высказывание на эту тему Д.Н. Прянишникова (1953) – «…на вопрос, зачем нужен растениям азот, имеется вполне определённый ответ: без азота нет белков, без белков нет протоплазмы, без протоплазмы нет жизни».
Новые сорта озимой пшеницы, наряду с высокой урожайностью, характеризуются также требуемыми хлебопекарными качествами. Так, сорт Московская 39 отличается высокой урожайностью и содержанием не только клейковины, но и белка (до 18,3 %), несмотря на то, что по годам имеются существенные различия. Тем не менее, во все годы сорт характеризуется высоким качеством зерна, содержанием не только сырой клейковины до 46 %, что позволяет отнести этот и ряд других сортов к категории сильной пшеницы. Причём пшеница имеет высокое содержание белка, который за рубежом признаётся основным критерием оценки качества зерна, да и у нас по этому показателю наибольший потребительский спрос.
Из-за частых неблагоприятных температурно-влажностных режимов в Центральном Нечерноземье (в период налива зерна и его созревания) считалось, что в этом регионе не может формироваться зерно, соответствующее качественным показателям продовольственного зерна. Однако, впервые, под руководством академика РАСХН Сандухадзе Б. И. создан уникальный для Центральных областей России сорт озимой пшеницы Московская 39, отличающийся сочетанием урожайности со стабильно высоким качеством зерна. Среднемноголетние параметры урожайности озимой пшеницы сортов селекции НИИСХ ЦРНЗ за 1994-2004 гг. на опытах составили свыше 6 т/га, что на пятую часть больше стандарта, сорт Заря. Б.И. Сандухадзе удалось преодолеть психологический барьер, якобы фатальной дегенерации получения сильной пшеницы в почвенно-климатических условиях Нечерноземной зоны.
Вместе с тем, если раньше считалось, что для зерна, произведенного в условиях Нечерноземья, при хлебопечении требуются «улучшатели», то есть добавление части муки твердой или сильной пшениц, завозимых из Поволжья, южных регионов, или Сибири. Сорта, выведенные в последние годы в НИИСХ ЦРНЗ, в этом не нуждаются. Это подтверждается материалами лаборатории технологии зерна института, которая проводит анализ сортов на хлебопекарные качества.
Успешно проходят государственное испытание новые сорта озимой пшеницы Московская 56 и Немчиновская 57, с потенциалом урожайности 85-90 ц/га, характеризующиеся повышенным содержанием белка и сырой клейковины в зерне. Поэтому сорта озимой пшеницы селекции НИИСХ ЦРНЗ распространились не только в северные, но и в исконно пшеничные районы страны, где занимают площадь 2,0 млн. га (6 сортов из 10 - защищены патентами).
Таблица 23
Характеристика некоторых сортов озимой пшеницы НИИСХ ЦРНЗ
| Годы | Сорт | Урожайность, т/га | Натура зерна, г/л | Содержание, % | Сила муки, е.а. | |
| белка в зерне | сырой клейко-ковины в муке | |||||
| 1996 | Инна | 5,13 | 770 | 14,7 | 33,4 | 317 |
| Московская 39 | 3,53 | 787 | 18,3 | 46,0 | 514 | |
| 1998 | Инна | 5,11 | 759 | 13,7 | 30,8 | 255 |
| Московская 39 | 4,88 | 805 | 15,2 | 37,4 | 361 | |
| 2000 | Инна | 6,88 | - | - | - | - |
| Московская 39 | 6,12 | - | - | - | - | |
| 2002 | Инна | 8,51 | - | 11,3 | 22,4 | - |
| Московская 39 | 8,03 | - | 13,3 | 32,0 | - | |
| 2004 | Инна | 5,74 | - | 12,5 | 22,4 | - |
| Московская 39 | 5,05 | - | 13,9 | 28,8 | - | |
Многолетние экспериментальные данные показывают, что в условиях Центральной России можно получать также зерно яровой мягкой пшеницы, пригодное для выпечки хорошего хлеба. В Государственный реестр селекционных достижений, допущенных к производству в Центральном, Центрально-Черноземном, Волго-Вятском и Северо-Западном экономических районах, включен ряд сортов яровой мягкой пшеницы с высоким качеством зерна, выведенных в НИИСХ ЦРНЗ: Московская 35, Люба, Приокская, Лада, Амир, МИС. При соответствующей технологии возделывания, указанные сорта дают зерно, которое может существенно пополнить местные продовольственные ресурсы в центральной России, с потенциалом урожайности до 6 т/га и хорошими хлебопекарными качествами. На государственное испытание переданы четыре новых сорта: Мильтурум 63, Энгелина, Подмосковная 10 и Злата, отличающиеся высокой урожайностью и хорошими хлебопекарными качествами зерна.
Продвижение пшеницы в географические широты Центрального экономического района и Нечерноземной зоны в целом, обусловлено не только антропогенным фактором, научно-техническим прогрессом, но и потеплением и повышением влажности климата здесь. За последние сто лет температура воздуха в ЦЭР в среднем повысилась на 30С, и возросла также сумма осадков (Полев Н.А.).
Селекционная революция ученых-зерновиков НИИСХ ЦРНЗ заключается не только в создании новых высокопродуктивных и высокоценных сортов пшеницы, но и других зерновых, некоторые из которых по урожайности не уступают или мало уступают указанной культуре. Гончаренко А.А. выведены высокопродуктивные сорта исконной зерновой культуры Нечерноземья – озимой ржи. Наибольшее распространение в настоящее время имеют: Крона, Пурга, Валдай, Татьяна, а также сорт Альфа, являющийся лучшим достижением отечественной селекции, который по своим хлебопекарным качествам не имеет прототипов в мире (42, с. 5; 52, с. 73…80). По аналогии с пшеницей он заслуживает определения «сильного» сорта ржи. Создан первый в России гетерозисный гибрид озимой ржи НВП-3, с потенциалом урожайности 8 т/га. Сорт характеризуется высокими хлебопекарными качествами зерна, со средней прибавкой урожая при государственном сортоиспытании в областях центральной России – 12,1 ц/га.
Более чем за сто лет до нашего времени Д.И. Менделеев в средней полосе России, в своем небольшом имении Баблово, добивался урожая ржи до 6 т/га (112, с. 193).
В последние годы развернуты работы по селекции сортов и гибридов озимой ржи, пригодных не только для выработки хлеба, но и для использования на корм животным и широкой промышленной переработки. Решение проблемы селекционной диверсификации в создании сортов этой культуры является актуальной задачей. Отсутствие устойчивого спроса на зерно ржи обусловлено слишком узким ассортиментом рыночного предложения продукции, который, в основном, сводится к её переработки на хлеб и спирт, тогда как самым ёмким потребителем продукции зерновых злаков является животноводство.
В определенной степени эту задачу решает ведущаяся в институте селекция озимой тритикале, спрос на зерно которой растет с каждым годом, как у нас, так и за рубежом, за возможность двойного (то есть в качестве кормового и пищевого) использования в кондитерской и спиртовой промышленности. Особый интерес привлекают сорта озимой тритикале Гермес и Антей, а государственное испытание проходят - Немчиновская 56 и Варвара.
Основное направление селекции ярового ячменя: зернофуражное и пивоваренное. В настоящее время в производстве возделывается 12 сортов ячменя селекции НИИСХ ЦРНЗ, из которых 9 отнесены к ценным по качеству, а 8 включены в список пивоваренных. Суммарная площадь посева под ними составляет около 1,2 млн.га. Наиболее широкое распространение получили сорта Биос-1, Эльф, Рахат, Рамос, Суздалец, Нур, которые отличаются высоким потенциалом урожайности (до 8 т/га). Государственное испытание проходят три новых сорта: Владимир, Прометей и Пересвет (42).
Под руководством Е.В. Лызлова в НИИСХ ЦРНЗ, в содружестве с рядом научных учреждений, была создана серия уникальных сортов овса: Друг, Скакун, Улов, Привет, Борец, за которые авторам присуждена Государственная премия России в области науки и техники. Практически во всех регионах России возделываются сорта овса, выведенные в НИИСХ ЦРНЗ, под которыми занято более 3 млн.га. На сортоучастках максимальная урожайность сорта Скакун составляла около 8 т/га, а в производственных условиях свыше 6 т с гектара (42, с. 5; 164). В настоящее время в Госреестр РФ включено 17 сортов овса, созданных институтом самостоятельно или в кооперации с другими научными учреждениями. Госиспытание проходит новый сорт овса Лев, превышающий стандарт по урожайности на 6,8 ц/га, а также Рысак и Конкур, созданные в сотрудничестве с Ульяновским НИИСХ.
Значительный вклад вносят ученые института и в решение острейшей проблемы растительного белка для животноводства Нечерноземья, селекцией зернобобовых культур. Селекционером Г.А. Дебелым создано более 15 сортов гороха, яровой и озимой вики, люпина. В их числе высокотехнологичный зерноукосный сорт гороха полевого Немчиновский 817, с неосыпающимися семенами, что позволяет проводить уборку посевов прямым комбайнированием. В 2005 году на государственные испытания переданы два новых сорта гороха – Флора 2 и Немчиновский 100, отличающиеся более высокой технологичностью и адаптивностью (63).
Большим успехом является создание совместно с Московской сельскохозяйственной академией им. К.А. Тимирязева первых в России детерминантных сортов люпина узколистного Ладный и Дикаф-14, которые характеризуются скороспелостью (созревают на 20-25 дней раньше ветвистых сортов), высоким потенциалом семенной продуктивности (до 4 т/га) и нерастрескивающимися бобами. На государственное испытание передано два более урожайных сорта – Ладный 7 и Денлад (62).
Из яровой вики, наибольшим спросом пользуются выведенные в НИИСХ ЦРНЗ сорта: Немчиновская 72, Белорозовая 109, Вера, Елена, Людмила, пригодные для использования на зерно, зеленую массу и сенаж. Создан устойчивый к пероноспорозу и фузариозу сорт Немчиновская юбилейная, проходящий государственное испытание (42).
В селекционном процессе НИУ ЦЭР следует также направить усилия на выведение сортов зерновых культур, которые бы давали высокие урожаи на скудных по плодородию и климатических условиях производства. Вместе с тем, поскольку около двух третей потребляемого зерна используется на производство животноводческой продукции, в том числе из группы продовольственных зерновых культур (пшеницы, ржи), постольку следует направить их селекцию на выведение сортов с большей конверсией корма. Но даже при существующей конверсии корма производство животноводческой продукции в стране экономически более эффективно, чем её импорт.
Важность и значение учёта биологических особенностей, сорта и репродукции давно доказано. Например, академик Лукьяненко П.П. показал в опытах с 30 сортами озимой пшеницы, что отзывчивость растений на одну и туже дозу удобрений изменялась по уровню прибавки урожая с 6,3 до 23,6 ц/га, то есть почти в 4 раза.
Современные сорта селекции НИИСХ ЦРНЗ являются не только высокоурожайными, но имеют также прекрасные качественные характеристики. Реализация их потенциала возможна при условии обеспечения растений полным минеральным питанием, интегрированной защитой от болезней и вредителей, своевременной уборкой урожая без потерь. Именно при этих условиях обеспечивается эффективное использование всех факторов производства, и в первую очередь удобрений и средств защиты растений.
Внесённые в Госреестр или переданные на Госиспытаания, относятся к интенсивным типам, а значит, призваны давать высокие урожаи с хорошим качеством продукции. Эти сорта отзывчивы на высокое плодородие почв и повышенные дозы удобрений. Отдавая предпочтения новым высокоэффективным сортам, нужно учитывать, что они дадут высокий урожай только при хорошей агрортехнике и достаточном минеральном питании. Потенциальная урожайность интенсивных сортов может быть достигнута только на высокоплодородных почвах при определённой, с учётом генетических особенностей сорта, системе удобрений, высокой культуре земледелия, интенсивных технологиях выращивания культур. Несоблюдение даже отдельных элементов сортовой технологии приводит к существенному недобору урожая и снижению качественных показателей продукции. Например, озимая пшеница сорта Московская 39 относится к сортам интенсивного типа, отзывчива на высокое плодородие почв и повышенные дозы азотных удобрений. Без азотной подкормки содержание белка в зерне составляет 13,9 %, а при подкормке в дозе 120 кг/га 15,5 %. Содержание клейковины повышается с 28 % до 33 %. У растений этого сорта отмечается два периода усиленного
Таблица 24
Окупаемость удобрений при возделывании новых сортов
зерновых культур селекции НИИСХ ЦРНЗ в 2008 году
| Культуры и сорта | Урожай-ность, ц/га | Внесено удобрений, кг д.в. | Прибавка, кг/га | Окупа-емость, кг/кг |
| Озимая пшеница | 60,0 | 258 | 1980 | 7,7 |
| Озимая рожь: Валдай Крона Пурга Татьяна | | | | |
| 68,6 | 290 | 2339 | 8,1 | |
| 69,5 | 290 | 2370 | 8,2 | |
| 73,6 | 290 | 2509 | 8,6 | |
| 74,0 | 290 | 2523 | 8,7 | |
| Озимая тритикале: Антей Немчиновский 56 Виктор Гермес | | | | |
| 61,3 | 220 | 1968 | 8,95 | |
| 62,4 | 220 | 2003 | 9,1 | |
| 66,1 | 220 | 2122 | 9,6 | |
| 70,1 | 220 | 2250 | 10,2 | |
| Яровая пшеница: Эстер Амир | | | | |
| 32,0 | 130 | 800 | 6,2 | |
| 47,0 | 137 | 1194 | 8,7 | |
| Яровой ячмень: Раушан Владимир Нур | | | | |
| 65,0 | 180 | 1570 | 8,7 | |
| 67,0 | 180 | 1620 | 9,0 | |
| 74,0 | 180 | 1790 | 9,9 | |
| Овёс: Скакун Привет Лев | | | | |
| 17,2 | 144 | 456 | 3,2 | |
| 31,5 | 144 | 835 | 5,8 | |
| 32,5 | 144 | 861 | 6,0 |
потребления азота: в начале роста и во время налива зерна. Недостаток азота в первый период приводит к снижению урожая, а при наливе зерна – к заметному ухудшению его качества и, особенно, к уменьшению накопления в зерне белка.
Яровые зерновые культуры более отзывчивы на удобрения, чем озимые. Это объясняется тем, что озимые культуры более длительный период (на 50-70 суток) потребляют питательные вещества из почвы, а значит, больше и лучше могут использовать питательные вещества почвы. Озимые имеют лучше развитую корневую систему, а, значит, из большего объёма почвы берут питательные вещества и воду.
Изучение влияния плодородия почв и удобрений на урожайность и качество зерна яровой пшеницы сортов Лада, Приокская, Люба и других позволило установить, что даже на относительно плодородных почвах, но без внесения азотных удобрений, сорта характеризовались невысоким содержанием клейковины в зерне, не превышающем 21 %.
Таким образом, генетический потенциал высокоурожайных сортов зерновых зернобобовых культур селекции НИИСХ ЦРНЗ может полностью реализоваться в условиях Нечерноземья, когда обеспечивается высокий уровень минерального питания растений, защита их от вредителей и болезней, применяются прогрессивные технологии их возделывания. В этом случае будет обеспечена наивысшая урожайность, высокое качество продукции и эффективность удобрений и средств защиты растений.