Продуктивность кукурузы Росс 140 в зависимости от уровня химизации зональных почв Республики Татарстан

Кукуруза является самой универсальной культурой в мире. Кукурузное зерно широко используется в питании человека в виде муки, крупы, крахмала, растительного масла и алкогольных напитков (Шакиров и др., 2017; Крупин и др., 2021) . В США и Бразилии из зерна кукурузы вырабатывают этиловый спирт в качестве альтернативного источника дизельному топливу (Иванов, Столбовой, 2022; Вафин и др., 2018) , в КНР кукуруза используется для производства грубой бумаги (Вафин и др., 2018; Иванов и др., 2021; Vafina, Safiollin, 2021) . Однако основным потребителем кукурузы исторически было и остается животноводство, поскольку урожайность и питательность зеленой массы и валовые сборы кормовых единиц в 2–3 раза выше, чем у других силосных культур (однолетние травы, кормосмеси, подсолнечник на силос и др.). Более того, в настоящее время существенно расширены способы использования кукурузы на кормовые цели. Так, разработаны технологии заготовки и хранения плющеного зерна, измельченного корнажа и качественного силоса с использованием современных биопрепаратов (Иванов, 2019; Сотченко и др., 2017) . Однако для получения таких высоких результатов необходимо разработать и внедрить приемы оптимизации химической мелиорации земель с учетом почвенно-климатических условий Республики Татарстан, провести сравнительную оценку качества различных видов кукурузных кормов и рассчитать их экономические показатели, что стало целью наших исследований.

ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ

Для решения поставленной цели двухфакторный полевой опыт проводился в 2018–2022 гг. на трех типах почв: выщелоченные черноземы в СХПК “Ембулатово” Буинского, темно-серые (АПК “Продпрогромма”) Мамадысшкого и серые лесные почвы (СХПК “Нур”) Тетюшского муниципальных районов Республики Татарстан, – в звене полевого севооборота: чистый пар с известкованием, фосфоритованием и внесением цеолита (2018 г.) – озимая рожь на зерно (2019 г.) – яровая пшеница (2020 г.) – ячмень на фураж (2021 г.) – кукуруза (2022 г.). В целях упрощения методики изложения результатов исследований в настоящей работе рассматривается только урожайность и качество различных видов кормов, заготовленных из кукурузы.

В качестве минеральных удобрений использовали аммиачную селитру с содержанием азота 34.5%, двойной суперфосфат (49% P 2 O 5 ) и калийную соль (40% K 2 O). Известкование проводили известью местных карьеров с содержанием влаги 9.4–10.6%, кальция и магния 89.8–93.5% среднего помола, которые соответствовали ТУ 2015.79-016-5934001-2017. Фосфоритная мука содержало 22% P₂O₅ и влаги 15 процентов.

Цеолит Татарско-Шатранского месторождения использовали в качестве пролонгатора фосфоритной муки, минеральных удобрений и извести. Кроме того, в составе цеолита содержатся калий, кальций, натрий и комплекс микроэлементов (Сотченко и др., 2017; Иванов, Столбовой, 2019) .

Методика проведения исследований была общепринятой для кормовых культур (Чекмарев и др., 2017) , повторность опыта – четырехкратная, размещение делянок – систематическое. Технология возделывания районированной гибридной кукурузы двойного назначения (силос и зерно) Росс 140 была общепринятой (дискование после уборки предшественника (ячмень) с последующей плоскорезной обработкой почвы на глубину 24 см, весной закрытие влаги в 2 следа, внесение расчетных норм минеральных удобрений, предпосевная культивация, посев с прикатыванием во второй декаде мая с нормой высева 71.5 тыс. шт./га всхожих семян с шириной междурядий 70 см и расстоянием в рядках 20 см. Экономическая эффективность рассчитана общепринятым методом – путем сопоставления общих затрат со стоимостью кормовых единиц в средних ценах за последние 4 года – 14 тыс. руб./т.

Агрометеорологические условия вегетационного периода 2022 г. существенно отличались от среднемноголетних показателей: в мае выпало 70.8–78.4 мм осадков, что в 2 раза больше нормы, июнь и август сопровождались высокими термическими ресурсами в сочетании с дефицитом влаги. В критический период потребления воды кукурузой (июль) выпало 62–65 мм осадков, что стало основой формирования высокопродуктивных агроценозов объекта исследований во всех зонах проведения исследований, хотя ГТК за май–сентябрь составил 0.85–0.96 против среднемноголетнего значения равного 1.0.

РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ

Сочетание двух благоприятных факторов внешней среды (высокая обеспеченность влагой в начале вегетации и в критический период водопотребления, термические ресурсы) с оптимизацией условий питания кукурузы обеспечили формирование биомассы выше планируемой величины (табл. 1).

В контрольном варианте опыта прибавка от почвенного покрова выщелоченного чернозема (без применения агромелиорантов и минеральных удобрений) превышает таковую серых лесных почв на 7.2 т/га зеленой массы кукурузы и имеет тенденцию к снижению до 5.2 т/га под действием комплексного применения агромелиорантов и минеральных удобрений (NPK + известкование + фосфоритование + цеолит 0.5 т/га).

В то же время прибавка урожая за счет известкования, фосфатирования, применения цеолита и внесения расчетных норм минеральных удобрений на серых лесных почвах достигает максимального значения 12.6 т/га биомассы, что на 53.8% выше, чем в контрольном варианте, по сравнению с 19.2% (табл. 1). Неслучайно ведущие агрохимики (Лукманов и др., 2021; Шайтанов и др., 2018; Таланов и др., 2015) утверждают, что среднегодовое поступление NPK в почву должно быть не менее среднегодового поступления извести.

Следует также особо подчеркнуть высокую эффективность комплексного применения агрохимикатов и на выщелоченных черноземах Республики Татарстан. Несмотря на 5-летнюю давность известкования, фосфоритования, применения цеолита, внесение NPK с расчетом получения 35 т/га зеленой массы было получено 10.6 т/га дополнительной продукции, что выше контроля на 34.6%. В этом варианте опыта агромелиоранты обеспечили получение 41.2 т/га зеленой массы против 33.8 т/га, полученных с внесением азотноых, фосфорных и калийных удобрений без предварительного известкования и фосфоритования в сочетании с применением пролонгатора (цеолита) из расчета 0.5 т/га.

Таблица 1. Влияние почвенного покрова и агрохимикатов на урожайность биомассы гибридной кукурузы Росс 140

Table 1. Effect of soil cover and agrochemicals on biomass yield of hybrid corn Ross 140

Фактор А (почвенный покров)	Фактор В (агромелиоранты и минеральные удобрения)	Урожай ность зеленой массы, т/га	Прибавка от агрохимикатов		Прибавка от почвенного покрова
			т/га	%	т/га	%
Выщелоче-ный чернозем	Контроль (без удобрений)	30.6	-	-	7.2	30.8
	NPK на 35 т/га зеленой массы	33.8	3.2	10.5	5.9	21.1
	NPK + известкование 5 т/га	35.7	5.1	16.7	5.6	18.6
	NPK + известкование + фосфорито-вание 1 т/га	38.9	8.3	27.1	5.3	15.8
	NPK + известкование + фосфорито-вание + цеолит 0.5 т/га	41.2	10.6	34.6	5.2	14.4
Темно-серые лесные почвы	Контроль (без удобрений)	26.4	-	-	3.0	12.8
	NPK на 35 т/га зеленой массы	30.7	4.3	16.3	2.8	10.4
	NPK + известкование 6 т/га	32.5	6.1	23.1	2.4	8.0
	NPK + известкование + фосфорито-вание 1 т/га	35.0	9.6	36.4	2.4	7.1
	NPK + известкование + фосфорито-вание + цеолит 0.5 т/га	38.3	11.9	45.1	2.3	6.4

Продолжение таблицы 1

Table 1 continued

Фактор А (почвенный покров)	Фактор В (агромелиоранты и минеральные удобрения)	Урожай ность зеленой массы, т/га	Прибавка от агрохимикатов		Прибавка от почвенного покрова
			т/га	%	т/га	%
Серые лесные почвы (контроль)	Контроль (без удобрений)	23.4	-	-	-	-
	NPK на 35 т/га зеленой массы	27.9	4.5	19.2	-	-
	NPK + известкование 7 т/га	30.1	6.7	28.6	-	-
	NPK + известкование + фосфоритование 1 т/га	33.6	10.2	43.6	-	-
	NPK + известкование + фосфоритование + цеолит 0.5 т/га	36.0	12.6	53.8	-	-
HCP 0.5	A	1.41
	B	1.82
	AB	2.14

Тем не менее, эффективность комплексного применения агрохимикатов на серых лесных почвах (прибавка урожайности зеленой массы кукурузы 58.8%) превышает таковую на выщелоченных черноземах (прибавка 34.6%), а темно-серые лесные почвы занимают промежуточное положение с прибавкой урожайности биомассы изучаемой культуры 45.1% по сравнению с контрольным вариантом опыта (без удобрений и агромелиорантов).

В отличие от 80-х годов прошлого столетия в настоящее время задача возделывания кукурузы коренным образом изменилась в сторону получения не рекордно высокой урожайности зеленой массы, а высокопитательного корма с початками в молочновосковой или восковой спелости зерна. В связи с этим республиканская программа “Три по сто” предусматривает ежегодное выращивание кукурузы на зерно на площади 100 тыс. га, включая по 100 тыс. га подсолнечника и ярового рапса для производства масличного сырья, в качестве высокомаржинальных сельскохозяйственных культур. Решение данной архиважной проблемы возможно на основе химической мелиорации земель в сочетании с внесением минеральных удобрений с учетом зональных особенностей почвенного покрова Республики Татарстан (табл. 2).

На черноземах формирование плотного агроценоза (от 52 до 61 тыс. шт./га продуктивных стеблей) с двумя крупными початками и содержанием от 280 до 368 шт. семян массой от 60 до 82 г обеспечило получение от 5.64 до 8.82 т/га зерна при 35%-ной влажности в зависимости от применения минеральных удобрений и агромелиорантов в технологии возделывания основной кормовой культуры Татарстана – кукурузы. При этом прибавка урожая от химизации возрастала от 1.16 т/га в варианте применения NPK без агромелиорантов до 3.18 т/га зерна в последнем варианте опыта (NPK + известкование + фосфоритование + внесение цеолита).

В тех же агрометеорологических условиях, при абсолютно одинаковой технологии возделывания изучаемой культуры на серых лесных почвах было получено 2.48–5.01 т/га зерна той же гибридной кукурузы Росс 140 соответственно по сравниваемым вариантам опыта.

Таблица 2. Урожайность зерна гибридной кукурузы Росс 140 в зависимости от уровня химизации зональных почв Республики Татарстан

Table 2. Grain yield of hybrid corn Ross 140 depending on the level of chemicalization of zonal soils in the Republic of Tatarstan

Фактора А (почвенный покров)	Фактора В (агромелиоранты и минеральные удобрения)	Урожайность зерна, т/га	Прибавка от агрохимикатов		Приба почве пок	вка от нного ова
			т/га	%	т/га	%
Выщелоченый чернозем	Контроль (без удобрений)	5.64	-	-	3.16	117.4
	NPK на 35 т/га зеленой массы	6.80	1.16	20.6	3.35	97.1
	NPK + известкование 5 т/га	7.65	2.01	35.6	3.49	83.9
	NPK + известкование + фосфорито-вание 1 т/га	8.34	2.70	47.9	3.67	78.6
	NPK + известкование + фосфорито-вание + цеолит 0.5 т/га	8.82	3.18	56.4	3.81	76.0
Темно-серые лесные почвы	Контроль (без удобрений)	3.12	-	-	0.64	25.8
	NPK на 35 т/га зеленой массы	4.21	1.09	34.9	0.76	22.0
	NPK + известкование 6 т/га	4.68	1.56	50.0	0.52	12.5
	NPK + известкование + фосфорито-вание 1 т/га	5.15	2.03	65.1	0.48	10.3
	NPK + известкование + фосфорито-вание + цеолит 0.5 т/га	5.45	2.33	74.7	0.44	8.9

Продолжение таблицы 2

Table 2 continued

Фактора А (почвенный покров)	Фактора В (агромелиоранты и минеральные удобрения)	Урожайность зерна, т/га	Прибавка от агрохимикатов		Прибавка от почвенного покрова
			т/га	%	т/га	%
	Контроль (без удобрений)	2.48	-	-	-
	NPK на 35 т/га зеленой массы	3.45	0.97	39.1	-
Серые лесные почвы (контроль)	NPK + известкование 7 т/га	4.16	1.68	67.7	-	-
	NPK + известкование + фосфорито-вание 1 т/га	4.67	2.19	88.3	-	-
	NPK + известкование + фосфорито-вание + цеолит 0.5 т/га	5.01	2.58	102.0	-	-
	A	0.63
HCP 0.5	B	0.85
	AB	1.08

На темно-серых лесных почвах комплексное применение агрохимикатов, так же, как и на серых лесных почвах, сглаживает разницу между ними и выщелоченными черноземами. Например, преимущество выщелоченного чернозема, по сравнению с серыми лесными почвами, снизилось от 127.4% в контроле (без удобрений) до 76.0% в последнем варианте опыта, что характерно и для темно-серых лесных почв – от 80.1 до 61.8%.

Несмотря на весьма высокие прибавки урожайности зерна кукурузы (39.1–102.0%) в вариантах с применением минеральных удобрений и агромелиорантов на серых лесных почвах, ее физическая величина составляет всего 3.45–5.01 т/га, по сравнению с 6.80–8.82 т/га на выщелоченных черноземах, что необходимо учитывать при выборе способа использования выращенной продукции (табл. 3; рис. 1, 2, 3).

Сравнительная оценка валового сбора кормовых единиц в зависимости от способов заготовки кукурузных кормов показывает весьма противоречивые закономерности. Во-первых, валовой сбор кормовых единиц кукурузы, убранной для заготовки фуражного зерна, во всех зональных почвах и во всех вариантах опыта был ниже, если сравнить с закладкой кукурузы на силос и с консервацией в виде плющеного зерна. На серых лесных почвах данная разница в пользу силоса составила 1.96 т/га (3.74 - 1.78 = 1.96 т/га), что также характерно для плющеного зерна и корнажа. Такое противоречие объясняется сроками уборки и влажностью зерна кукурузы. Максимальное содержание кормовых единиц в зерне кукурузы достигается при влажности 35% (восковая спелость), а для закладки на фуражное зерно требуется ее снижать до 15%. Другими словами, валовой сбор кормовых единиц в зерне автоматически уменьшается на 20%. Кроме того, при сушке снижается содержание белка, суммы сахаров, аминокислот и других питательных веществ (Хисматуллин, Сафиоллин, 2019; Хисматул- лин, 2010) . В то же время уборка кукурузы на зерно даже в самые поздние сроки (конец октября) в почвенно-климатических условиях нашей республики не обеспечивает снижение его влажности ниже 32%.

Таблица 3. Сравнительная оценка эффективности заготовки различных видов кормов из гибридной кукурузы Росс 140, т/га кормовых единиц

Table 3. Comparative evaluation of the efficiency of various fodder conservation types, hybrid corn Ross 140 being used, t/ha of fodder units

Фактор А (почвенный покров)	Фактор В (агромелиоранты и минеральные удобрения)	Силос	Зерно на фураж	Плющеное зерно	Корнаж
Выщелоченый чернозем	Контроль (без удобрений)	4.90	4.06	5.08	5.64
	NPK на 35 т/га зеленой массы	5.41	4.90	6.12	6.80
	NPK + известкование 5 т/га	5.71	5.51	6.89	7.65
	NPK + известкование + фосфоритование 1 т/га	6.22	6.01	7.51	8.34
	NPK + известкование + фосфоритование + цеолит 0.5 т/га	6.59	6.35	7.94	8.82
Темно-серые лесные почвы	Контроль (без удобрений)	4.22	2.25	2.81	3.12
	NPK на 35 т/га зеленой массы	4.91	3.03	3.79	4.21
	NPK + известкование 6 т/га	5.20	3.37	4.21	4.68
	NPK + известкование + фосфоритование 1 т/га	5.76	3.71	4.64	5.15
	NPK + известкование + фосфоритование + цеолит 0.5 т/га	6.13	3.93	4.91	5.45

Продолжение таблицы 3

Table 3 continued

Фактор А (почвенный покров)	Фактор В (агромелиоранты и минеральные удобрения)	Силос	Зерно на фураж	Плющеное зерно	Корнаж
Серые лесные почвы (контроль)	Контроль (без удобрений)	3.74	1.78	2.23	2.48
	NPK на 35 т/га зеленой массы	4.64	2.49	3.11	3.45
	NPK + известкование 7 т/га	4.82	2.99	3.74	4.16
	NPK + известкование + фосфоритование 1 т/га	5.38	3.36	4.20	4.67
	NPK + известкование + фосфоритование + цеолит 0.5 т/га	5.76	3.61	4.51	5.01

Рис. 1. Плющеное зерно кукурузы в полиэтиленовых рукавах.

Fig. 1. Rolled corn grain in polyethylene sleeves.

Рис. 2. Комбайн для уборки кукурузы на зерно.

Fig. 2. Corn grain harvester.

Рис. 3. Кукурузный силос.

Fig. 3. Corn silage.

Во-вторых, на выщелоченных черноземах результаты исследований показывают явное преимущество заготовки плющеного зерна и закладки его в полиэтиленовые рукава для зимнего хранения, по сравнению с закладкой на силос с початками в стадии молочной спелости, особенно в последнем варианте опыта с высокой химизацией (валовой сбор кормовых единиц в кукурузном силосе 6.59, а в плющеном зерне – 7.94 т/га).

На темно-серых и серых лесных почвах Татарстана наибольший сбор кормовых единиц обеспечивает кукурузный силос: на темно-серых почвах – 4.22–6.13 т/га, на серых лесных почвах – 3.74–5.76 т/га, по сравнению с 2.81–4.91 и 2.23–4.51 т/га кормовых единиц соответственно в плющеном зерне этой культуры.

И, наконец, следует особо остановиться на заготовке корна-жа. Его отличие заключается в том, что при помощи специальной жатки, которая устанавливается на силосоуборочный комбайн, отдельно убирают початки кукурузы при 35%-ной влажности и измельчают. В дальнейшем измельченная масса также закладывается в полиэтиленовые рукава (Агиева и др., 2020; Миннуллин и др., 2011; Хисматуллин и др., 2022).

Его преимущество заключается в сборе не только зерна, но и початка целиком с листообразными обвертками. Более того, исключается процесс плющения, что значительно снижает затраты на электроэнергию. В результате при меньших затратах валовой сбор кормовых единиц на выщелоченных черноземах достигает максимальных величин (5.64–8.82 т/га) по сравнению с заготовкой кукурузного силоса (4.9–6.59 т/га), кукурузного фуражного зерна (4.06–7.94 т/га) (табл. 3).

Высокая эффективность применения агрохимикатов на посевах кукурузы и при заготовке различных видов кормов с учетом зональных особенностей почвенного покрова Республики Татарстан подтверждается экономическими расчетами (табл. 4).

Прежде чем приступить к анализу экономических показателей производства кукурузных кормов следует отметить, что известкование и фосфоритование в Республике Татарстан проводится по принципу 80 : 20 (80% затрат – за счет бюджетных средств и 20% затрат – конкретного хозяйства). Более того, 20% затрат делится на 5 культур полевого севооборота. Основные затраты приходятся на выполнение технологических операций, прежде всего это расходы на ГСМ, ежегодное применение минеральных удобрений и фонд заработной платы.

Так общие затраты по мере повышения валового сбора кормовых единиц в плющеном кукурузном зерне с 5.08 т/га в контрольном варианте опыта до 7.94 т/га в варианте комплексного применения агрохимикатов (известкование + фосфоритование + NPK + цеолит) увеличивается с 45.3 до 63.3 тыс. руб./га. Однако рентабельность производства плющеного зерна достигает максимальной величины (78.7%) именно в варианте, где известкование и фосфоритование сочетается с внесением расчетных норм минеральных удобрений. Из этой общей закономерности (рентабельность 75.7%) выпадает лишь вариант с использованием цеолита, поскольку ООО “Цеолиты Поволжья” реализует его по цене 60 тыс. руб./т, и дотация со стороны государства отсутствует.

Таблица 4. Экономические показатели производства различных видов кормов из кукурузы в зависимости от уровня химизации зональных почв Республики Татарстан

Table 4. Economic indicators of production of different types of corn fodder depending on the level of chemicalization of zonal soils of the Republic of Tatarstan

Фактор А (почвенный покров)	Фактор В (агромелиоранты и минеральные удобрения)	Стоимость вал. продукции, тыс. руб./га	Общие затраты, тыс. руб./га	Условно чистый доход, тыс. руб./га	Рента-бель-ность, %	Себестоимость, тыс. руб./т корм. ед.
Плющеное зерно
Выщелоченый чернозем	Контроль (без удобрений)	71.1	45.3	25.8	56.9	9.0
	NPK на 35 т/га зеленой массы	85.7	51.1	34.6	67.7	8.3
	NPK + известкование 5 т/га	96.5	55.7	40.8	73.2	8.1
	NPK + известкование + фосфоритование 1 т/га	105.1	58.8	46.3	78.7	7.8
	NPK + известкование + фосфоритование + цеолит 0.5 т/га	111.2	63.3	47.9	75.7	8.0

Продолжение таблицы 4

Table 4 continued

Фактор А (почвенный покров)	Фактор В (агромелиоранты и минеральные удобрения)	Стоимость вал. продукции, тыс. руб./га	Общие затраты, тыс. руб./га	Условно чистый доход, тыс. руб./га	Рента-бель-ность, %	Себестоимость, тыс. руб./т корм. ед.
Кукуруза на силос
Темно-серые почвы	Контроль (без удобрений)	59.1	48.4	10.7	22.1	11.5
	NPK на 35 т/га зеленой массы	68.7	52.6	16.1	30.6	10.7
	NPK + известкование 6 т/га	72.8	54.9	17.9	32.6	10.6
	NPK + известкование + фос-форитование 1 т/га	80.6	57.1	23.5	41.2	9.9
	NPK + известкование + фос-форитование + цеолит 0.5 т/га	85.8	61.5	24.3	39.5	10.0
Серые лесные почвы (контроль)	Контроль (без удобрений)	52.4	44.1	8.3	18.8	11.8
	NPK на 35 т/га зеленой массы	65.0	51.8	13.2	25.5	11.2
	NPK + известкование 7 т/га	67.5	52.4	15.1	28.8	10.9
	NPK + известкование + фос-форитование 1 т/га	75.3	56.0	19.3	34.4	10.4
	NPK + известкование + фос-форитование + цеолит 0.5 т/га	80.6	60.9	19.7	32.3	10.6

Вторым важнейшим экономическим показателем является себестоимость производства корма из кукурузы, так как она оказывает прямое влияние на стоимость молочной и мясной продукции в розничной торговле (Сафиоллин и др., 2017). Себестоимость производства кукурузного силоса на темно-серых и серых лесных почвах Республики Татарстан при одинаковых уровнях минерального питания и применения агромелиорантов превышает производство плющеного зерна на 2.6–2.8 тыс. руб. Данное противоречие связано с огромными затратами на перевозку более 30 т/га биомассы кукурузы в силосную яму в сравнении с 7–9 т/га зерна этой культуры.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Для производства плющеного зерна с валовым сбором кормовых единиц 7.94–8.82 т/га и рентабельностью 76–79% на выщелоченных черноземах Республики Татарстан кукурузу рекомендуется возделывать на фоне комплексного применения агромелиорантов и расчетных норм минеральных удобрений, исходя из планируемой урожайности биомассы кукурузы 35 т/га.

Известкование и фосфоритование кислых темно-серых и серых лесных почв в сочетании с применением NPK обеспечивает повышение валового сбора кормовых единиц в кукурузном силосе с 4.22 до 6.13 и 3.34 до 5.86 т/га соответственно, и снижение себестоимости на 1.4–2.0 тыс. руб./т кормовых единиц.