Проблемы рационального использования удобрений и средств химической защиты растений в сельском хозяйстве России

Технологические схемы КАХОП отличаются тем, что могут проводиться:

- на парах чёрных, чистых, занятых, сидеральных, с использованием в качестве органических удобрений соломы;

- в условиях беспарового возделывания зерновых, технических, кормовых и овощных культур по интенсивным технологиям;

- при наличии водной, ветровой эрозии и необходимости углубления пахотного слоя;

- на осушенных (или осушаемых) и орошаемых землях;

- при коренном улучшении естественных кормовых угодий и создании культурных пастбищ.

КАХОП стал выполняться в стране с 1981 года, и за первые 5 лет было сделано 9,415 млн. га, а к 1990 году выполнено работ на площади около 18 млн. га.

Таблица 22 Влияние комплексного окультуривания почв на урожайность сельскохозяйственных культур в целом по Российской Федерации за 1982-1990 годы

Для определения экономической эффективности затрат на КАХОП нами была предложена методика расчёта, которая позволяет установить за какой период окупаются произведённые затраты.

Затраты на КАХОП включают стоимость химических мелиорантов, органических, минеральных и микроудобрений, средств защиты растений, регуляторов роста, затраты на их транспортировку, хранение и внесение, на выполнение культуртехнических и противоэрозионных мероприятий. В соответствии с действовавшим порядком расходы на известкование и фосфоритование кислых почв , приготовление торфонавозных компостов, мелиоративные мероприятия, расходы на составление проектно-сметной документации (ПСД) и авторский надзор в хозяйствах Нечернозёмной зоны и Дальнего Востока учитывались в полном объёме и списывались за счёт госбюджета. Производственные затраты текущего года определялись на основе технологических карт, составляемых на каждую культуру отдельно.

Для обоснования мероприятий, предусмотренных ПСД, следует рассчитывать затраты текущих лет за весь период действия КАХОП. Было установлено на основе научных данных и нормативных показателей, что минимальным периодом действия КАХОП период ротации звена севооборота равный 4 годам.

Таким образом, для определения экономической эффективности мероприятий по КАХОП за 4 года необходимо рассчитать общие затраты, производимые до посева первой культуры и ежегодные производственные затраты, связанные с возделыванием сельскохозяйственных культур после проведения КАХОП.

Определение прибавки урожая может производиться двумя способами:

а). сравнением урожайности на контрольных полосах, шириной 12 метров, и на поле, где выполнены все мероприятия по повышению плодородия почвы;

б). сравнением урожайности полученной на поле, где выполнены все мероприятия по повышению плодородия почвы, со средней урожайностью культур, что возделывались на этом поле за 3-5 лет до комплексного окультуривания.

На стадии разработки ПСД, для определения истинной эффективности КАХОП и обоснования целесообразности его осуществления, рекомендуется соотносить общие затраты на КАХОП со среднегодовой суммой дополнительного чистого дохода, установленной за период воздействия окультуривания на урожай (4-5 лет), то есть рассчитывать срок окупаемости мероприятий.

При выполнении экономических расчётов следует учитывать несколько особенностей. Стоимость валовой продукции с земель после КАХОП должна определяться с учётом качества продукции. Более качественное зерно, корнеплоды сахарной свёклы и другая продукция более высокого качества, чем ранее получаемая, должна быть оценена по более высоким ценам. Продукция кормовых культур, предназначенная для внутреннего потребления в хозяйстве, пересчитывается в кормовые единицы и оценивается по закупочной цене овса.

Экономическая эффективность производства сельскохозяйственных культур оценивается по нескольким показателям, главными из которых являются величина получаемого дополнительного чистого дохода и уровень рентабельности.

Определение дополнительного чистого дохода производится по формуле:

ДЧД = (А х Ц - З) - (Ас х Цс - Зс), где,

ДЧД - сумма дополнительного чистого дохода со всей площади поля, руб.;

А - валовой сбор сельскохозяйственной продукции с окультуренного поля, ц;

Ц - цена реализации 1 ц продукции с учётом её качества, руб.;

З - затраты на производство продукции, руб.;

Ас - среднегодовой валовой сбор культуры на поле до проведения КАХОП, ц;

Цс - фактическая цена реализации 1 ц продукции, полученной до проведения КАХОП, руб.;

Зс - среднегодовые текущие затраты на производство продукции до проведения КАХОП, руб.

При определении ДЧД в первый год использования земли затраты на производство продукции будут складываться из общих затрат на КАХОП и текущих затрат данного года, а при расчёте ДЧД во второй, третий и последующие годы учитываются только текущие затраты на производство продукции на участке КАХОП.

Уровень экономической эффективности мероприятий по КАХОП характеризуется величиной рентабельности производства продукции. Она определяется по формуле:

Р - рентабельность производства продукции, %;

ВП - стоимость валовой продукции, полученной со всей площади окультуренного поля, руб.;

З - затраты на производство продукции, руб.

Показатель рентабельности производства продукции после проведения КАХОП должен быть выше, чем он был до проведения мероприятий по улучшению земель. Его величина должна обеспечивать расширенное производство в сельском хозяйстве, и в настоящее время не может быть ниже 40 %. С учётом ежегодной инфляции в стране в пределах 15 % и удорожания промышленной продукции, закупаемой сельским хозяйством, на 15-20 % , такой уровень рентабельности обеспечивает минимальные темпы развития отрасли.

Селекция новых сортов и интенсификация растениеводства

Задачей селекции является не только создание высокопродуктивных сортов, но и обеспечение средоулучшающих (почвозащитных, фитосанитарных и др.) а также ресурсовосстанавливающих свойств фитоценозов и агроландшафтов, чему отвечает по формулировке А.А. Жученко, так называемая, адаптивная селекция.

При адаптивной селекции, наряду с выведением высокоурожайных сортов, должна обеспечиваться экономия ресурсов, в то числе энергетических, в условиях минимальной обработки почвы, дефиците легкодоступных элементов минерального питания, с локализацией вредного действия химических средств и тяжелых металлов. Способность сортов с наибольшей эффективностью использовать внешние условия, и одновременно противостоять действию экологических стрессов, приводит к снижению затрат невосполнимой энергии на каждую единицу продукции и является важнейшей основой интенсификации растениеводства. «Урожай, - по формулировке Н.И. Вавилова, - есть производное среды и генотипа…», формируемого селекцией». Ещё в 20-е годы прошлого века Н.И. Вавилов писал, что химизация земледелия ставит на очередь вопрос о селекции на отзывчивость к удобрениям. В ряде своих работ (1932, 1934, 1935 гг.) Н.И. Вавилов утверждал о необходимости селекции хлебных злаков на отзывчивость к химическим удобрениям и «…дифференциальному изучению отдельных выдающихся сортов на условия среды, на урожай и его качество», что должно привести «…к специфической сортовой агротехнике и удобрению применительно к определённому сорту».

Рост урожайности зерновых культур в странах Западной Европы и в США в последние десятилетия с 20 до 60-80 ц/га по мнению учёных и экспертов этих стран был достигнут на 33 % за счёт применения минеральных удобрений, а на 67 % за счёт других факторов, главным из которых явились новые сорта с высокой «оплатой» урожаем низких и средних доз минеральных удобрений. (Драгавцев В.А.).

На примере селекционных достижений в области зернового производства в Центральном районе Нечернозёмной зоны России, рассмотрим, как изменилась сама подотрасль и как селекционные успехи позволяют рационально использовать ресурсы хозяйств и, в том числе, и средства химизации.

Во второй половине ХХ века возникла проблема получения высоких урожаев основной продовольственной культуры, пшеницы, в почвенно-климатических условиях ЦЭР. В начале прошлого века пшеница вообще не культивировалась даже в южных губерниях центра Нечерноземья. В посевных площадях здесь доминировали рожь и овёс, а также ячмень. Вследствие инерционности мышления, считалось, что эта территория сугубо ржано-овсяного производства. Даже переход от трехполки к плодосмену, удваивавший урожайность до 14-16 ц/га, «…в Северных территориях проходил крайне медленно» (95, с. 409).

Однако, с развитием селекционных и технологических достижений, - посевные площади основной продовольственной культуры практически для всех регионов страны, пшеницы, стали расти и продвигаться в Нечерноземную зону. Сначала они распространились в южной зоне, затем - в центральной и, далее, в северной части Нечернозёмной зоны. Из-за более высокой урожайности среди других зерновых (в 2001-2005 гг. превышение в ЦЭР составило 0,5 т/га), стала преобладать пшеница. На неё приходится более половины посевов и валового сбора в РФ, соответственно треть и 40 процентов в регионе.

Селекция зерновых культур в России признаётся наиболее эффективной в мире, особенно в плане устойчивости к экстремальным факторам, противодействию засухе, низким отрицательным и высоким положительным температурам, опасным болезням и вредителям (виды ржавчины, головни, снежная плесень, септориоз, вредный клоп-черепашка). Учёные селекционных центров в Краснодарском и Ставропольском краях, Ростовской, Московской и других областях создали сорта озимой пшеницы и тритикале с реализованной урожайностью свыше 10 тонн с 1 га. Разработаны оригинальные, ускоренные методы селекции растений. Например, разработана концепция сортосмены озимой пшеницы в адаптивном сельскохозяйственном производстве зерновых культур. Она включает агроэкологический и технологический набор генетически разнородных сортов озимой пшеницы, созданной в последние годы, в максимальной степени использующих положительный эффект генотип - среда.

Как уже указывалось, рациональное использование удобрений во многом будет зависеть от правильного подбора сортов, с учётом их отзывчивости на удобрения. Известно, что сорта растений различаются не только неодинаковой чувствительностью к высоким и низким температурам, к болезням и вредителям, но и к разному содержанию питательных веществ в почве. Последнее свойство называют сортовой или генетической спецификой минерального питания растений. Исследования, характеризующие вопросы генотипической специфики минерального питания растений освещены в трудах Климашевского Э.Л., Удольской Н.Л., ак. Лукьяненко П.П., Шулындина А.Ф., Гамзикова Г.П., и др. Ещё в 30-х годах ХХ века было установлено, что различия между сортами хлебных злаков в отзывчивости на удобрения могут достигать 30 и более процентов. Например, по данным Кубанского НИИСХ пшеница сорта Безостая 1, при внесении полного минерального питания N60P60K60 , повышала урожайность на 68 % (22,4 ц/га), а сорт Новоукраинка - лишь на 32 % (9,3 ц/га) и т.д.

По данным Климашевского Э.Л. при внесении большой дозы азота яровая пшеница сорта Отечественная повышала урожайность на 192 %, Шортандинка - на 90 %, Акмолинка - на 67 %, а Бирюсинка - лишь на 20 %.

Различия между сортами по отзывчивости сохраняются в широком диапазоне количества растений на единице площади. У более отзывчивых сортов от применения увеличенных доз азота в значительной мере улучшалось и качество зерна. Эта особенность новых сортов обеспечивается более активной деятельностью корней и фотосинтетического аппарата.

Опыты с кукурузой и яровой пшеницей показали, что в сортовой специфике корневого питания растений гораздо большее значение для повышения продуктивности часто имеет не абсолютное количество внесённых NPK, а правильное соотношение между этими элементами.

Степень реакции генотипа кукурузы на соответствующий уровень питания зависит и от возраста форм - созданные недавно сорта лучше реагируют на удобрения, чем старые сорта.

Подчёркивая ярко выраженную специфику в реакции разных сортов одной культуры на удобрения, надо сказать, что основная роль в генотипических различиях растений и их реакции на уровень минерального питания принадлежит корневым системам.

По данным Шулындина А.Ф. рожь расходует на каждый центнер зерна азота, фосфора и калия значительно больше, чем пшеница. Из тритикале сорт Амфидиплоид-206 по расходу минеральных веществ практически равен пшенице. А растения сорта Амфидиплоид-234 превышают по потреблению азота пшеницу почти в 2 раза, рожь в 1,5 раза, по потреблению фосфора он превышает пшеницу в 2 раза, рожь - на 78 %; по потреблению калия превышает пшеницу в 2,4 раза, а рожь - в 1,9 раза. Этот сорт крайне не рационально расходует минеральные удобрения, поэтому никогда не даст высокого экономического эффекта.

Более рациональному использованию минеральных удобрений отвечают сорта с пониженным отношением соломы к зерну, низким стеблем и крупным озернённым колосом, скороспелые, засухоустойчивые, устойчивые к полеганию, с мощной корневой системой и иммунные к болезням и вредителям.

Для реализации этих возможностей нужно повсеместно применять сортовую агротехнику, как элемент высокой культуры земледелия.

Подбор сортов имеет исключительное значение для эффективного использования удобрений и других ресурсов, По данным Климашевского Э.Л. из 200 генотипов зерновых и зернобобовых культур 82 % или 164 сорта имеют коэффициент использования элементов питания на уровне 19-20 % и только 18 % сортов имеют значительно более высокий коэффициент (от 36 до 51 %). Таким образом, применение в селекции и в производстве сортов из группы с более высоким коэффициентом использования элементов питания из почвы и удобрений может обеспечить эффективное и рациональное потребление ресурсов, их высокую рентабельность.

Создание устойчивых к болезням сортов - комплексный труд, включающий, помимо селекционных работ, иммунологические, генетические, физиолого-биохимические и другие исследования. В Научно-исследовательском институте сельского хозяйства Центральных районов Нечерноземной зоны, Калужском и ряде других НИИСХ получена урожайность сортов озимой пшеницы, созданных Б.И. Сандухадзе, превышающая 10 т/га. В учебном хозяйстве «Лавровский» Орловского государственного аграрного университета в течение ряда лет ежегодные урожаи озимой пшеницы сортов Московская 39 и Память Федина (оригинатор НИИСХ ЦРНЗ) составляли в среднем 5 т/га, при содержании клейковины 29-31 %.

Селекционерами установлено, что содержание белка в зерне - сортовой признак, однако реализация этого генетически заложенного признака зависит, прежде всего, от содержания в почве основного строительного элемента белка - азота. Характерно высказывание на эту тему Д.Н. Прянишникова (1953) - «…на вопрос, зачем нужен растениям азот, имеется вполне определённый ответ: без азота нет белков, без белков нет протоплазмы, без протоплазмы нет жизни».

Новые сорта озимой пшеницы, наряду с высокой урожайностью, характеризуются также требуемыми хлебопекарными качествами. Так, сорт Московская 39 отличается высокой урожайностью и содержанием не только клейковины, но и белка (до 18,3 %), несмотря на то, что по годам имеются существенные различия. Тем не менее, во все годы сорт характеризуется высоким качеством зерна, содержанием не только сырой клейковины до 46 %, что позволяет отнести этот и ряд других сортов к категории сильной пшеницы. Причём пшеница имеет высокое содержание белка, который за рубежом признаётся основным критерием оценки качества зерна, да и у нас по этому показателю наибольший потребительский спрос.

Из-за частых неблагоприятных температурно-влажностных режимов в Центральном Нечерноземье (в период налива зерна и его созревания) считалось, что в этом регионе не может формироваться зерно, соответствующее качественным показателям продовольственного зерна. Однако, впервые, под руководством академика РАСХН Сандухадзе Б. И. создан уникальный для Центральных областей России сорт озимой пшеницы Московская 39, отличающийся сочетанием урожайности со стабильно высоким качеством зерна. Среднемноголетние параметры урожайности озимой пшеницы сортов селекции НИИСХ ЦРНЗ за 1994-2004 гг. на опытах составили свыше 6 т/га, что на пятую часть больше стандарта, сорт Заря. Б.И. Сандухадзе удалось преодолеть психологический барьер, якобы фатальной дегенерации получения сильной пшеницы в почвенно-климатических условиях Нечерноземной зоны.

Вместе с тем, если раньше считалось, что для зерна, произведенного в условиях Нечерноземья, при хлебопечении требуются «улучшатели», то есть добавление части муки твердой или сильной пшениц, завозимых из Поволжья, южных регионов, или Сибири. Сорта, выведенные в последние годы в НИИСХ ЦРНЗ, в этом не нуждаются. Это подтверждается материалами лаборатории технологии зерна института, которая проводит анализ сортов на хлебопекарные качества.

Успешно проходят государственное испытание новые сорта озимой пшеницы Московская 56 и Немчиновская 57, с потенциалом урожайности 85-90 ц/га, характеризующиеся повышенным содержанием белка и сырой клейковины в зерне. Поэтому сорта озимой пшеницы селекции НИИСХ ЦРНЗ распространились не только в северные, но и в исконно пшеничные районы страны, где занимают площадь 2,0 млн. га (6 сортов из 10 - защищены патентами).

Таблица 23 Характеристика некоторых сортов озимой пшеницы НИИСХ ЦРНЗ

Многолетние экспериментальные данные показывают, что в условиях Центральной России можно получать также зерно яровой мягкой пшеницы, пригодное для выпечки хорошего хлеба. В Государственный реестр селекционных достижений, допущенных к производству в Центральном, Центрально-Черноземном, Волго-Вятском и Северо-Западном экономических районах, включен ряд сортов яровой мягкой пшеницы с высоким качеством зерна, выведенных в НИИСХ ЦРНЗ: Московская 35, Люба, Приокская, Лада, Амир, МИС. При соответствующей технологии возделывания, указанные сорта дают зерно, которое может существенно пополнить местные продовольственные ресурсы в центральной России, с потенциалом урожайности до 6 т/га и хорошими хлебопекарными качествами. На государственное испытание переданы четыре новых сорта: Мильтурум 63, Энгелина, Подмосковная 10 и Злата, отличающиеся высокой урожайностью и хорошими хлебопекарными качествами зерна.

Продвижение пшеницы в географические широты Центрального экономического района и Нечерноземной зоны в целом, обусловлено не только антропогенным фактором, научно-техническим прогрессом, но и потеплением и повышением влажности климата здесь. За последние сто лет температура воздуха в ЦЭР в среднем повысилась на 30С, и возросла также сумма осадков (Полев Н.А.).

Селекционная революция ученых-зерновиков НИИСХ ЦРНЗ заключается не только в создании новых высокопродуктивных и высокоценных сортов пшеницы, но и других зерновых, некоторые из которых по урожайности не уступают или мало уступают указанной культуре. Гончаренко А.А. выведены высокопродуктивные сорта исконной зерновой культуры Нечерноземья - озимой ржи. Наибольшее распространение в настоящее время имеют: Крона, Пурга, Валдай, Татьяна, а также сорт Альфа, являющийся лучшим достижением отечественной селекции, который по своим хлебопекарным качествам не имеет прототипов в мире (42, с. 5; 52, с. 73…80). По аналогии с пшеницей он заслуживает определения «сильного» сорта ржи. Создан первый в России гетерозисный гибрид озимой ржи НВП-3, с потенциалом урожайности 8 т/га. Сорт характеризуется высокими хлебопекарными качествами зерна, со средней прибавкой урожая при государственном сортоиспытании в областях центральной России - 12,1 ц/га.

Более чем за сто лет до нашего времени Д.И. Менделеев в средней полосе России, в своем небольшом имении Баблово, добивался урожая ржи до 6 т/га (112, с. 193).

В последние годы развернуты работы по селекции сортов и гибридов озимой ржи, пригодных не только для выработки хлеба, но и для использования на корм животным и широкой промышленной переработки. Решение проблемы селекционной диверсификации в создании сортов этой культуры является актуальной задачей. Отсутствие устойчивого спроса на зерно ржи обусловлено слишком узким ассортиментом рыночного предложения продукции, который, в основном, сводится к её переработки на хлеб и спирт, тогда как самым ёмким потребителем продукции зерновых злаков является животноводство.

В определенной степени эту задачу решает ведущаяся в институте селекция озимой тритикале, спрос на зерно которой растет с каждым годом, как у нас, так и за рубежом, за возможность двойного (то есть в качестве кормового и пищевого) использования в кондитерской и спиртовой промышленности. Особый интерес привлекают сорта озимой тритикале Гермес и Антей, а государственное испытание проходят - Немчиновская 56 и Варвара.

Основное направление селекции ярового ячменя: зернофуражное и пивоваренное. В настоящее время в производстве возделывается 12 сортов ячменя селекции НИИСХ ЦРНЗ, из которых 9 отнесены к ценным по качеству, а 8 включены в список пивоваренных. Суммарная площадь посева под ними составляет около 1,2 млн.га. Наиболее широкое распространение получили сорта Биос-1, Эльф, Рахат, Рамос, Суздалец, Нур, которые отличаются высоким потенциалом урожайности (до 8 т/га). Государственное испытание проходят три новых сорта: Владимир, Прометей и Пересвет (42).

Под руководством Е.В. Лызлова в НИИСХ ЦРНЗ, в содружестве с рядом научных учреждений, была создана серия уникальных сортов овса: Друг, Скакун, Улов, Привет, Борец, за которые авторам присуждена Государственная премия России в области науки и техники. Практически во всех регионах России возделываются сорта овса, выведенные в НИИСХ ЦРНЗ, под которыми занято более 3 млн.га. На сортоучастках максимальная урожайность сорта Скакун составляла около 8 т/га, а в производственных условиях свыше 6 т с гектара (42, с. 5; 164). В настоящее время в Госреестр РФ включено 17 сортов овса, созданных институтом самостоятельно или в кооперации с другими научными учреждениями. Госиспытание проходит новый сорт овса Лев, превышающий стандарт по урожайности на 6,8 ц/га, а также Рысак и Конкур, созданные в сотрудничестве с Ульяновским НИИСХ.

Значительный вклад вносят ученые института и в решение острейшей проблемы растительного белка для животноводства Нечерноземья, селекцией зернобобовых культур. Селекционером Г.А. Дебелым создано более 15 сортов гороха, яровой и озимой вики, люпина. В их числе высокотехнологичный зерноукосный сорт гороха полевого Немчиновский 817, с неосыпающимися семенами, что позволяет проводить уборку посевов прямым комбайнированием. В 2005 году на государственные испытания переданы два новых сорта гороха - Флора 2 и Немчиновский 100, отличающиеся более высокой технологичностью и адаптивностью (63).

Большим успехом является создание совместно с Московской сельскохозяйственной академией им. К.А. Тимирязева первых в России детерминантных сортов люпина узколистного Ладный и Дикаф-14, которые характеризуются скороспелостью (созревают на 20-25 дней раньше ветвистых сортов), высоким потенциалом семенной продуктивности (до 4 т/га) и нерастрескивающимися бобами. На государственное испытание передано два более урожайных сорта - Ладный 7 и Денлад (62).

Из яровой вики, наибольшим спросом пользуются выведенные в НИИСХ ЦРНЗ сорта: Немчиновская 72, Белорозовая 109, Вера, Елена, Людмила, пригодные для использования на зерно, зеленую массу и сенаж. Создан устойчивый к пероноспорозу и фузариозу сорт Немчиновская юбилейная, проходящий государственное испытание (42).

В селекционном процессе НИУ ЦЭР следует также направить усилия на выведение сортов зерновых культур, которые бы давали высокие урожаи на скудных по плодородию и климатических условиях производства. Вместе с тем, поскольку около двух третей потребляемого зерна используется на производство животноводческой продукции, в том числе из группы продовольственных зерновых культур (пшеницы, ржи), постольку следует направить их селекцию на выведение сортов с большей конверсией корма. Но даже при существующей конверсии корма производство животноводческой продукции в стране экономически более эффективно, чем её импорт.

Важность и значение учёта биологических особенностей, сорта и репродукции давно доказано. Например, академик Лукьяненко П.П. показал в опытах с 30 сортами озимой пшеницы, что отзывчивость растений на одну и туже дозу удобрений изменялась по уровню прибавки урожая с 6,3 до 23,6 ц/га, то есть почти в 4 раза.

Современные сорта селекции НИИСХ ЦРНЗ являются не только высокоурожайными, но имеют также прекрасные качественные характеристики. Реализация их потенциала возможна при условии обеспечения растений полным минеральным питанием, интегрированной защитой от болезней и вредителей, своевременной уборкой урожая без потерь. Именно при этих условиях обеспечивается эффективное использование всех факторов производства, и в первую очередь удобрений и средств защиты растений.

Внесённые в Госреестр или переданные на Госиспытаания, относятся к интенсивным типам, а значит, призваны давать высокие урожаи с хорошим качеством продукции. Эти сорта отзывчивы на высокое плодородие почв и повышенные дозы удобрений. Отдавая предпочтения новым высокоэффективным сортам, нужно учитывать, что они дадут высокий урожай только при хорошей агрортехнике и достаточном минеральном питании. Потенциальная урожайность интенсивных сортов может быть достигнута только на высокоплодородных почвах при определённой, с учётом генетических особенностей сорта, системе удобрений, высокой культуре земледелия, интенсивных технологиях выращивания культур. Несоблюдение даже отдельных элементов сортовой технологии приводит к существенному недобору урожая и снижению качественных показателей продукции. Например, озимая пшеница сорта Московская 39 относится к сортам интенсивного типа, отзывчива на высокое плодородие почв и повышенные дозы азотных удобрений. Без азотной подкормки содержание белка в зерне составляет 13,9 %, а при подкормке в дозе 120 кг/га 15,5 %. Содержание клейковины повышается с 28 % до 33 %. У растений этого сорта отмечается два периода усиленного

Таблица 24 Окупаемость удобрений при возделывании новых сортов зерновых культур селекции НИИСХ ЦРНЗ в 2008 году

потребления азота: в начале роста и во время налива зерна. Недостаток азота в первый период приводит к снижению урожая, а при наливе зерна - к заметному ухудшению его качества и, особенно, к уменьшению накопления в зерне белка.

Яровые зерновые культуры более отзывчивы на удобрения, чем озимые. Это объясняется тем, что озимые культуры более длительный период (на 50-70 суток) потребляют питательные вещества из почвы, а значит, больше и лучше могут использовать питательные вещества почвы. Озимые имеют лучше развитую корневую систему, а, значит, из большего объёма почвы берут питательные вещества и воду.

Изучение влияния плодородия почв и удобрений на урожайность и качество зерна яровой пшеницы сортов Лада, Приокская, Люба и других позволило установить, что даже на относительно плодородных почвах, но без внесения азотных удобрений, сорта характеризовались невысоким содержанием клейковины в зерне, не превышающем 21 %.

Таким образом, генетический потенциал высокоурожайных сортов зерновых зернобобовых культур селекции НИИСХ ЦРНЗ может полностью реализоваться в условиях Нечерноземья, когда обеспечивается высокий уровень минерального питания растений, защита их от вредителей и болезней, применяются прогрессивные технологии их возделывания. В этом случае будет обеспечена наивысшая урожайность, высокое качество продукции и эффективность удобрений и средств защиты растений.

Семеноводство и использование семенного материала, как главного звена для реализации генетического потенциала и повышения окупаемости удобрений

Важнейшее значение имеет использование качественного посевного материала. Недаром гласит народная пословица, что «от плохого семени не жди доброго племени». Статистика свидетельствует, что в стране в течение многих десятилетий не решена задача посева высококачественными семенами.

Система промышленного семеноводства в СССР была создана после принятия Постановления Совета Министров СССР от 4 ноября 1976 года. Оно должно было отличаться высокой степенью специализации и концентрации производства семян, что характерно для общемировой тенденции развития отрасли. Проблема заключается не просто в семенах, использованных в отдельных хозяйствах, а в том, чтобы в масштабе страны, при возделывании всех сельскохозяйственных культур, было гарантировано применение высококачественных семян, которые обеспечивают получение высокого урожая культур с качественной продукцией, а значит, будет обеспечена высокая отдача использованных ресурсов, в том числе удобрений и средств защиты растений.

Семеноводство было превращено в мощный сектор растениеводства, обеспечивавший сельское хозяйство семенам лучших сортов и гибридов. Он отличался единой системой взаимосвязанных организационно-технологиче-ских, научно-методических, контрольных и управленческих структур.

С середины 80-х годов начала меняться общая стратегия развития сельского хозяйства. Система семеноводства стала разрушаться.

Уже в 1986 году не сортовыми семенами было засеяно 13 % площади зерновых культур, 10 % сахарной свёклы, 12 % льна-долгунца, 9 % подсолнечника, 40 % картофеля. В ряде областей эти показатели ещё хуже: в Астраханской области в 1985 году только 4 % площадей зерновых засеяны районированными семенами, в Ставропольском крае 36 % посевной площади сахарной свёклы, в Алтайском крае и Оренбургской области 14 и 14,8 % площадей картофеля. Имели место случаи посева не кондиционными семенами. Таковых в 1986 году по яровым зерновым было 8 %, подсолнечника -23 %, многолетних трав - 37 %. В настоящее время положение значительно хуже. Под урожай 2004 года использовано по стране только 2,5 % сертифицированного семенного картофеля.

Высев некондиционными семенами значительно снижает урожайность культур. Анализ данных по 64 субъектами Российской Федерации с качеством высеянных в них семян показывает, что такая корреляция очевидна. Урожайность находится в тесной отрицательной зависимости от доли высева некондиционными семенами. Аналогичная регрессия обнаружена и при анализе зависимости урожайности по регионам доли высева семян массовых репродукций.

Сегодня во всех регионах производители семян игнорируют научно-обоснованные рекомендации по размещению сортов. Широко возделываются сорта, не внесённые в Госреестр сортов. В 2004 году по стране ими было засеяно 18,3 % площадей под яровым культурами, в Северо-Западном регионе 32,4 %, в Дальневосточном регионе - 9,1 %. Высев запатентованных и рекомендованных сортов яровых культур в 2004 году составил 42,4 % по яровым культурам и 67,5 % по озимым зерновым культурам.

Вместе с тем, использование минеральных удобрений при возделывании зерновых культур позволяет получать семена с высокой полевой всхожестью. По исследованиям Вьюгиной Г.В. и Богдановой З.А. улучшение минерального питания увеличивало полевую всхожесть семян сорта Энита с 78 до 82 %, сорта Лада с 81 до 85 %, а выживаемость растений соответственно с 47 до 62 %, и с 61 до 77 % (2009 г.).

Сдерживающим фактором при возделывании многих культур является семеноводство. Например, производство отечественных семян кукурузы составляет всего 40 тыс. тонн (менее 40 % потребности), сахарной свёклы хватает на посев только 16 % площади. Площади под маточной свёклой в Российской Федерации сократились в 4,5 раза, а в отдельных областях (Липецкой, Курской и др.) в 7-10 раз. В 2008 году было закуплено 75 % сортов и гибридов семян сахарной свёклы иностранной селекции. В овощеводстве положение ещё хуже. В стране нет системы семеноводства, полностью отсутствует техника для уборки и подготовки семян.

Таким образом, даже самый ценный сорт не может проявить своих потенциальных возможностей, если посев проводить семенами низких сортовых и посевных кондиций, не соблюдать научно-обоснованных норм сортосмены и сортообновления. Не случайно в странах Евросоюза законодательно запрещено принимать к сертификации и реализовывать семена ниже второй репродукции (кроме льна-долгунца).

Средства защиты растений и экология

Главным сдерживающим фактором роста урожайности и в целом повышения эффективности земледелия (а значит и удобрений остаётся большая засорённость полей, причём самыми вредоносными сорняками - многолетними.

Рациональное использование всех факторов производства обеспечит получение высокой урожайности культур и реализацию их потенциала. Однако на практике достичь этого невозможно из-за высоких потерь от вредителей, болезней и сорняков. По оценке Продовольственной и сельскохозяйственной организации ООН (ФАО) вредные организмы приводят к потере до 30 % потенциального урожая различных сельскохозяйственных культур. Сегодня для трёх тысяч видов культурных растений известно около 30 тысяч видов возбудителей болезней, в том числе более 25 тыс. грибов, около 300 вирусов, 600 нематод, более 2 тысяч бактерий. Например, имеется примерно 100 основных возбудителей болезней пшеницы и риса, 60 - кукурузы, более 50 - ячменя.

В нашей стране имеется около 8 тысяч вредителей, вирусных, бактериальных, грибных болезней и нематод. Из более, чем одной тысячи видов сорных растений наиболее вредоносны для сельскохозяйственных культур 100 - 120.

После уборки урожая при транспортировке и хранении, по данным ФАО, теряется ещё от 5 до 25 % продукции. Суммарные потери урожая в развитых странах составляют около 40 %, а в развивающихся - более 50 %. Отсюда следует, что применение химических средств защиты растений позволяет сохранить биологический урожай и обеспечить высокие экономические показатели производства продукции.

Отрицательной стороной применения химических средств является их вредность. По мировой экологической статистике пестициды, тяжёлые металлы, радионуклиды, нефть и нефтепродукты относятся к экотоксикантам, составляющим так называемую «грязную дюжину». Загрязнение пестицидами составляет около 2 % общего загрязнения окружающей среды (Н. Фетваджиева, 1984 г.). Чтобы этот показатель не стал превалирующим в той или иной местности, нужно аккуратное и ответственное использование химикатов.

Большинство эколого-токсикологических проблем определяется низким коэффициентом полезного действия средств защиты растений. По данным разных учёных он колеблется от 0,03 до 60 %. Современные технические средства и технологии работы обеспечивают попадание и оседание препарата на растениях на 10 - 30 %. В молодых садах не более 10 % рабочего раствора попадает на листья деревьев и потери гербицидов достигают 90 %.

По данным академика В.Е. Соколова только 0,1 - 0,3 % фунгицидов и инсектицидов достигает цели и лишь 5-40 % гербицидов уничтожают сорняки.

Низкий коэффициент полезного действия заложен в самом методе химической защиты растений и технике его исполнения. Сейчас более 75 % пестицидов применяют путём опрыскивания.

Использование высокообъёмных опрыскивателей с гидравлическими распылителями приводит к тому, что 70 % и более объёма рабочей жидкости разбрызгивается в виде капель различного размера и не попадает на целевые объекты.

До 1992 года в России 70 % работ по химической защите растений осуществлялось наземным механизмами, а 30 % авиацией. С учётом неравномерности внесения пестицидов дозировки ядов завышаются примерно на 1/3. Это же наблюдается при низком качестве технических средств. Таким образом отклонение от научно-обоснованных доз внесения ядохимикатов приводит при передозировке к росту затрат, к травмированию растений, другим экологическим издержкам, а при недостаточной дозировке - к снижению эффективности, необходимости повторных обработок, которые способствуют развитию устойчивости к пестицидам вредных видов и загрязнению окружающей среды.

Таким образом, строгое соблюдение технологии применения химических средств защиты растений определяет экономическую эффективность защиты растений и экологичность мероприятий. Тесная взаимосвязь эффективности и экологичности проявляется в необходимости уменьшения дозировок многих пестицидов. Одновременно это отражается на том, что рациональное использование материальных ресурсов предопределяет получение высоких урожаев и высокую отдачу минеральных и органических удобрений. Но чтобы это произошло необходимо достаточное количество техники и квалифицированных исполнителей.

Существенным негативным следствием интенсивного использования химических средств защиты растений является развитие устойчивости к ним у вредных организмов. Так в 1951 году было зарегистрировано 16 устойчивых к пестицидам видов вредных насекомых и клещей, в 1968 году - уже 224, в 1980 году более 400, а в 200 году более 1100. Аналогичная картина наблюдается для фитопатогенных грибов и сорняков.

Развитие резистентности означает снижение эффективности пестицидов и вызывает необходимость увеличения доз препаратов, что ухудшает экономические показатели, требует увеличения дозы ядохимиката и сказывается на экологии и качестве продукции. В конце концов, развитие устойчивости вредителя делает применение против него пестицида бесполезным.

Резистентность к пестицидам в полевых популяциях в СССР ещё в 80-х годах 20-го века была установлена для 33 видов членистоногих, повреждающих сельскохозяйственные культуры. Возникает эта проблема и по отношению к фунгицидам. Отмечено проявление устойчивости для 8 видов фитопатогенов, зарегистрировано также распространение сорняков, устойчивых к гербицидам, особенно к препаратам группы 2,4 - Д.

Развитие резистентности к гербицидам может быть замедленно путём применения препаратов с разным механизмом действия, однако их подбор возможен лишь при наличии в хозяйствах высококвалифицированных специалистов, ведении своеобразного мониторинга, технической оснащённости и финансовой обеспеченности.

С интенсификацией сельскохозяйственного производства, увеличением доз вносимых удобрений и более широким применением средств защиты растений значительно возрастают требования к сортам культур с точки зрения их технологичности, а с другой стороны интенсивные технологии и загрязнение окружающей среды активно изменяют видовой состав популяций патогенов, их агрессивность и вирулентность. В связи с этим возникает необходимость привлечения в качестве исходного материала качественно новых форм, обладающих признаками, отвечающими современным требованиям. Выведение новых устойчивых к болезням сортов, позволит получать высокую урожайность и качественную продукцию, что обеспечит рациональное использование удобрений и средств защиты растений и их высокую окупаемость.

Не соблюдение севооборотов, нарушение агротехники возделывания культур чреваты серьёзными последствиями. Так высокая чувствительность высокобелковых бобовых культур к поражению фитопатогенами, а также накопление инфекции вследствие интенсификации и концентрации сельскохозяйственного производства создают реальные предпосылки для массового поражения растений болезнями. Этому способствует нарушение чередования культур и сокращение сроков ротаций севооборотов, внесение повышенных доз азотных удобрений, посев пожнивных культур. В итоге разрушаются механизмы, обеспечивающие гомеостаз в биоценозе. В таких условиях меняется и стратегия защиты растений, возникает необходимость в переходе от борьбы с комплексом вредных видов к управлению динамикой популяций, формированием и развитием экосистем. Например, резкое сокращение посевов люпина жёлтого и узколистного в 80-х годах в СССР и Польше было связано с массовым поражением их фузариозом. И только с привлечением источников устойчивости к фузариозу из Португалии и Испании остроту этой проблемы удалось снять. (Эпифитотия.)

Интегрированная система защиты растений предполагает выполнение следующих мер: обязательное протравливание семян перед посевом; комплекс агротехнических мероприятий (в том числе борьба с сорняками на окружающих полях); посев растений толерантных сортов; использование системных фунгицидов, возделывание культур в системах севооборотов и т.д.

По данным ВНИИ фитопатологии если комплексный эффект полной защиты растений принять за 100 %, то долевой вклад эффективности различных пестицидов следующий: 18 % - протравители, 39 % - гербициды, 22 % фунгициды, 21 % инсектициды.

Несмотря на высокую биологическую эффективность отдельно взятых протравителей, гербицидов, фунгицидов и инсектицидов (от 75 до 90 %), наибольший хозяйственный эффект можно получить только при их комплексном использовании.

При комплексном применении протравителей, гербицидов, фунгицидов и инсектицидов повышается не только урожайность, но возрастает качество продукции, а каждый рубль затрат на химическую защиту даёт прибавку до 4,5 рубля дополнительного дохода.

Если есть возможность надо планировать и все этапы защиты от всех видов вредных объектов, а их реализация позволит получать стабильные урожая качественной продукции, обеспечит чистоту полей от сорняков и приведёт к ежегодным, но минимальным затратам на систему защиты растений. То есть она окажется менее затратной, но более эффективной, чем разрозненные и бессистемные меры борьбы с сорняками вредителями и болезнями.

Защита растений от вредителей, болезней и сорняков является важнейшим звеном в системе по сохранению выращенного урожая и повышению эффективности используемых ресурсов, рациональному их использованию. Несмотря на то, что в мировой практике сейчас используется широчайший ассортимент средств, методов и приёмов защиты растений, потери сельского хозяйства от вредителей достигают значительных размеров (до 35 %) и оцениваются в мире на сумму около 90 млрд. долларов в год. В нашей стране эти потери велики и составляют около 28 % от потенциального урожая.

Интенсификация сельского хозяйства предъявляет к мероприятиям по защите растений от вредителей, болезней и сорняков особые требования. Интенсификация сельскохозяйственного производства предполагает усиление борьбы с сорняками, вредителями и болезнями растений. По данным разных источников в последние годы в стране в сильной и средней степени (150 - 200 сорняков на 1 м2) засорены посевы на 65 % площадей зерновых культур, 80 % - льна-долгунца, 55 % - подсолнечника, 60 % картофеля. При такой засорённости ежегодно выносится из почвы 10-11 млн. тонн питательных веществ, потери урожая (по нашим оценкам) в стране оцениваются в 75-90 млрд. руб. По нашим расчётам хозяйства РСФСР теряли из-за засорённости посевов в 1986-1990 гг. до 3,0 млн. тонн питательных веществ удобрений, вносимых под сельскохозяйственные культуры ежегодно. Это снижало урожайность культур на 10-15 %.

Необходимость уничтожения сорняков диктуется тем, что они в расчёте на единицу сухого вещества потребляют в 2-3 раза больше питательных веществ, чем культурные растения, они лучше приспособлены к условиям жизни, они первыми забирают из почвы то, что вносится в виде минеральных удобрений. Например, на создание 1 тонны сухой надземной массы яровая пшеница расходует 390 тонн воды, а горчица полевая - 500, ярутка полевая - 1000 тонн. Ещё в большей мере иссушают и обедняют почву многолетние сорняки (осот, бодяк, вьюнок полевой, молокан и др.). В этих условиях рациональное использование органических и минеральных удобрений просто невозможно.

Химическая защита растений от болезней, вредителей и сорняков до сих пор проводится недостаточно эффективно. Даже в самые благоприятные годы на каждую тонну туков у нас применялось 12 кг пестицидов, в то время как в США, ФРГ, Франции и других странах с высоко развитым сельским хозяйством - более 40 кг. По этой причине сохранялась высокая засорённость посевов, был высокий уровень заболеваемости растений, посевы поражались вредителями, а эффективность применения удобрений снижалась на 35-40 %. Если к этому добавить низкое качество выполняемых работ по внесению ядохимикатов из-за отсутствия современных опрыскивателей и другой техники, нарушения агротехнических сроков производимых операций, не всегда высокой квалификации исполнителей, то к этому надо добавить вредное воздействие на экологию.

Для снижения затрат на химические средства защиты растений, предотвращения гибели полезных насекомых, птиц и животных, защиты окружающей среды на всей площади сельскохозяйственных угодий, хозяйства должны руководствоваться экономическими порогами вредоносности. Использование экономических порогов вредоносности только на тех полях и насаждениях, где возникает угроза существенных потерь урожая, способствует сокращению расходов инсектицидов на 30 - 40 %.

Важнейшим резервом сохранения выращенного урожая должна стать интегрированная система защиты растений, учитывающая экономический порог вредоносности и использующая природные ограничивающие факторы наряду с применением всех других методов, удовлетворяющим экологическим, токсикологическим и экономическим требованиям.

Интегрированные системы защиты растений, основываются на следующих элементах:

- высокой агротехнике, включая использование специальных агротехнических приёмов по профилактике или подавлению развития отдельных вредных объектов;

- выращивание сортов растений, устойчивых к болезням и вредителям, а в перспективе использование генетических методов, феромонов, антифидингов и гормональных препаратов;

- использование приёмов, сохраняющих и активизирующих деятельность природных энтомофагов и других организмов, регулирующих численность вредителей, фитопатогенов и сорняков;

- использование активных мер подавления вредных организмов, прежде всего биологических и химических, на основе оценки ожидаемого развития вредителей и уровня экономического ущерба.

Практические успехи интегрированной борьбы с вредителями и болезнями связаны с насыщением систем защиты растений элементами агротехнической профилактики, и, прежде всего, с возделыванием сортов культурных растений, устойчивых к возбудителям заболеваний и вредным членистоногим. Не устойчивые сорта усиливают размножение многих видов вредителей. Так, при размножении стеблевого мотылька на растениях устойчивых к ним линий кукурузы, идёт массовое вымирание этого насекомого, в то время как на неустойчивых линиях отмечалась его выживаемость. Численная популяция вредителей, полученных на устойчивом и неустойчивом сортах, различалась в 30-40 раз. Классическим примером служат выведенные в нашей стране панцирные сорта подсолнечника, устойчивые к подсолнечной огнёвке. Использование сортов озимой пшеницы, устойчивой к гессенской мухе, сняло острейшую проблему защиты этой культуры в ряде зон страны.

Интегрированные системы защиты растений должны охватывать агротехнические, биологические, химические и другие методы. При этом особого внимания заслуживают иммунные сорта растений и биологические методы защиты.

Биологические методы защиты растений базируются на использовании естественных врагов вредных насекомых и сорняков. Одним из первых биологический метод в начале 80-х годов 19 века предложил использовать И.И. Мечников (споры плесневого гриба против хлебного жука). Сегодня биологический метод широко применяется во всём мире и за ним будущее.

Основные достоинства микробиологических средств защиты растений заключаются в следующем: высокая специфичность и одновременно широкий спектр действия; высокая экологичность; возможность решения с помощью микробиологических средств защиты растений проблемы устойчивости популяций насекомых вредителей и фитопатогенов к химическим пестицидам; высокая эффективность при правильном применении. Например, в Китае за счёт биометода использование пестицидов при возделывании хлопчатника снизилось на 90 %. В нашей стране биологический метод постепенно становится основным при санитарном воздействии на лесные экосистемы.

Созданный в России научный потенциал, накопленный производственный опыт, имеющаяся база для производства и применения биологических средств позволяют считать, что в сельском хозяйстве страны достигнутый уровень применения биологического метода защиты растений должен быть не только сохранён, но и существенно развит.

Таким образом, широкое и разумное использование всех средств борьбы с сорняками, вредителями и болезням сельскохозяйственных растений позволит поднять урожайность культур, сохранить качество полученной продукции и гарантировать высокую окупаемость используемых материальных ресурсов, в том числе минеральных удобрений.

Предпосевная обработка семян препаратами от болезней и вредителей является неотъемлемой частью интенсивных технологий возделывания сельскохозяйственных культур. Борьба с такими вредителями посевов зерновых, как саранча, клоп вредная черепашка и другие может сыграть решающую роль в сохранении урожая и его качества. Без применения средств защиты растений все остальные вложения могут оказаться бесполезным. Например, по данным НИИ фитопатологии, в 2006 году на озимой пшенице роль протравителей в сохранении урожая составил 18 %, а на ячмене - 27 %.

Протравливание семян ни в коем случае нельзя исключать из технологии. Оно защищает их от плесневения и других инфекций, и, в первую очередь от корневых гнилей. Их покорить селекционерам пока не удаётся. Это связано с тем, что специфической устойчивости к ним не обнаружено, есть только не специфическая, но она никогда не бывает высокой. Именно поэтому протравливание сейчас и в будущем останется актуальным и дешёвым приёмом для оздоровления семенного материала.

Предпосевная обработка семенного материала необходима потому, что всё зерно, которое засыпается на хранение является носителем бактериальной и грибной инфекции. Например, плесневых грибов. Исследования ВНИИХСЗР показали, что семена хлебных злаков в разной степени инфицированы патогенами уже при обмолоте, и, особенно, полеглых хлебов. Это гельминтоспориозы, фузариозы, септориозы, альтернариозы, кладоспориоз и др. Весной при посеве семена оказываются под двойным воздействием - семенной инфекции и почвенной.