Влияние систем основной обработки почвы на продуктивность звена зернопропашного севооборота рапс яровой - пшеница озимая на черноземе выщелоченном Западного Предкавказья

Агроклиматические ресурсы России позволяют ей теоретически претендовать на место среди мировых лидеров по производству рапсового сырья. В общей посевной площади на долю масличных культур в стране должно приходиться

15 %, или 11,0–11,5 млн. га из 76 млн. га пахотных земель. Очевидно, что за вычетом подсолнечника и сои в России остается 2,0–2,5-миллионный резерв для рапса и прочих капустных, чрезвычайно важных источников пополнения ресурсов растительного масла и кормового белка. В период с 2005 по 2010 гг. посевная площадь под рапсом яровым и озимым увеличилась в РФ в 3,5 раза – с 244 тыс. га до 856 тыс. При этом средняя урожайность семян культуры осталась неизменной – на уровне 1,0–1,1 т/га, в то время как урожайность рапса ярового в расчете на посевную площадь никогда не превышала отметку в 1,0 т/га, что вряд ли позволяет считать его производство экономически привлекательным [1; 2].

Рапс – культура исключительно высокотехнологичная, экономически эффективное производство которой возможно только в условиях строгого выполнения комплекса весьма затратных агротехнических и организационных мероприятий при ее выращивании. Поэтому рецепт увеличения урожайности рапса в РФ насколько труднореализуем, настолько же и банален: внедрение новых высокопродуктивных сортов, зональных экологически допустимых технологий возделывания с учетом применения современного набора машин и технических средств, удобрений, регуляторов и стимуляторов роста, химических и биологических средств защиты растений. То есть перспективы рапса «запараллелены» с общим положением дел в сельском хозяйстве. Хотя ни в коем случае нельзя сбрасывать со счета специфику агроклиматических ресурсов существующих или потенциальных территорий его возделывания [1].

В условиях Кубани, при соблюдении агротехнических требований, можно получать урожайность семян рапса ярового до 2,5 т/га. Для получения таких урожаев необходимо знать агробиологические особенности растений применительно к зоне выращивания [3], а также эффективные приемы возделывания культуры [4].

В связи с этим возникает необходимость в разработке технологии возделывания рапса ярового для условий Краснодарского края, обеспечивающей получение максимального урожая с минимальными затратами. В частности, во Всероссийском НИИ масличных культур им. В.С. Пустовойта в стационарном опыте были проведены исследования по изучению влияния основной обработки почвы на продуктивность культур и звеньев в зернопропашном севообороте с масличными культурами.

Материал и методы. Исследования по изучению систем основной обработки почвы проводились во ВНИИМК (г. Краснодар) в течение 41 года (с 1971 по 2012 г.) в стационарном опыте. В 2009–2011 гг. проводилось изучение влияния различных систем основной обработки почвы на рост, развитие и продуктивность рапса ярового, возделываемого после пшеницы озимой в 10-польном зернопропашном севообороте, а в 2010–2012 гг. – влияния последействия систем основной обработки под рапс яровой на урожайность пшеницы озимой. Схема опыта включала следующие варианты основной обработки почвы под рапс яровой: обычную отвальную вспашку на глубину 20–22 см (интенсивная) – контроль; глубокое безотвальное рыхление на 25–27 см (разноглубинная); лущение дискатором на 12–14 см (минимальная, мелкая безотвальная); лемешную обработку на 12–14 см (минимальная, мелкая отвальная); дисковое лущение на 6–8 см (поверхностная). Под пшеницу озимую во всех вариантах опыта применялась поверхностная обработка почвы (дисковое лущение на 6–8 см).

Основная обработка почвы под рапс яровой состояла из двукратного лущения стерни на глубину 6–8 см вслед за уборкой предшественника и далее вспашки или дискования, согласно схеме опыта. Допосевная обработка почвы во всех вариантах состояла из одной предпосевной культивации. Под предпосевную культивацию вносилась аммиачная селитра из расчета N30. Уход за посевами состоял из внесения баковой смеси гербицидов в фазе 3–4 листьев у культуры лонтрела Гранд, ВДГ (750 г/кг) – 0,12 кг/га против однолетних и многолетних двудольных (виды ромашки, горца, осота) и фюзилада Супер, КЭ (125 г/л) – 1,0 л/га против однолетних злаковых сорняков при достижении ими фазы 2–4 листьев. Перед цветением против вредителей рапса проводилась обработка инсектицидом каратэ Зеон, МКС (50 г/л) – 0,15 л/га.

Общая площадь делянки 772,8 м2, учетная – 96,6 м2.

Почва опытных участков – чернозем выщелоченный слабогумусный сверхмощный тяжелосуглинистый. Объектом исследований было звено зернопропашного севооборота: рапс яровой (сорт Та-врион) – пшеница озимая (сорт Таня). Посев рапса производился в третьей декаде марта с нормой высева семян 5,0 кг/га. Перед посевом семена обрабатывались инсектицидом круйзер, КС (350 г/л) с нормой расхода 8,0 л/т. Посев пшеницы озимой осуществлялся в оптимальный срок, то есть в первой декаде октября. Технология возделывания пшеницы озимой – рекомендуемая для центральной зоны Краснодарского края [5].

Учет урожая производился с учетной площади малогабаритным комбайном Wintersteiger classic. Урожай приводили к стандартной влажности (рапс яровой – 10 %, пшеница озимая – 14 %) и 100 %-ной чистоте. Масличность семян рапса ярового определяли на ЯМР-анализаторе АМВ-1006М.

Результаты и обсуждение. Влаго-обеспеченность на момент начала вегетации рапса ярового (первая декада апреля) была хорошей, так как сумма осадков за октябрь-март в годы проведения исследований была выше среднемноголетнего значения на 100,8–200,0 мм. В период вегетации рапса ярового осадков в 2009 и 2011 гг. выпало выше среднемноголетней нормы – 249,3 и 301,5 мм соответственно, а в 2010 г. их было 222,7 мм, что составило 96,6 % среднемноголетней нормы. Однако распределение их по месяцам было неравномерным. Так, в 2009 г. в апреле осадков выпало меньше средней многолетней нормы, а в последующий период их количество значительно превосходило норму, и дефицита влаги в период налива семян не было, вследствие чего получен высокий уровень продуктивности культуры. В 2010 г. в апреле осадков выпало на 37,2 мм больше нормы, однако в мае был дефицит влаги – 44,4 % от нормы, продолжающийся практически до третьей декады июня, поэтому был получен низкий уровень урожайности культуры. В 2011 г. в апреле–мае осадков выпадало 287 и 188 % от нормы соответственно, а в июне их было на 13,5 мм меньше. Такое распределение осадков на фоне низких температур в апреле способствовало снижению продуктивности культуры.

Среднесуточная температура воздуха за вегетацию в годы проведения исследований была выше средней многолетней на 1,3– 2,9 оС. Наиболее жарким был 2010 г., особенно в мае–июне, что отрицательно сказалось на завязываемости и наливе семян.

Для возделывания пшеницы озимой погодные условия 2009/2010 гг. можно характеризовать как умеренно-благоприятные, 2010/2011 – благоприятные, и 2011/2012 гг. – неблагоприятные (в первой–второй декадах февраля минимальная среднесуточная температура воздуха составила -20,8 оС, а температура почвы – -23,0 оС).

В благоприятные по увлажнению годы при традиционной обработке почвы (отвальная вспашка) в 2009 и 2011 гг. были получены максимальная урожайность рапса – 1,96 и 1,76 т/га и сбор масла – 0,80 и 0,73 т/га соответственно. Минимальная (мелкая отвальная) обработка, благодаря оптимизации водного, воздушного и пищевого режимов почвы, также способствовала получению стабильно высоких показателей урожайности в эти годы – 1,72 и 1,73 т/га и сбора масла – 0,72 и 0,73 т/га соответственно. В засушливом году

(2010) при дефиците влаги и отрицательном воздействии высоких среднесуточных температур воздуха в период налива семян рапса ярового в вариантах с поверхностной и мелкой (отвальной и безотвальной) обработками почвы урожайность семян и сбор масла были получены на одном уровне – 0,98 и 0,39 т/га соответственно, а в вариантах с более глубокой обработкой почвы – отвальная вспашка и глубокая безотвальная обработка – меньше на 0,07– 0,08 и 0,03 т/га соответственно, однако данные различия были не существенны (табл. 1).

Таблица 1

Влияние систем основной обработки почвы на урожайность, масличность и сбор масла рапса ярового

ВНИИМК

Система основной обработки почвы	Годы
	2009	2010	2011	2009– 2011
Урожайность семян, т/га
Интенсивная – контроль	1,96	0,90	1,76	1,54
Разноглубинная    (глубокая безотвальная)	1,66	0,91	1,58	1,38
Минимальная (мелкая безот вальная)	1,60	0,98	1,59	1,39
Минимальная (мелкая отвальная)	1,72	0,98	1,73	1,48
Поверхностная	1,51	0,98	1,52	1,34
НСР 05	0,20	0,11*	0,17	-
Масличность семян, %
Интенсивная – контроль	45,6	44,1	45,9	45,2
Разноглубинная    (глубокая безотвальная)	46,5	44,0	47,1	45,9
Минимальная (мелкая безот вальная)	46,8	44,0	46,5	45,8
Минимальная (мелкая отвальная)	46,5	44,1	46,8	45,8
Поверхностная	46,2	44,2	47,5	46,0
НСР 05	0,90*	0,33*	1,20*	-
Сбор масла, т/га
Интенсивная – контроль	0,80	0,36	0,73	0,63
Разноглубинная    (глубокая безотвальная)	0,69	0,36	0,67	0,57
Минимальная (мелкая безот вальная)	0,67	0,39	0,67	0,58
Минимальная (мелкая отвальная)	0,72	0,39	0,73	0,61
Поверхностная	0,63	0,39	0,65	0,56
НСР 05	0,08	0,04*	0,07*	-

*– различия не существенны

Следует также отметить, что маслич-ность семян рапса ярового существенно не отличалась в вариантах с различными системами обработки почвы [6].

В задачи наших экспериментов также входило изучение последействия исследуемых систем основной обработки почвы на урожайность зерна пшеницы озимой, возделываемой по рапсу яровому. Самая высокая урожайность ее получена в 2010 г. в вариантах с применением интенсивной и минимальных (мелкой безотвальной и отвальной) обработок почвы под рапс яровой – 3,87; 3,83 и 3,97 т/га соответственно, а в 2011 и 2012 гг. в варианте с интенсивной системой основной обработки почвы с применением отвальной вспашки под рапс яровой – 6,72 и 3,46 т/га соответственно (табл. 2).

Таблица 2

Урожайность зерна пшеницы озимой в зависимости от последействия систем основной обработки почвы

ВНИИМК

Система основной обработки почвы	Урожайность, т/га			В среднем за 2010– 2012 гг.
	2010 г.	2011 г.	2012 г.
Интенсивная – контроль	3,87	6,72	3,46	4,68
Разноглубинная (глубокая безотвальная)	3,39	6,45	2,71	4,18
Минимальная   (мелкая безотвальная)	3,83	6,18	2,73	4,25
Минимальная   (мелкая отвальная)	3,97	6,43	2,56	4,32
Поверхностная	3,67	5,70	2,04	3,80
НСР 05	0,17	0,16	0,51	-

В среднем за 2010–2012 гг. в вариантах с разноглубинной и минимальными (мелкой безотвальной и отвальной) системами основной обработки почвы под рапс яровой были получены близкие значения урожайности (4,18 и 4,32 т/га), а в варианте с поверхностной системой урожайность зерна пшеницы озимой была самой низкой и составила 3,80 т/га, что на 0,88 т/га меньше, чем у контроля.

При оценке звена зернопропашного севооборота рапс яровой – пшеница озимая по урожайности в зерновых единицах отмечено, что в среднем за годы проведения исследований наибольшая урожайность его была в варианте с интенсивной системой основной обработки почвы под рапс яровой – 7,09 т. з.е./га (табл. 3).

В 2009–2010 и 2010–2011 гг. существенно высокая продуктивность звена отмечена в вариантах с отвальными (интенсивной и минимальной) обработками почвы под рапс яровой – 6,93; 6,66 и 8,12; 7,96 т з.е./га соответственно, а в 2011–

2012 гг. – только в варианте с отвальной вспашкой под рапс яровой – 6,21 т з.е./га.

Таблица 3

Продуктивность звена зернопропашного севооборота рапс яровой–пшеница озимая в зависимости от системы основной обработки почвы

ВНИИМК

Система основной обработки почвы	Урожайность звена, т з.е./га, по годам			В среднем за 2009– 2012 гг.
	2009– 2010	2010– 2011	2011– 2012
Интенсивная – контроль	6,93	8,12	6,21	7,09
Разноглубинная (глубокая безотвальная)	5,98	7,86	5,17	6,34
Минимальная  (мелкая безотвальная)	6,33	7,71	5,22	6,42
Минимальная  (мелкая отвальная)	6,66	7,96	5,26	6,63
Поверхностная	6,03	7,22	4,42	5,89
НСР 05	0,28	0,22	0,66	-

В среднем за годы проведения исследований в вариантах с разноглубинной и минимальными (мелкой безотвальной и отвальной) системами обработки почвы продуктивность звена рапс яровой – пшеница озимая была на одном уровне и составила 6,34–6,63 т з.е./га. Существенно низкая продуктивность звена в сравнении с другими вариантами опыта была получена при поверхностной системе основной обработки почвы (от 4,42 до 7,22 т з.е./га), подразумевающей обработку почвы дисковыми орудиями на глубину 6–8 см как под рапс яровой, так и под пшеницу озимую. Такая значительная разница обусловлена неблагоприятными погодными условиями и ухудшением гербологической обстановки в посевах пшеницы озимой в 2010 и 2012 гг., а также изменениями в водно-воздушном режиме почвы, её агрофизических свойств, увеличении засоренности посевов рапса ярового. В результате этого была получена низкая урожайность культур, и как следствие – незначительная продуктивность звена с данной системой основной обработки почвы.

Нами ставилась задача всесторонней оценки систем основной обработки почвы в севообороте, в связи с этим были рассчитаны экономические (в ценах на ав- густ 2012 г.) показатели эффективности возделывания изучаемых культур и звена в среднем за годы исследований.

При анализе экономической эффективности возделывания рапса ярового наибольшие производственные затраты отмечены в варианте с отвальной обработкой почвы (интенсивная система) – 8527 руб./га, при разноглубинной системе они были меньше на 142 руб., при мелкой безотвальной – на 187, при мелкой отвальной – на 194 руб. Поверхностная обработка почвы позволила сэкономить 377 руб./га по сравнению с контролем (табл. 4).

Таблица 4

Экономическая эффективность возделывания рапса ярового в зависимости от системы основной обработки почвы

ВНИИМК, 2009–2011гг.

Показатель	Система основной обработки почвы
	интенсивная – контроль	разно-глубинная (глубокая безотвальная)	минимальная (мелкая безот-валь-ная)	минималь-ная (мелкая отвальная)	поверх-ност-ная
Прямые производственные затраты в базовом варианте, руб. на 1 га	7963
Дополнительные  затраты по вариантам обработки почвы, руб. на 1 га	564	422	376	369	187
Итого прямых производственных затрат, руб. на 1 га	8527	8385	8340	8333	8150
Урожайность семян, т/га	1,54	1,38	1,39	1,48	1,34
Себестоимость 1 т, руб.	5537	6076	6000	5630	6082
Цена реализации 1 т., руб.	14500
Чистый доход в расчете на 1 га, руб.	13803	11625	11815	13127	11280
Рентабельность, %	162	139	142	158	138

Отвальные обработки почвы интенсивная и минимальная (мелкая отвальная) обработки почвы способствуют снижению себестоимости продукции на 370–539 руб./т и получению чистого дохода на уровне 13,1–13,8 тыс. руб. с 1 га, при уровне рентабельности производства 158–162 %. Высокая себестоимость продукции, полученная в вариантах с разноглубинной системой основной обработки почвы (6076 руб./т), поверхностной (6082 руб./т) и мелкой безотвальной обработки (6000 руб./т), способствовала получению низкого уровня чистого дохода – 11625 руб./га, 11280 и 11815 руб./га соответственно, при относительно равной рентабельности производства 138–142 %.

Следует также отметить, что экономия за счет минимизации обработки почвы при возделывании рапса ярового не способствовала увеличению чистого дохода, который был ниже, чем в варианте с интенсивной системой основной обработки почвы на 676–2523 руб./га в зависимости от варианта.

Различий в основной обработке почвы под пшеницу озимую схемой опыта предусмотрено не было, то есть во всех вариантах она возделывалась по одной и той же технологии, и поэтому здесь на продуктивность культуры оказывал влияние только фактор последействия обработки почвы под рапс яровой. В связи с этим, производственные затраты на возделывание пшеницы озимой были на одном уровне и составили 12310–11958 руб./га (табл. 5).

Таблица 5

Экономическая эффективность возделывания пшеницы озимой в зависимости от системы основной обработки почвы под рапс яровой

ВНИИМК, 2010–2012 гг.

Показатель	Система основной обработки почвы
	интенсив-ная – контроль	разно-глубинная (глубокая безотвальная)	мини маль- ная (мелкая безот- валь-ная)	минималь- ная (мелкая отвальная)	поверх-ност-ная
Урожайность, т с 1 га	4,68	4,18	4,25	4,32	3,80
Цена реализации 1 т, руб.	7600
Производственные затраты в расчете на 1 га, руб.	12310	12110	12138	12166	11958
Себестоимость 1 т, руб.	2630	2911	2852	2804	3140
Чистый доход в расчете на 1 га, руб.	23258	19600	20178	20717	16947
Уровень рентабельности, %	189	161	166	171	142

Наибольший чистый доход и наименьшая себестоимость продукции были получены в вариантах с интенсивной и минимальной (мелкой отвальной) системами обработки почвы под рапс яровой – 23258 руб./га и 2630 руб. и 20717 руб./га и 2804 руб. соответственно. В этих же вариантах был получен высокий уровень рентабельности 189 и 171 %. В вариантах с разноглубинной, минимальной (мелкой безотвальной) и поверхностной системами основной обработки почвы чистый доход был получен на уровне 16947– 20178 руб./га, а уровень рентабельности – 142–166 %.

Рассчитав суммарную экономическую эффективность звена рапс яровой – пшеница озимая, выявлено, что при относительно небольшом различии уровня затрат на возделывание культур звена наибольший чистый доход отмечен в варианте с интенсивной системой основной обработки почвы – 37061 руб./га, при рентабельности производства 178 %. Близкий уровень чистого дохода данного звена при снижении затрат на 339 руб./га отмечен в варианте с минимальной (мелкой отвальной) обработкой почвы – 33844 руб./га, при рентабельности 165 % (табл. 6).

Таблица 6

Суммарные затраты, чистый доход и уровень рентабельности звена зернопропашного севооборота рапс яровой – пшеница озимая в вариантах с различными системами основной обработки почвы

ВНИИМК, 2009–2012 гг.

Вариант системы основной обработки почвы	Затраты на 1 га, руб.	Чистый доход в расчете на 1 га, руб.	Уровень рентабельно-сти, %
Интенсивная – контроль	20837	37061	178
Разноглубинная     (глубокая безотвальная)	20495	31225	152
Минимальная (мелкая безот вальная)	20477	31993	156
Минимальная (мелкая отвальная)	20498	33844	165
Поверхностная	20108	28227	140

В то же время в вариантах с разноглубинной и минимальной (мелкой безотвальной) системами основной обработки почвы, при снижении затрат на 342 и

360 руб./га, уровень чистого дохода был на 5836 и 5068 руб./га, или на 15,7 и 13,7 % ниже, чем в варианте с интенсивной системой. Сокращение затрат в варианте с поверхностной системой основной обработки почвы по сравнению с интенсивной системой (контролем) составило 729 руб./га, или 3,5 %, а уровень чистого дохода снизился на 8834 руб./га, или на 23,8 %, то есть сокращение затрат в этом варианте не было оправдано из-за значительного снижения чистого дохода звена.

Заключение. В результате исследований по изучению систем основной обработки почвы в 2009–2012 гг. установлено, что на черноземе выщелоченном Западного Предкавказья в благоприятные по увлажнению годы наибольшие урожайность семян рапса ярового (1,72–1,96 т/га) и сбор масла (0,72–0,80 т/га) формируются при системе отвальной основной обработки почвы (обычной отвальной вспашке, мелкой отвальной обработке), а при дефиците влаги и высокой среднесуточной температуре воздуха в налив семян – при поверхностной, мелкой отвальной и безотвальной обработках почвы (0,98 и 0,39 т/га соответственно). Наибольшая урожайность зерна пшеницы озимой (4,68 т/га) и продуктивность звена севооборота с этими культурами (7,09 т з.е./га) формируется при интенсивной системе основной обработки почвы.

Глубокая безотвальная, минимальная (мелкая безотвальная) и поверхностная системы обработки почвы способствуют снижению урожайности рапса ярового на 10–13 %, пшеницы озимой – на 9–19 % и продуктивности звена в целом – на 9–17 %.

Интенсивная (обычная отвальная) и минимальная (мелкая отвальная) системы основной обработки почвы способствуют снижению себестоимости продукции рапса ярового на 370–539 руб./т, пшеницы озимой – на 48–510 руб./т и получению чистого дохода звена на уровне 33,8–37,0 тыс. руб. с 1 га.