Биоэнергетическая эффективность короткоротационных севооборотов с включением позднеспелых культур в условиях аридного климата Нижнего Поволжья

Актуальность. В связи с глобальными изменениями климата особый интерес представляет изучение вопроса повышения продуктивности севооборотов в условиях с неравномерным выпадением осадков в течение вегетационного периода. Выявить наиболее эффективные схемы севооборотов независимо от ценовой политики возможно с помощью биоэнергетической оценки. Включение засухоустойчивых поздних культур, способных восполнять потери урожая других культур в неблагоприятные годы, обеспечивает стабилизацию выхода продукции и повышает эффективность агроценозов.
Методы. Изучение эффективности включения в четырехпольный севооборот зернового сорго и кукурузы проведено на основе биоэнергетического анализа. По показателям суммы накопленной энергии с урожаем и затрат совокупной энергии на возделывание культур рассчитаны следующие показатели: прирост энергии, биоэнергетический коэффициент, энергетическая рентабельность и энергетическая себестоимость урожая. Математическая обработка результатов проведена методом дисперсионного анализа с помощью программы AGROS 2.09.
Результаты. В результате энергетического анализа выявлено, что включение пропашных культур в агроценозы значительно повышает эффективность использования пашни в условиях недостаточного увлажнения. В вариантах с насыщением севооборотов пропашными культурами установлены максимальный выход энергии с урожаем пар — озимая пшеница — соя — зерновое сорго (32,67 ГДж/га) и пар — озимая пшеница — соя — кукуруза (35,12 ГДж/га) при затратах совокупной энергии 11,16–11,35 ГДж/га. В этих вариантах прирост энергии составил 21,68–23,94 ГДж/га, энергетическая рентабельность — 194,33–211,12%, себестоимость энергии урожая — 0,39–0,41 ГДж/га, коэффициенты энергетической эффективности — 2,94–3,12. Корреляционный анализ выявил сильную положительную зависимость коэффициентов биоэнергетической эффективности севооборотов от гидротермических условий возделывания сельскохозяйственных культур, коэффициент корреляции между показателями составил 0,71–0,74. В острозасушливые годы различия по эффективности севооборотов при разных чередованиях культур выражены сильнее, чем в средние и увлажненные.

1. Магомедтагиров А.А. Агроклиматическое обоснование севооборотов в интенсивном и биологизированном земледелии. Современные векторы развития науки. Сборник статей по материалам Ежегодной научно-практической конференции преподавателей по итогам НИР за 2023 год. Краснодар: Кубанский государственный аграрный университет им. И.Т. Трубилина. 2024; 32–34. https://elibrary.ru/drlgqd

2. Фитишин К.Р. Влияние климатических изменений на урожайность основных сельскохозяйственных культур. Инновационные технологии в науке и образовании. Сборник научных трудов ХII Международной научно-практической конференции. Ростов-на-Дону: Общество с ограниченной ответственностью «ДГТУ-ПРИНТ». 2024; 119–122. https://doi.org/10.23947/itse.2024.119-122

3. Зейналов А.С., Орел Д.С. Адаптационные возможности и изменения в биоэкологии Cydia pomonella L. в Центральном районе Нечерноземной зоны России на фоне глобального потепления. Аграрная наука. 2023; (6): 89–95. https://doi.org/10.32634/0869-8155-2023-371-6-89-95

4. Жазылбек Л.И., Несипбеков Е.Н. Влияние изменения климата на устойчивость культурных растений в условиях Казахстана. Мировая глобализация: фундаментальные и прикладные аспекты: сборник научных трудов по материалам IV Международной научно-практической конференции. М.: Экономическое образование. 2024; 173–178. https://elibrary.ru/roekpv

5. Рябцева Н.А. Влияние климатических факторов на действие регуляторов роста в агроценозах ярового ячменя. Аграрная наука. 2024; (10): 117–121. https://doi.org/10.32634/0869-8155-2024-387-10-117-121

6. Левицкая Н.Г., Демакина И.И. Современные изменения климата Саратовской области и стратегия адаптации к ним селекции и агротехнологий. Успехи современного естествознания. 2019; (10): 7–12. https://www.doi.org/10.17513/use.37206

7. Губарев Д.И., Левицкая Н.Г., Деревягин С.С. Влияние изменений климата на деградацию почв в аридных зонах Поволжья. Аридные экосистемы. 2022; 28(1): 20–27. https://www.doi.org/10.24412/1993-3916-2022-1-20-27

8. Huang Y., Gerber S., Huang T., Lichstein J.W. Evaluating the drought response of CMIP5 models using global gross primary productivity, leaf area, precipitation, and soil moisture data. Global Biogeochemical Cycles. 2016; 30(12): 1827–1846. https://www.doi.org/10.1002/2016GB005480

9. Варданян Т.Г. Глобальное изменение климата и водное хозяйство Армении. Вестник Тверского государственного университета. Серия: География и геоэкология. 2017; (1): 18–36. https://www.elibrary.ru/yhvdcr

10. Faucon M.P., Houben D., Lambers H. Plant Functional Traits: Soil and Ecosystem Services. Trends Plant Sci. 2017 May; 22(5): 385–394. DOI: 10.1016/j.tplants.2017.01.005. Epub 2017 Feb 14 PMID: 28209328

11. Mariotte P. et al. Plant-Soil Feedback: Bridging Natural and Agricultural Sciences. Trends in Ecology & Evolution. 2018; 33(2): 129–142. https://www.doi.org/10.1016/j.tree.2017.11.005

12. Schimel J.P. Life in Dry Soils: Effects of Drought on Soil Microbial Communities and Processes. Annual Review of Ecology, Evolution, and Systematics. 2018; 49: 409–432. https://www.doi.org/10.1146/annurev-ecolsys-110617-062614

13. Plaxina V.S., Astashov A.N., Bochkareva Ju.V., Azizov Z.M., Safronov A.A. Improvement of the ecological sustainability of shorttermrotation under the aridization conditions. IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. 2022; 949: 012135. https://www.doi.org/10.1088/1755-1315/949/1/012135

14. Toigildin A., Morozov V., Podsevalov M., Toigildina I., Ayupov D. Ecological role of crop rotation in the efficient use of agricultural territories of the forest-steppe zone of the Volga region. E3S Web of Conferences. 2020; 208: 01014. https://www.doi.org/10.1051/e3sconf/202020801014

15. Zelenev A.V., Chamurliev O.G., Laptina Yu.A., Gubina L.V., Romenskaya O.N., Feofilova L.A. Effectiveness of biologization predecessors and methods in increasing grain crops productivity and field crop rotations productivity in Nizhneje Povolzhje region. IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. 2021; 843: 012024. https://www.doi.org/10.1088/1755-1315/843/1/012024

16. Степных Н.В., Нестерова Е.В., Заргарян А.М., Копылова С.А. Стратегическое значение диверсификации растениеводства. Земледелие. 2022; (2): 7–13. https://www.elibrary.ru/dnvbgb

17. Трофимов И.А., Трофимова Л.С., Яковлева Е.П., Емельянов А.В., Скрипникова Е.В. Адаптации в сельском хозяйстве и иммунитет сельскохозяйственных культур к болезням и вредителям. Аграрная наука. 2019; (2): 24–28. https://www.doi.org/10.32634/0869-8155-2019-326-2-24-28

18. Азизов З.М., Архипов В.В., Имашев И.Г. Эффективность производства зерна в севооборотах засушливой степи Нижнего Поволжья. Аграрный научный журнал. 2021; (2): 4–8. https://www.doi.org/10.28983/asj.y2021i2pp4-8

19. Широков Ю.А. Анализ перспектив энергоэкономической оценки агротехнологий. Агроинженерия. 2021; (4): 46–52. https://www.doi.org/10.26897/2687-1149-2021-4-46-52

20. Беляк В.Б., Тимошкин О.А. Совершенствование набора культур и структуры кормовых угодий для мясного скота в лесостепной зоне. Международный сельскохозяйственный журнал. 2019; (1): 49–52. https://www.doi.org/10.24411/2587-6740-2019-11013

21. Ткачук О.А., Павликова Е.В. Сравнительная оценка энергетической эффективности агротехнических приемов в полевых севооборотах лесостепи Среднего Поволжья. Современные проблемы науки и образования. 2015; (1–1): 1690. https://www.elibrary.ru/vifdcf

22. Мамедова Ш.А. Биоэнергетическая и экономическая эффективность выращивания бобовых растений. Бюллетень науки и практики. 2021; 7(1): 98–106. https://www.doi.org/10.33619/2414-2948/62/10

23. Ткачук О.А., Орлов А.Н., Павликова Е.В. Совершенствование элементов технологии возделывания яровой пшеницы, обеспечивающих снижение энергетических затрат и повышение урожайности на черноземных почвах лесостепи Поволжья. Нива Поволжья. 2012; (2): 40–45. https://www.elibrary.ru/punxlh

24. Барановский А.В., Тимошин Н.Н., Курдюкова О.Н. Энергетическая эффективность возделывания сорго и других зерновых культур в Донбассе. Известия Кабардино-Балкарского научного центра РАН. 2024; 26(5): 147–159. https://www.elibrary.ru/orwtrk

25. Плаксина В.С., Родина Т.В., Киреева О.В. Повышение рентабельности за счет возделывания кормовых культур в агроценозах. Селекция сельскохозяйственных растений и совершенствование технологии их возделывания. Материалы Международной научно-практической конференции. Иркутск: Иркутский ГАУ. 2024; 111–115. https://www.elibrary.ru/tjwokd

26. Митрофанов Д.В. Агроэкономическая и биоэнергетическая оценка шестипольных севооборотов в засушливых условиях Оренбургской области. Известия Оренбургского государственного аграрного университета. 2019; (2): 20–24. https://www.elibrary.ru/odznxo