Содержание к диссертации
Введение
1 Обзор литературы 8
1.1 Влияние уровней агротехнологий на трансформацию генетических свойств чернозёмов и их плодородия 8
1.2 Изменение продуктивности агроэкосистем в зависимости от уровня интенсивности агротехнологий на различных исторических этапах 20
2 Объект и методика исследований 37
2.1 Характеристика объекта исследований 37
2.2 Методика исследований 47
3 Системы агротехнологий исследуемых объектов 51
3.1 Система агротехнологий Половинского ГСУ 52
3.2 Система агротехнологий ЗАО «Степное» 61
4 Параметры плодородия чернозёмов обыкновенных при разных уровнях интенсификации 66
4.1 Современное гумусовое состояние чернозёмов обыкновенных 66
4.2 Динамика параметров плодородия 76
4.3 Физические свойства черноземов обыкновенных 79
5 Урожайность зерновых культур при разных уровнях интенсификации 87
5.1 Влияние интенсификации на урожайность зерновых культур 87
5.2 Характеристика погодных условий по ГТК и его связь с урожайностью при разных уровнях интенсификации 93
5.3 Влияние гумусированности на урожайность зерновых культур 97
6 Экономическая и биоэнергетическая оценка продуктивности черноземов обыкновенных на разных агрофонах 99
6.1 Экономическая эффективность продуктивности обыкновенных черноземов на разных агрофонах 99
6.2 Биоэнергетическая оценка продуктивности чернозёмов обыкновенных на разных агрофонах 103
Выводы 109
Рекомендации производству 111
Список литературы 112
Приложения 134
- Изменение продуктивности агроэкосистем в зависимости от уровня интенсивности агротехнологий на различных исторических этапах
- Система агротехнологий ЗАО «Степное»
- Динамика параметров плодородия
- Характеристика погодных условий по ГТК и его связь с урожайностью при разных уровнях интенсификации
Введение к работе
Актуальность работы. Черноземы обыкновенные занимают около 15% общей площади области и распространены преимущественно в ее центральной и южной части. Практически все они являются старопахотными, плодородие их определяется как генетическими особенностями, так и характером сельскохозяйственного использования. Будучи распаханными, чернозёмы обыкновенные испытывают антропогенное влияние, направление которого, а, следовательно, и воздействие на плодородие, зависит от уровня интенсификации агротехнологий. В настоящее время уже общеизвестно, что в агроэкосистемах, вследствие биологических особенностей сельскохозяйственных культур и отчуждения с полей товарной продукции, сужается биологический круговорот веществ. Превышение выноса фитомассы, азота и зольных элементов над поступлением создает их отрицательный баланс, не компенсирующийся увеличением урожайности. Изучение влияния интенсификации земледелия на основные агрономические свойства почвы проводилось кафедрой агрохимии и почвоведения. Был организован мониторинг плодородия этих почв в зависимости от уровня интенсификации сельского хозяйства. Однако эти работы были не закончены. Предлагаемая тема исследования предусматривает завершение мониторинга плодородия чернозема обыкновенного.
Необходимо выявить характер изменений плодородия черноземов в звеньях господствующей экстенсивной системы возделывания сельскохозяйственных культур. Изучение в сравнительном аспекте плодородия генетически однородных черноземов в условиях разных систем с использованием материалов мониторинга с 60-х годов позволит оценить современное состояние параметров плодородия черноземов в зависимости от агрофона и выявить комплекс эффективных агротехнических мероприятий для поддержания почвенного плодородия.
Цель исследований: изучение изменения плодородия и продуктивности черноземов обыкновенных при разных уровнях
интенсификации на примере Половинского государственного сортоиспытательного участка (умеренно-интенсивный уровень) и базового хозяйства ЗАО «Степное» (экстенсивный уровень). Задачи исследований:
Оценить влияние уровня интенсификации на агрохимические и физические свойства чернозема обыкновенного.
Изучить динамику основных показателей плодородия и продуктивности черноземов в условиях разных уровней интенсификации за 50 лет.
Провести экономическую и биоэнергетическую оценку разных уровней интенсификации (умеренно-интенсивного и экстенсивного). Научная новизна. В работе впервые обобщены результаты
длительного мониторинга, проводимого кафедрой агрохимии и почвоведения Курганской ГСХА по выявлению изменений агрономических свойств чернозёмов обыкновенных и снижению урожайности зерновых культур. Установлено, что умеренно - интенсивная форма использования земли сохраняет и поддерживает плодородие черноземов обыкновенных. Основные положения диссертации, выносимые на защиту:
1 Снижение гумусированности пахотного слоя черноземов и их
продуктивности при умеренно-интенсивном уровне протекает медленнее,
чем при экстенсивном.
2 Уровень интенсификации оказал существенное влияние на структурное
состояние пахотного слоя и не оказал на основные физические свойства
(плотность твердой фазы, плотность, общая пористость).
3 Зернопаропропашной севооборот умеренно-интенсивного уровня
характеризуется более высокой окупаемостью производственных затрат и
большим энергетическим коэффициентом, чем зернопаровой севооборот при
экстенсивном уровне.
Практическая значимость работы. Проведенные исследования выявили, что для сохранения существующего уровня плодородия и
достаточно высокой продуктивности пашни черноземов обыкновенных необходимо: создание мощного пахотного слоя, снижение темпов дегумификации черноземов за счет внесения эффективных норм органических удобрений, уменьшающих дефицит или обуславливающих бездефицитный баланс гумуса, применение расчетных норм минеральных удобрений, строгое соблюдение технологической дисциплины возделывания сельскохозяйственных культур.
Объект исследований. Чернозёмы обыкновенные малогумусные среднемощные тяжелосуглинистые.
Апробация работы. Основные положения работы доложены на Международных и региональных научно-практических конференциях: «Научные результаты — агропромышленному производству» (Курган, 2004), «Актуальные проблемы растениеводства Зауралья» (Курган, 2005), «Достижения науки в реализацию национального проекта «Развития АПК» (Куртамыш, 2006).
Публикации результатов исследования. По материалам исследований опубликовано 5 статей, в том числе 2 в рекомендуемых ВАК изданиях.
Личный вклад соискателя. Работа выполнена в Курганской государственной сельскохозяйственной академии в 2004-2007 годах. Полевые работы, лабораторные анализы, математическая обработка результатов проводились непосредственно автором диссертационной работы в рамках плана НИР кафедры агрохимии и почвоведения.
При выполнении работы, кроме запланированных полевых и лабораторных исследований, был произведен сбор и анализ фондовых архивных и отчетных материалов: собраны данные по урожайности на Половинском ГСУ и базовом хозяйстве ЗАО «Степное» за 50 лет вплоть до 2007 г., по метеорологическим показателям и почвенным агрономическим критериям - за 60-90-е годы.
Структура и объём работы. Диссертационная работа изложена на 141 странице печатного текста. Работа состоит из введения, 6 глав, включая обзор литературы, выводов и рекомендаций производству. Содержит 30 таблиц, 14 рисунков, 12 приложений. Список литературы включает 195 источников, в том числе 10 иностранных.
1 Обзор литературы
Изменение продуктивности агроэкосистем в зависимости от уровня интенсивности агротехнологий на различных исторических этапах
Земледелие больше, чем какая-либо другая область человеческой деятельности, нуждается в анализе постоянно изменяющихся условий производства. Погода, параметры плодородия почвы, этапы органогенеза, обеспеченность ресурсами и другие факторы производства и жизнедеятельности растений всё время варьируют. К тому же сам земледелец постоянно вносит изменения в ассортимент культур, структуру посевов, систему агроприёмов и многое другое (Макаров И.П., 2007).
По меткому замечанию К.А. Тимирязева (1957), «... нигде, быть может, ни в какой другой деятельности не требуется взвешивать столько разнообразных условий успеха, нигде не требуется столько многообразных сведений, нигде увлечение односторонней точкой зрения не может привести к такой неудаче, как в земледелии». Система земледелия является результатом длительного развития культуры того или иного народа или человечества в целом. В системах земледелия проявляется способ землепользования и землевозделывания, свойственный конкретному этапу исторического развития. К.А. Тимирязев (1936) считал, что «культура поля всегда шла рука об руку с культурой человека». На заре земледелия человечество знало один способ борьбы с истощением почвенного плодородия и сорной растительностью — прекращение дальнейшей обработки участка и переход на новый — целинный участок. Старый участок забрасывался на долгий срок. Так возникла залежно-переложная система земледелия (Крохалев Ф.С., 1960, Панников В.Д., 1974, Гуренев М.И., 1980, Каштанов А.Н., 1998). Недостаток свободных земель при частной форме собственности на землю, возросший уровень производственных сил общества, дальнейшее развитие агрономической науки привели к новому этапу в развитии систем земледелия, появилась экстенсивная система земледелия.
Применение удобрений, мелиорантов, пестицидов создаёт предпосылки для углубления специализации севооборотов, сокращения доли чистого пара, минимализации обработки почвы вплоть до полного отказа от неё, уменьшение норм высева семян, маневрирования сроками посева. На основании этого нужно было разрабатывать различные технологии по интенсивности. В.И. Кирюшин (1996) предложил четыре категории оценки технологий возделывания по интенсивности: экстенсивные технологии, ориентированные на использование естественного плодородия почвы без применения удобрений и других химических средств или с очень ограниченным их использованием; нормальные технологии, обеспечивающие устранение острого дефицита минеральных элементов питания, находящихся в критическом минимуме, ориентируемые на создание и поддержание среднего уровня окультуренности почв, предотвращение деградации почв и ландшафтов (эрозии, дефляции, загрязнения), отвечающие минимальным требованиям построения адаптивно-ландшафтных систем земледелия; интенсивные технологии, обеспечивающие оптимальный уровень минерального питания растений и защиты от сорняков, болезней, вредителей, полегания посевов. Продуктивность культуры при этом уровне вложения ресурсов отвечает её требованиям; высокоинтенсивные технологии, рассчитанные на достижение максимальной прибыли с учётом экологических ограничений техногенеза.
Интенсивные технологии принципиально отличаются от традиционных по набору технических, агрохимических, биологических средств. Высокие технологии предполагают не только обеспечение оптимального уровня минерального питания растений и соответствующую защиту от сорняков, болезней и вредителей, но и качественно отличные способы предпосевной обработки почвы с помощью специальных машин, посевов на одинаковую глубину сеялками точного высева, адекватную систему ухода за растениями, уборку урожая высокопроизводительными техническими средствами. И.Л. Фрумин (2004) на вопрос о соотношении систем земледелия и агротехнологий излагает две точки зрения. Одна из них признает системы земледелия самодостаточными; технологиям возделывания при этом отводится подчиненная роль. Вторая отдает безусловный приоритет технологиям, а необходимость систем земледелия фактически отрицается. По мнению автора, каждый из этих подходов имеет свои недостатки. Первый плохо согласуется с принципами адаптивно-ландшафтного земледелия. При этом попытка детализировать систему земледелия, сформированную из отдельных «звеньев-мероприятий», приводит к распаду на подсистемы, которые трудно идентифицировать как нечто целостное. Второй подход представляется допустимым для небольших сельскохозяйственных предприятий, в которых невелико разнообразие природных условий и ограничен набор возделываемых культур. При его реализации в крупных хозяйствах вновь неизбежно возникают проблемы экологической и экономической взаимоувязки элементов. Рациональное разрешение этой дилеммы И.Л. Фрумин (2004) видит в пересмотре места агротехнологий в системе земледелия. При этом отдельные мероприятия (обработка почвы, удобрение) объединяются в технологию культуры; на уровне севооборота агротехнологий интегрируются в технологический комплекс. Севообороты с соответствующими им технологическими комплексами становятся элементарными блоками, из которых формируется система земледелия.
На разных этапах развития отечественного земледелия появились определённые направления в системе использования земли и способов регулирования её плодородия (травопольная, пропашная, паровая, плодосменная и другие). Недостатком всех этих систем земледелия являлось то обстоятельство, что они не предусматривали комплексного подхода к использованию сельскохозяйственной территории, не обеспечивали тесной увязки природных элементов ландшафта с антропогенными факторами, в связи с этим проблемы экологического характера в земледелии становились всё острее. По мнению А.Н. Каштанова (1983), за период после Октябрьской революции до начала перестройки земледельческая наука добилась существенных успехов, особенно заметных в 80-е годы. Н.С. Извеков (1991) считает, что за годы последних пятилеток сельскохозяйственной наукой России разработаны многие вопросы земледелия. Важным этапом этого периода был переход к «зональным системам» земледелия, которые, как было отмечено многими исследователями (Лыков А.И., 1982, Лапарев М.И., 1988, Хлыстун В.Н., 1989, Котлярова О.Г., 1990) явились существенным шагом вперёд. В результате хозяйства, внедрившие хотя бы строгую технологическую дисциплину, добились определенных успехов, но в целом сельское хозяйство носило экстенсивный характер. Причиной этого Н. С. Извеков (1991) видит в несовершенном природно-сельскохозяйственном районировании, основанном на требованиях администрирования. Одной из главных причин провалов сельского хозяйства В.И. Кирюшин (1996) считает утилитарно-потребительское природопользование, указывая на то, что «пришло время отказаться от антропоцентрического подхода к природопользованию, когда человек взаимодействует с природой, исходя из своих текущих интересов, не думая о том, что достанется потомкам». Выход из этого положения возможен при переходе к интегрально-экономическому пользованию (Исаченко А.С., 1976), субъектом которого было человеческое общество в целом.
Система агротехнологий ЗАО «Степное»
В зерносовхозе «Степной» до 1960 г. была внедрена травопольная система земледелия с 9-10-польными полевыми севооборотами с двухлетним использованием многолетних трав. Эта система не обеспечивала получения большого объёма продукции. Севообороты были низкопродуктивными по кормовым единицам (30 ц сена содержат 16 ц к.ед., 30 ц ячменя — 36 ц к.ед., а 300 ц кукурузы — 48 ц к.ед.). При низкой продуктивности внедренная система была неспособна поддерживать плодородие черноземов даже на исходном уровне.
В начале 60-х годов перед хозяйством была поставлена задача по повышению урожайности сельскохозяйственных культур. Самым слабым звеном в системе агротехнологий в хозяйстве была система семеноводства. По решению областного сельхозуправления хозяйству были выделены кредиты под урожай будущего года. Перед ним были поставлены задачи, обязывающие замену низкоурожайных сортов высокоурожайными, изменение структуры посевных площадей и севооборотов, улучшение обработки почвы, осуществление перехода к более интенсивной системе земледелия.
Паровая система земледелия присуща низкой культуре земледелия и поэтому не может служить подъёму сельского хозяйства. Поэтому было принято решение перейти на плодосменные севообороты, которые были в 4 раза более продуктивными, чем паровые и пропашные севообороты с зернобобовыми культурами.
Из письма зам. начальника областного управления производства и заготовок сельскохозяйственного производства В. Пустозёрова в Министерство производства и заготовок продукции, отдел земледелия и семеноводства, от 10 ноября 1962 г «...В текущем году осуществляется переход на более интенсивную — пропашную систему земледелия. Пересмотрена структура посевных площадей, и за счёт сокращения площадей малоценных культур и паров значительно расширены посевы пропашных и зернобобовых культур, в частности гороха на 38%, кормовых бобов на 20%...». В 1960 г. был освоен 6-польный зернотравянопропашной севооборот: кукуруза - пшеница - пшеница - вика-овёс (сено) - озимая рожь - пшеница (приложение А). В пропашной системе борьба с засорённостью возлагалась на зяблевую и предпосевную обработку; особое значение приобретали мероприятия по накоплению и сохранению влаги; большие требования предъявлялись к своевременному и высококачественному проведению обработок почвы. Для борьбы с овсюгом посев проводили во 2-й половине мая, для борьбы с осотом применяли тяжёлые дисковые бороны или мелкую вспашку, где основной задачей было измельчение корневых отпрысков. На засорённых вьюнком посевах после глубокой зяблевой вспашки рано весной проводился посев вико-овсянной смеси на сено, затем в августе — посев озимой ржи. В незначительных количествах начиналось применение гербицидов. После 1969 года увеличивается урожайность основных сельскохозяйственных культур. Этому способствует рост уровня механизации, химизации, квалифицированность агрономов, механизаторов, руководителей. С 1970 до 1990 года использовался зернопаровой четырехпольный севооборот: пар - пшеница - пшеница - зернофуражные культуры. В этот период применялись максимальные для данного хозяйства нормы минеральных и органических удобрений. На рисунке 8 представлена насыщенность органическими и минеральными удобрениями на пашне хозяйства за 1957-2007 гг.
«Степное», 1957-2007 гг. Начиная с 1991 года и по настоящее время в ЗАО «Степное» существуют 3- и 2-польные зернопаровые севообороты: пар-пшеница-пшеница и пар-пшеница. В этот период на полях не проводится вспашка, посев производится стерневыми сеялками по стерне, против сорняков применяются гербициды, во время уборки пшеницы солома разбрасывается по полю. Глубокая обработка не производится. В паровом поле проводится несколько культивации за летний период по мере появления сорняков.
В структуре севооборота пары занимают 30-50% от общей площади. Севообороты ведутся по урочищам. С 2000 года ЗАО «Степное» получило статус семеноводческого хозяйства, занимающегося размножением элитных сортов. В хозяйстве не высеваются сорта ниже второй-третьей репродукции.
В 1977-1981 годах максимальная насыщенность органическими удобрениями составила 1,3 т/га. С 1987 года и по настоящее время органические удобрения не вносятся. Дефицит органического вещества в какой-то степени компенсируется разбрасыванием соломы зерновых культур, но необходимо учитывать, что на 30-50% площади, занятой паром, темпы минерализации гумуса значительно выше, чем под зерновыми культурами. На парах идет интенсивная дегумификация. В 2001-2003 годах применялись незначительные нормы минеральных удобрений.
На основании изучения системы агротехнологий ЗАО «Степное» (1957-2007 гг.) мы выделяем 3 периода с разными уровнями интенсификации и соответственно — урожайностями зерновых культур. Начальный период с 1957 по 1966гг. (экстенсивный уровень), когда вносились в небольшом количестве органические удобрения, а минеральные не применялись. Урожайность в данный период не достигала 1,0 т/га. Второй период с 1967 по 1985 год (умеренно интенсивный), когда насыщенность органическими удобрениями достигала до 1,3 т/га, минеральных — 11 кг/га д.в., а урожайность составляла 1,3-1,5 т/га.
Динамика параметров плодородия
В настоящем разделе приведены результаты изучения изменений агрохимических свойств, которые произошли в почвах на Половинском научно-исследовательском полигоне за 50 лет его существования.
Важным свойством, которое подвергается трансформации в процессе сельскохозяйственного использования, является общее содержание и распределение по профилю органического вещества - гумуса. Как уже говорилось, в течение всего XX столетия в чернозёмах Зауралья протекал процесс дегумификации. Обобщение результатов мониторинга плодородия чернозёмов, проводимого кафедрой агрохимии и почвоведения КГСХА с 1957 года, и наши исследования, проведённые на Половинском полигоне на завершающем этапе, дают возможность более детально разобраться в этом вопросе.
Анализируя динамику гумуса за период с 1957 по 2004 год (таблица 14, приложение Б, В), можно отметить следующее. При первичном обследовании в 1957 году в черноземах на Половинском ГСУ и пашне базового хозяйства содержание гумуса в слое 0-20 см было одинаковым и составляло 6,9%. Снижение его на ГСУ за 20 лет сельскохозяйственного использования составило 0,5% к массе почвы. В 1979 году в слое 0-20 см в чернозёме на ГСУ гумуса содержится больше, чем в чернозёме на производственной пашне. На ГСУ чернозем оставался еще среднегумусным (6,4%), на производственной пашне к 1979 году он перешёл в малогумусный (в пахотном слое 0-30 см 5,2%). Разница между содержанием гумуса на ГСУ и ЗАО «Степное» составила 1,2%.
С 1979 по 1985 год темпы снижения содержания гумуса замедлились, что совпадает с периодом активного, хотя и не равноценного между агрофонами применения удобрений. Более интенсивный процесс дегумификации на обоих фонах прослеживается с 1985 по 2004 год. Примерно в этот период, с 1987 года на пашне ЗАО «Степное» и с 1992 года на ГСУ удобрения вообще не применялись.
В итоге за 19 лет, с 1985 по 2004 гг. чернозем на ГСУ потерял 0,8% гумуса к массе почвы, то есть 12,5% к содержанию его в 1985 году, и перешел в вид малогумусных (в Апах 5,6%). Чернозем на производственной пашне остался малогумусным (4,5% в Апах), однако содержание гумуса в слое 0-20 см снизилось на 0,9% к массе почвы, то есть на 16% к 1985 году, что приблизило его к виду слабогумуссированных черноземов. Таким образом, темпы дегумификации при умеренно-интенсивной системе использования пашни более медленные, чем при экстенсивной. Чернозем ГСУ перешел в малогумусный вид значительно позже, чем на полях ЗАО «Степное».
В результате внедрения на ГСУ системы земледелия с повышенной степенью интенсификации и высокой технологической дисциплиной был не только вдвое увеличен выход сельскохозяйственной продукции, но и произошли изменения в плодородии исходного почвенного таксона по мощности гумусового горизонта. Мощности генетических горизонтов исходного и современного профилей исследуемых агрофонов представлены в таблице 15. Из таблицы мы видим, что на целинном участке не произошло видимых изменений. На пашне ГСУ и пашне ЗАО «Степное» мощность пахотного горизонта (Апах) увеличилась до 30 см, без видимых изменений нижележащих почвенных горизонтов. При этом следует отметить, что в черноземах производственного участка с экстенсивным видом агротехнологии тоже произошли изменения, но они имели другую направленность. Если на ГСУ до 90-х годов черноземы окультуривались, то на производственной пашне они систематически выпахивались, что прежде всего отразилось на гумусности профиля.
В настоящее время черноземы изучаемых агрофонов имеют одинаковую мощность пахотного горизонта, но различное содержание и запасы гумуса в нем. Приведенные материалы показывают, что в настоящее время в почвенном покрове пахотных земель хозяйства преобладают чернозёмы с невысоким содержанием гумуса. Почвенные процессы, обеспечивающие урожай сельскохозяйственных культур, зависят от поступления органического вещества, которого в условиях экстенсивного земледелия недостаточно. Как показано в главе 1, необходимая продуктивность пахотных земель может быть достигнута при достаточной компенсации дефицита органического вещества и зольных элементов за счет системного применения органических и минеральных удобрений, хотя практически все элементы систем земледелия от структуры использования пашни до отдельных технологических приемов оказывают влияние на содержание и запасы органического вещества. В заключение можно еще раз отметить, что установлены существенные и закономерные различия в морфологии и в важнейших агрохимических свойствах обыкновенных черноземов под влиянием различного способа использования (сенокосно-пастбищного и зернопаропропашного) и уровня интенсификации (экстенсивного и интенсивного). Система земледелия должна быть построена таким образом, чтобы воспроизводство гумуса в почвах не требовало специальных высоких затрат, а являлось следствием мероприятий, направленных на повышение продуктивности культур и защиту почв от эрозии.
Характеристика погодных условий по ГТК и его связь с урожайностью при разных уровнях интенсификации
Коэффициент корреляции между урожайностью и количеством удобрений на ГСУ и ЗАО «Степное» - средний (0,34). В то же время невысокий коэффициент детерминации (0,11) представленной модели свидетельствует о том, что урожайность яровой пшеницы только на 11% зависит от вносимых удобрений. Таким образом, урожайность яровой пшеницы лимитируется не только количеством удобрений.
Влияние предшественников. Предшественники - одно из звеньев системы земледелия, которое существенно влияет на урожайность сельскохозяйственных культур. Нами были проанализированы данные по влиянию предшественников по периодам исследований на урожайность яровой пшеницы на ГСУ (таблица 22). Наилучшим предшественником во все периоды являлся чистый пар. В первый и третий периоды исследований урожайность по пару примерно одинаковая (2,15-2,11 т/га), а во второй период она на 65-70% выше. Кукуруза на зеленую массу находится на втором месте после пара. Разница в урожайности между периодами по данному предшественнику составила 51%. Худшими предшественниками показали себя травы (однолетние, многолетние) и яровая пшеница. Различия в урожайности по данным предшественникам между периодами составило 43-50%. Сидеральный пар в течение последних 20 лет применяется на пашне ГСУ. Он зарекомендовал себя лучше, чем пшеница, но хуже чистого пара.
Обеспеченность сельскохозяйственных культур влагой часто оценивают по среднемноголетней сумме осадков за вегетационный период. Однако оценка условий увлажнения вегетационного периода по суммам осадков недостаточна для характеристики водообеспеченности территории. В ряде районов сумма может быть одинаковой, но их сельскохозяйственное значение оказывается разным, что объясняется влиянием температурного режима. Совокупное влияние гидротермического фактора в течение вегетационного периода оценивают по гидротермическому коэффициенту (ГТК), предложенному в 1928 г. Г.Т. Селяниновым (Грингоф И.Г., 1987, Чирков Ю.И., 1986). Средние значения ГТК в юго-восточной зоне области, к которой П.И. Кузнецовым (2001) отнесен Половинский район, составляют 0,8-0,9 и оцениваются автором как засушливые (по Г.Т. Селянинову — полузасушливые). В наших исследованиях за 50 лет наблюдений получены колебания ГТК от 0,4 и меньше до 1,6 и больше. Об обеспеченности значений ГТК за 100 лет (1877-1977 гг.) по Курганской области дает представление таблица 23.
Для оценки влагообеспеченности периода исследований с 1957 по 2007 год весь период наблюдений по значениям ГТК по Г.Т. Селянинову был поделен на 6 блоков (рисунок 13): 1,6 — избыточно влажные, 1,6-1,3 — влажные, 1,3-1,0 - полувлажные, 1,0-0,7 — полузасушливые, 0,7-0,4 — засушливые, 0,4 — сухие годы. За 50 лет наблюдений (1957-2007 гг.) преобладающими (30% от общего периода) были полузасушливые годы. На втором месте — полувлажные годы (22%), на третьем — засушливые (20%), затем - влажные (16%). Сухие и избыточно влажные годы составили минимальное и одинаковое количество лет (по 6%). Таким образом, 52% периода приходится на годы с ГТК=0,7-1,3, т.е. на годы с удовлетворительным увлажнением. На сухие и засушливые годы с ГТК=0,7-0,4 и ниже приходится 26% периода. На третьем месте влажные и избыточно влажные годы, составляющие 22%. Для суждения о влиянии погодных условий на урожайность мы сопоставили урожаи пшеницы за 50 лет по пятилеткам на обоих агрофонах с соответствующими значениями ГТК за эти периоды (рисунок 14).
Колебания гидротермических условий в течение изученного периода (рисунок 13) сами по себе были не главным фактором существенных изменений урожайности культуры. В полузасушливые пятилетки 1972-1976 гг. и 1979-1981 гг. при среднем ГТК около 0,8 на обоих агрофонах отмечена максимальная за период исследований урожайность, совпавшая с увеличением насыщенности севооборотов удобрениями. При увеличении ГТК до полувлажных в середине следующей пятилетки увеличение урожайности не произошло. Она либо осталась прежней (на ЗАО «Степное»), либо снизилась (на ГСУ). Это свидетельствует о том, что урожайность в диапозоне 1,5-3,0 т/га можно получать при ГТК около 0,8, а варьирование на обоих агрофонах было обусловлено уровнем насыщенности удобрениями. 1957-1961 1962-1966 1967-1971 1972-1976 1977-1981 1982-1986 1987-1991 1992-1996 1997-2001 2002-2007 ГОДЫ Урожайность пшеницы, ГСУ, т/га Урожайность пшеницы, ЗАО «Степное», т/га ГТК Рисунок 14 - ГТК и урожайность пшеницы на Половинском полигоне по пятилеткам с 1957 по 2007 гг.
Урожайность на полях ГСУ в меньшей степени зависит от ГТК. Это можно объяснить состоянием плодородия чернозема ГСУ. Более высокая гумусированность чернозема на пашне ГСУ обеспечивает большую эффективность использования влаги, снижая отрицательное влияние засухи. Влияние ГТК при разных уровнях плодородия отмечает Кирюшин В.И. (1996).
Таким образом, важными факторами, определяющими продуктивность агроценозов, являются совокупность погодных условий и уровней интенсификации. Увеличение уровня почвенного плодородия, внесение органических и минеральных удобрений, качество проводимых агротехнических мероприятий позволяют смягчить зависимость урожайности от метеорологических факторов. Это мы наблюдали во второй период исследований, с 1967 по 1985 год, когда на фоне снижения ГТК в хозяйствах был отмечен рост уровня химизации. Кроме того, не мало важное значение имеют правильный выбор сроков посева, глубины заделки семян, своевременное и качественное применение всех элементов системы земледелия. Эти факторы наряду с уровнем химизации обуславливают различия в урожайности сельскохозяйственных культур на ГСУ и полях базового хозяйства.
