Влияние агротехнологий на продуктивность сельскохозяйственных культур в условиях усиливающейся аридности климата

Введение. Одним из важных условий эффективного решения задач по обеспечению продовольственной безопасности России является устойчивое развитие сельского хозяйства в условиях изменяющегося климата - это внедрение адаптивных ресурсосберегающих технологий сельскохозяйственных культур [3].

Погодные условия в мире претерпевают существенные изменения, которые влияют на рост и развитие сельскохозяйственных культур, поскольку меняются среднемесячные температуры, повышается частота экстремальных явлений (табл.1).

Таблица 1- Динамика нарастания среднемесячных температур воздуха в мире, ОС

Месяцы	Годы
	1980	2000	2010	2024
Август	0,33	0,63	0,84	1,53
Сентябрь	0,46	0,61	0,91	1,94
Октябрь	0,43	0,49	0,97	1,70

За последние 45 лет среднесуточная температура в мире выросла в августе – октябре более чем на 1,5 оС. Климатические изменения обусловливают ежегодную вариабельность урожайности всех сельскохозяйственных культур [2].

Анализ метеоданных в Орловской области показывает, что среднемесячная температура возросла, особенно в теплый период, за счет увеличения дней с экстремально высокими температурами. Особенно часто аридизация климата стала проявляться в осеннем недостатке влаги в почве, когда наступают рекомендуемые для зоны сроки посева озимой пшеницы. Поэтому изменения климата необходимо учитывать и вносить коррективы в такой элемент технологии озимой пшеницы, как сроки сева, которые зависят от биологических особенностей сортов, уровня интенсификации технологии их выращивания, а также от складывающихся почвенно-климатических условий зоны.

Цель работы . Установление влияния аридности климата на продуктивность сельскохозяйственных культур в Центральном Черноземье.

Условия, материалы и методы. Валовый сбор зерна в Российской Федерации составил максимальный урожай - 153,0 млн. т, в том числе урожай пшеницы составил 104 млн. т. в 2022 году. По данным Росстата в 2023 году сбор зерновых и зернобобовых культур в хозяйствах всех категорий в чистом весе составил 142,6 млн. тонн, в том числе было собрано 92,9 млн. тонн пшеницы. По сравнению с 2022 годом сбор зерна в 2023 г. снизился на 9,5 %, а в 2024 г. снизился еще на 13,8% в сравнении с 2023 г.

Урожайность зерновых и зернобобовых культур в России в 2023 г. составила - 31 ц/га, а в 2024 г. снизилась до 27,7 ц/га.

Валовый сбор зерна кукурузы в 2024 году в России составил 13,2 млн. тонн, риса – 1,26 млн. тонн, гречихи - 1,2 млн. тонн, подсолнечника на зерно -16,6 млн. тонн, сои – 7,04 млн. тонн (табл.2).

Таблица 2 - Производство зерна по видам культур в России, млн. тонн

Виды культур	Годы
	2010	2021	2022	2023	2024
Зерновые и зернобобовые, всего	61,08	121,4	157,6	142,6	124,96
Пшеница	41,4	53,0	104,2	92,9	82,4
Рожь озимая и яровая	1,7	1,7	2,2	1,71	1,16
Гречиха	3,4	9,1	1,2	1,5	1,2
Подсолнечник	5,0	15,7	16,4	16,7	16,6
Кукуруза на зерно	3,07	15,2	11,8	16,6	13,2
Ячмень озимый и яровой	8,3	15,1	20,3	21,1	16,7
Овес	3,2	3,7	4,5	3,3	3,0
Зернобобовые культуры	1,37	3,9	4,6	5,95	5,47
Соя	1,14	4,8	6,03	6,8	7,04

Таким образом, прослеживается четкое влияние аридности климата на урожайность и валовые сборы зерна основных сельскохозяйственных культур.

Центрально-Черноземный регион - один из важнейших производителей зерна в России. Юго-западная лесостепная часть черноземного региона Российской Федерации, куда входит и Орловская область.

Валовой сбор зерна в Орловской области в 2021 г. составил 3,7, в 2022 г. -3,9 млн. т. 2023 г. – 4,1 а в 2024 г. – 3,39 млн. т. (табл.3).

Таблица 3 - Валовой сбор зерна в хозяйствах всех категорий в Орловской области (млн. тонн)

Культуры	2021	2022	2023	2024
Зерновые и зернобобовые, в том числе:	3,7	3,91	4,14	3,39
Пшеница озимая и яровая	1,8	2,08	2,41	2,096
Кукуруза	0,77	0,55	0,68	0,701
Ячмень озимый и яровой	0,8	0,6	0,79	0,48
Овес	0,04	0,042	0,052	0,031
Зернобобовые	0,062	0,0827	0,11	0,097
Гречиха	0,05	0,061	0,087	0,053
Рожь			0,0036	0,0018
Подсолнечник			0,19	0,18

В 2023 году в регионе намолочены рекордные 5,0 млн. тонн зерна при урожайности 54,4 ц/га. Урожайность зерновых и зернобобовых культур в Орловской области в 2021 и 2022г. составила 4,56 –4,84 ц/га, в 2023- 4,98 т/га, а в 2024 г.- 4,72 т/га.

В России существенная роль в решении задачи продовольственной безопасности принадлежит пшенице, которая ежегодно обеспечивает более трети валового сбора продовольственного зерна. В 2024 г. пшеница размещалась на площади 29,7 млн. га, в т.ч. озимая – 16,6 млн. га.

Урожайность озимой пшеницы в Орловской области в 2021 г составила 42,3 ц/га, а в 2022 г. – 51,7 ц/га, в 2023 г. - 52,2 ц/га, а в 2024 г. – 43,3 ц/га (рис.1).

Рисунок 1 - Урожайность озимой пшеницы в Орловской области (1965 – 2024 г.г.)

Погодно – климатические условия, несомненно, оказывают влияние на продуктивность озимой пшеницы [4,5].

Однако увеличение урожайности озимой пшеницы в условиях Орловской области обеспечивается инновационными адаптивными технологиями.

В то же время изменения климата требуют внесения корректив в технологии возделывания сельскохозяйственных культур. Например, особую важность в технологиях возделывания озимой пшеницы необходимо уделять срокам ее сева. Посев озимой пшеницы всегда был весьма ответственным агроприемом, а в условиях усиливающейся аридизации климата особенно актуален [6].

Аридизация климата меняет условия посева озимых культур в Центральном Черноземье. Посев озимых культур часто попадает в такие условия, где семена попадают в сухую почву. В этих условиях они могут находиться длительное время, не прорастая. Однако если в почве будет небольшое количество влаги, то семена прорастают и в дальнейшем могут погибнуть, если не выпадают осадки.

Принцип «Сей в золу, но в пору», по которому в прошлом столетии в условиях Центрально – Черноземной зоны осуществляли сев озимой пшеницы исчерпал себя. В настоящее время, необходимо учитывать не только температуру воздуха, но в условиях аридизации климата особенно важно учитывать запасы продуктивной влаги в пахотном слое почвы [1].

Результаты и обсуждение . Так в наших исследованиях установлено, что второй и третий сроки посева обеспечили увеличение урожайности на 1,4 - 3,3 ц/га, в сравнении с первым сроком (5 сентября), ранее оптимальным для

Примечание: сроки посева: 1 - 5.09; 2- 15.09; 3 – 25.09; 4 – 5.10; 5 – 15.10

Рисунок 2 - Влияние сроков сева на урожайность и качество зерна озимой пшеницы (НОПЦ «Интеграция» Орловский район, сорт Московская 39 среднее за 2013-2015 г.г.)

При этом натура зерна возрастала в вариантах с посевом в более поздними сроки на 8 - 24 г/л в сравнении с ранее рекомендуемым.

Кроме того установлено, что сорт Московская 39 способен успешно перезимовывать в стадии прорастания зерна (гибель в поздние сроки (4-5) составила всего 8-15%).

Еще более важно то, что установлена закономерность влияния сроков

Рисунок 3 - Влияние сроков сева на качество зерна озимой пшеницы (НОПЦ «Интеграция» Орловский район, Московская 39, среднее за 2013-2015 г.г.)

Так сев озимой пшеницы на 2 недели позже (2-й и 3- й сроки) обеспечил повышение содержания белка и клейковины в зерне на 0,7 - 1,3%, в сравнении с 1 сроком.

Близкие результаты получены и по другому сорту озимой пшеницы Немчиновская 57. Посевы хорошо перезимовывали в стадии прорастания семян даже на пятом сроке сева. В течении вегетации растения отставали в развитии на 2-3 недели в сравнении с рекомендуемым сроком. В то же время на поздних сроках сева весной пшеница хорошо кустилась (коэффициент продуктивной кустистости 2,1-2,7) и к фазе созревания различия в развитии растений нивелировались. Более того несмотря на отставание в развитии на первых этапах в вариантах с более поздними сроками сева сорт озимой пшеницы Немчиновская 57 сформировал урожайность больше на 4,1-10,9 ц /га в сравнении с рекомендуемым 1 сроком (рис. 4).

Рисунок 4 - Влияние сроков сева на урожайность озимой пшеницы, (НОПЦ «Интеграция» Орловский район, сорт Немчиновская 57, среднее 2016- 2018 г.г.)

Кроме того установлено, что посев этого сорта в более поздние сроки способствовал увеличению накопления белка и клейковины в зерне, в сравнении с рекомендуемым 1 сроком на 0,2-0,8 и 1,3-2,3% соответственно

Урожайность, ц/га

(рис. 5).

Рисунок 5 - Качество зерна озимой пшеницы сорта Немчиновская 57 в зависимости от сроков сева (НОПЦ «Интеграция» Орловский район)

В результате исследований в 2020-2022 с сортом Стрелецкая 12 установлены зависимости урожайности и качества зерна от сроков сева. Так наибольшую урожайность обеспечил посев 15 сентября - 56,1 ц/га (рис.6). В вариантах третьего, четвертого и пятого сроков посева установлено достоверное снижение урожайности в сравнении с 2 сроком на 6,6 –25,1 ц/га, соответственно. В сравнении с рекомендуемым сроком урожайность возросла на 5,3 ц/га.

Рисунок 6 - Влияние сроков сева на урожайность озимой пшеницы (Стрелецкая 12, НОПЦ «Интеграция» Орловский район, среднее 2020-2022)

Кроме того вариант с посевом озимой пшеницы во 2-й срок обеспечил повышение клейковины в зерне на 1,6-3,6 %, в сравнении с другими сроками сева.

Примечание: сроки посева: 1- 5.09; 2- 15.09; 3 – 25.09; 4 – 5.10; 5 – 15.10

Рисунок 7 - Влияние сроков сева на содержание клейковины в зерне озимой пшеницы (сорт Стрелецкая 12, НОПЦ «Интеграция» Орловский район)

Максимальное накопление клейковины в зерне обеспечил второй срок посева (28,1%), это на 3,6% больше, в сравнении с 1 сроком.

Выводы. Таким образом, наши исследования показывают влияние аридности климата на продуктивность сельскохозяйственных культур.

В условиях Центрального Черноземья посев озимой пшеницы с учетом усиливающейся аридизации климата необходимо осуществлять позже ранее рекомендованных сроков на 10-14 дней. Это обеспечит качественную подготовку поля к посеву и использование тех культур, которые убирают в более поздние сроки. Кроме того зерно озимой пшеницы можно получать с более высоким качеством.