Сельское хозяйство является энергозатратным производством, поэтому главная задача сейчас — перейти на энергосберегающие технологии выращивания полевых культур. Применение рациональной структуры посевных площадей и освоение научно обоснованных севооборотов приведет к повышению эффективности агроэкосистем. Эффективность же использования пашни зависит от набора, размещения и урожайности возделываемых культур. Видовой состав культивируемых растений определяется, прежде всего, соответствием получаемой продукции требованиям рынка. При постоянном дефиците влаги включение засухоустойчивых поздних культур, способных восполнять потери урожая других культур, обеспечивает стабилизацию выхода продукции. В засушливых регионах целесообразно включать в структуру посевных площадей зерновое сорго, так как эта культура обеспечивает наибольший выход зерна в севооборотах.
Напоминает кукурузу и ячмень
Ценность сорго обусловлена высокой продуктивностью, универсальностью использования, способностью противостоять повышенным температурам и продолжительным засухам. Сорго отличается высокой солевыносливостью, жаростойкостью и отзывчивостью на увлажнение и внесение минеральных удобрений. Кроме того, в отличие от зерновых колосовых культур, оно эффективно использует влагу осадков в июле и августе, что особенно важно. Зерно сорго довольно часто используют для приготовления комбикормов, а также в качестве концентрированного корма не только для свиней, но также для коров, лошадей и птицы. Питательность зерен сорго достаточно высока, по своему составу эта культура очень напоминает кукурузу и ячмень, относящиеся к зернофуражным. В сорго значительно больше протеина, чем в кукурузе. По урожайности зерна оно значительно превосходит ранние яровые. В ФГБНУ РосНИИСК «Россорго» в среднем за 15 лет его урожайность составила 2,63 т, ячменя — 2,03 т, овса — 1,93 т, кукурузы — 2,49 т/га. Амплитуда колебания урожайности у сорго составила 28,7%, у кукурузы — 43,5%, у проса — 43,3%.
Цифра
700 тысяч га составляют посевные площади сорго
Сейчас Ростовская, Саратовская, Волгоградская области и Ставропольский край стали основными производителями семян сорго для Российской Федерации. Площади посева этой культуры составляют более 700 тыс. га. В условиях дефицита влаги и чрезмерно высоких летних температур значение сорго как продовольственной кормовой культуры в структуре посевных площадей в перспективе будет возрастать для формирования основных и страховых фондов. Хотя технология его возделывания в значительной степени изучена, остаются невыясненными вопросы о средообразующей роли этой культуры в агроэкосистемах. Проведение анализа структуры посевных площадей в системе севооборотов позволяет дать более полную и всестороннюю оценку эффективности использования почвенно-климатических ресурсов.
Энергетический подход
Он представляет возможность количественно определить энергетическую оценку сельскохозяйственной продукции и технологий возделывания. Дает возможность количественно определить энергетические затраты и степень их окупаемости при производстве продуктов растениеводства, сравнить агрофитоценозы по расходу затраченной энергии на единицу продукции при различных системах земледелия и ее составляющих.
Целью наших исследований было выявить влияние ротации и доли зернового сорго на биоэнергетическую эффективность севооборотов. В качестве материала для исследований послужили следующие сорта сельскохозяйственных культур: озимая пшеница Калач 60, сорго зерновое Гранат, соя Марина, нут Бонус, яровая пшеница Саратовская 66. Опыты проходили в течение трех лет на опытном поле РосНИИСК «Россорго». Повторность четырехкратная, размещение делянок систематическое. Посев озимых и ранних яровых культур проводился в оптимальные сроки сплошным рядовым способом с использованием сеялок СЗ-3,6; сорго зернового, нута и сои — широкорядным способом с междурядьями 70 см сеялкой СО-4,2.
Почва опытного поля — слабо выщелоченный южный чернозем, среднесуглинистого гранулометрического состава. В пахотном слое содержание гумуса составляет 3,5–4,2%, доступного фосфора — 2,4–12 мг, гидролизуемого азота — 10–15 мг, обменного калия — 21–32 мг, кальция — до 8 мг на 100 г почвы.
Изучались севообороты с разной долей зернового сорго. Трехпольный: пар черный, озимая пшеница, сорго. Четырехпольный: пар черный, озимая пшеница, соя, сорго. Пятипольный: пар черный, озимая пшеница, яровая пшеница, нут, сорго.
Анализ биохимического состава зерна проводился в отделе биохимии и биотехнологий в соответствии с ГОСТом. На основе полученного экспериментального материала определялась биоэнергетическая оценка эффективности севооборотов.
Трех- и четырехпольный впереди
Показателем эффективности севооборотов считается выход продукции с гектара пашни, выраженный в зерновых единицах.
При этом можно считать, что в данном севообороте наиболее полно и рационально используются почвенно-климатический ресурс и биологический потенциал культур, а также материальные и трудовые ресурсы. Выход продукции на единицу севооборотной площади определялся по средним урожайным данным.
В ходе оценки продуктивности севооборотов выявлено, что наиболее эффективно такое чередование культур: пар, озимая пшеница, соя, зерновое сорго — оно дает урожайность 2,79–2,99 тонны, и пар, озимая пшеница, зерновое сорго — 2,78–2,98 тонны. Максимальный выход зерна с гектара севооборотной площади был получен в трехпольном и четырехпольном севооборотах и составил 2,98–2,99 тонны. В пятипольном севообороте показатели продуктивности были ниже — 2,34–2,51 тонны.
В рамках исследований проводилось определение биохимического состава зерна изучаемых культур. В трехпольном севообороте озимая пшеница и зерновое сорго имеют схожие показатели по протеину. Высокое содержание валовой энергии у зернового сорго — 19,48 ГДж.
В четырехпольном севообороте у сои отмечено высокое содержание протеина (34,94%), жира (17,35%) и клетчатки (13,5%). Максимальное содержание валовой энергии у сои (23,01 ГДж), минимальное — у озимой пшеницы (15,88 ГДж). В пятипольном севообороте хорошее содержание протеина наблюдалось у нута (17,09%); жира — у нута (4,84%) и зернового сорго (4,25%). Большая валовая энергия также была у нута (18,92 ГДж) и зернового сорго (18,91 ГДж).
Метод биоэнергетической оценки эффективности возделывания сельскохозяйственных культур сводится к сравнению совокупных затрат энергии на производство продукции и количества энергии, полученной с урожаем. Энергозатраты рассчитываются на основе технологических карт возделывания культур в севооборотах, отражающих весь комплекс работ по данной культуре, материально-технических средств и труда. Обобщающим показателем является биоэнергетический коэффициент.
Результаты исследований показали, что в четырехпольном севообороте продуктивность была наибольшей и составила 2,91 т/га. Максимальная сумма накопленной энергии с урожаем у пятипольного севооборота (259,69 ГДж/га), за счет включения в него нута и зернового сорго. Максимальные затраты совокупной энергии на гектар севооборотной площади зафиксированы в пятипольном севообороте, и произошло это из-за снижения доли черного пара. Самый высокий показатель чистого энергетического дохода выявлен в пятипольном севообороте — 192,83 ГДж/га, при этом энергетическая себестоимость продукции составила 27,40 ГДж/т. Высокий коэффициент энергетической эффективности и биоэнергетический коэффициент получены в четырехпольном севообороте, 3,28 и 4,28 соответственно. Использование этого чередования культур можно считать наиболее энергетически эффективным.
Таким образом, расчет биоэнергетической эффективности трех-, четырех- и пятипольных севооборотов позволил установить, что энергетически целесообразно использовать все три вида севооборотов, так как коэффициенты энергетической эффективности находятся на достаточно высоком уровне, однако максимальный коэффициент энергетической эффективности и биоэнергетический коэффициент получены при сочетании культур: пар черный, озимая пшеница, соя, сорго зерновое.
Вера Плаксина, старший научный сотрудник Российского научно-исследовательского и проектно-технологического института сорго и кукурузы «Россорго»