Растениеводство

Целесообразность и надежность программирования урожаев полевых культур

Программирование урожаев — это разработка комплекса технологических приемов, обеспечивающего оптимизацию регулируемых факторов среды для получения заданного высокого уровня урожая полевой культуры. В него входят выбор сорта, определение норм органических и минеральных удобрений с учетом естественного плодородия почвы на заданный урожай; обоснование сроков, норм и способов применения пестицидов для борьбы с сорняками, вредителями и болезнями полевых культур; обоснование режима влагообеспеченности растений и приемов его реализации. При этом предполагается, что все технологические приемы будут качественно выполнены в оптимальные агротехнические сроки.

Большая часть факторов, определяющих рост и развитие растений, урожай и его качество, в полевых условиях не подлежит регулированию. Это ограничивает возможность управления формированием величины и качества урожая.

Однако некоторые очень важные факторы, такие, как реакция почвенного раствора, обеспеченность макро- и микроэлементами, влажность пахотного слоя почвы, можно регулировать в широких масштабах. Следовательно, задача состоит в том, чтобы с помощью регулируемых факторов снизить отрицательное влияние нерегулируемых и частично регулируемых.

Для этого в первую очередь необходимо знать агроклиматические ресурсы зоны: сумму активных температур за безморозный период, напряженность температурного режима и количество ФАР по месяцам, сумму осадков и распределение их в течение года, толщину снежного покрова, процент вероятности засух и суховеев.

Необходимо иметь сведения о физических и агрохимических свойствах пахотного слоя почвы и нижележащих горизонтов: о гранулометрическом составе пахотного слоя почвы, равновесной плотности, физических свойствах нижележащих горизонтов; содержании гумуса в почве и глубине гумусового слоя; реакции почвенного раствора и гидролитической кислотности почвы; содержании легкогидролизуемого азота, подвижного фосфора, обменного калия, подвижных форм бора, молибдена, меди, цинка в пахотном слое почвы.

Необходимо учитывать основные гидрологические показатели: глубину залегания грунтовых вод на конкретном поле, продолжительность стояния талых вод, влажность почвы, соответствующую 100 % ППВ, и влажность разрыва капилляров (последние показатели особенно важны в орошаемом земледелии).

Кроме того, следует принимать во внимание рельеф местности, крутизну и направленность уклона поля.

Исходя из агроклиматических условий зоны, определяют вид и сорт возделываемой культуры, который по требованиям биологии соответствует конкретным экологическим условиям. Главные критерии при выборе культуры и сорта — нерегулируемые факторы (продолжительность безморозного периода, сумма активных температур, толщина снежного покрова и глубина промерзания почвы, сумма осадков и распределение их за вегетацию).

В центральной и особенно в северной земледельческих частях России главные лимитирующие факторы — продолжительность безморозного периода и сумма активных температур за этот период. Если на широте Москвы минимальная сумма активных температур составляет 1800 °С (диапазон 1800…2300 °С), то выбранная культура (или сорт) должна иметь биологическую сумму активных температур не более этого предела, иначе в некоторые годы она не сможет пройти полный онтогенез. В более северных районах минимальная сумма активных температур еще ниже, а значит, сужается и диапазон выбора сортов.

В Восточной Сибири и на Дальнем Востоке выбор культуры ограничивается не только суммой активных температур, но и низкими температурами зимнего периода, малой толщиной снежного покрова и глубоким промерзанием почвы, вследствие чего вымерзают озимые культуры и некоторые многолетние бобовые травы.

На юге России основной лимитирующий фактор — недостаток влаги, следовательно, необходимо выбирать наиболее засухоустойчивые культуры, меньше снижающие урожай от периодического недостатка влаги.

В зоне подзолистых и дерново-подзолистых почв основными лимитирующими факторами считаются повышенная кислотность почвы и низкое содержание доступных растениям элементов минерального питания. В зоне серых лесных почв, черноземов и особенно сероземов главные лимитирующие факторы — недостаточное количество осадков и неравномерное их распределение в течение вегетации. Следующие за ним лимитирующие факторы в этой зоне — недостаток подвижного фосфора и некоторых микроэлементов. В зоне восточных черноземовидных почв уровень урожая лимитируют повышенная кислотность почвы, низкое содержание подвижного фосфора и микроэлементов, низкие температуры почвы пахотного слоя из-за глубокого промерзания и медленного оттаивания.

При разработке системы технологических приемов возделывания культуры для получения высокого урожая в зоне подзолистых и дерново—подзолистых почв необходимо предусмотреть известкование почв, доведение рНсол до нижнего предела оптимальной реакции среды, соответствующего требованиям биологии культуры. Почвы этой зоны характеризуются низкой гумусированностью и неудовлетворительными физическими свойствами. Для их улучшения необходимо предусмотреть внесение органических удобрений или возделывание сидеральных культур. Из регулируемых факторов нередко уровень урожая лимитируют повышенная засоренность полей, развитие болезней и размножение вредителей выше порога вредоносности. Расчетный уровень планируемого урожая следует определять с учетом наличия соответствующих пестицидов и возможности их применения. Если преодоление этих лимитирующих факторов реально, то уровень урожая может быть определен потенциальной продуктивностью скороспелого сорта, которую он может реализовать за короткий вегетационный период при сравнительно низкой напряженности температурного режима. Наконец, с учетом плодородия почвы необходимо определить нормы минеральных удобрений, сроки и способы их внесения.

Поскольку оптимизация каждого лимитирующего фактора требует больших энергетических и финансовых затрат, то уровень планируемого урожая должен быть реально достижимым при оптимизации этих факторов имеющимися ресурсами. Завышение планируемого урожая без учета реальных возможностей приводит к бесполезным затратам, планируемый урожай не будет получен. Например, на кислых почвах с рНсол 4,5 планировали получить 4 т зерна ячменя с 1 га, внесли необходимое количество дорогостоящих минеральных удобрений, но получили урожай зерна 1,6 т/га. На кислых почвах коэффициенты использования элементов питания из удобрений были минимальными, внесенные удобрения остались неиспользованными.

Кроме того, поскольку многие важные факторы среды остаются нерегулируемыми (временные засухи, избыток осадков, град, поздний или ранний заморозок), то даже при оптимизации всех регулируемых факторов невозможно получать высокие урожаи ежегодно. Доля риска в разных зонах различна. Она определяется процентом лет с острым недостатком влаги или с избыточным увлажнением, с поздневесенними и раннеосенними заморозками, губительным градом. Определить долю риска помогут результаты многолетних наблюдений зональных метеостанций. Чем больше процент лет с неблагоприятными метеорологическими условиями года, тем выше доля риска неполучения максимально высокого урожая. Чем выше планируемый урожай без искусственного регулирования водного режима, тем меньше вероятность его получения.

Следовательно, уровень планируемого урожая необходимо определять, исходя из климатических условий зоны, агрофизических и агрохимических свойств почвы и возможности оптимизации лимитирующих регулируемых факторов.