Введение. Повышение конкурентоспособности и рентабельности сельскохозяйственного производства в современных условиях обеспечивает эффективное использование пахотных земель, сохранение почвенного плодородия, высокая окупаемость средств интенсификации.

Основой для решения этих проблем являются данные о состоянии плодородия почв, нормативах роста и развития растений изучаемых культур, засоренности посевов, подверженности болезням и вредителям. Полученные данные дадут возможность определить наиболее важные направления деятельности и разработать комплекс мероприятий по сохранению почвенного плодородия и увеличения объемов производимой продукции, по дистанционному управлению ходом технологических операций [1, 2, 4].

Геоинформационные технологии обеспечивают специалистов всеми необходимыми данными для совершенствования и внедрения в производство ресурсосберегающего направления в отрасли.

Успешное использование адаптированных к местным условиям технологий может быть осуществлено на основе тщательного почвенного обследования почв, их анализа и обобщения информации о состоянии посевов и продуктивности культур в зависимости от средообразующих факторов [3].

Целью исследований является проведение агрохимического и агроэкологического обследования полей тестового полигона и создание базы данных для разработки и оптимизации программ сохранения и воспроизводства плодородия почв, повышения продуктивности пашни, эффективной системы защиты растений от болезней, вредителей и сорняков с использованием геоинформационных технологий.

Материалы и методы проведения исследований. Исследования проводили на обыкновенных черноземах с содержанием гумуса (по Тюрину) – 4,32-4,52%, подвижных фосфатов (по Чирикову) – 147-157 мг/кг, обменного калия – 296-308 мг/кг почвы, рН_сол – 6,8-7,2. Работа выполнена на основании материалов маршрутного обследования земель тестового полигона ФГБНУ «Самарский НИИСХ» по парцеллам с привязкой к GPS, в сочетании с исследованиями в длительном стационарном опыте, лабораторными исследованиями и анализами почвы и растений в соответствии с методикой агрохимической службы.

Экспериментальный участок состоит из трех севооборотов: зернопарового, зернопаропропашного и зернотравяного. Предшественниками яровой пшеницы являлись: озимая пшеница, сидеральный пар, кукуруза, пласт люцерны.

Исследования проводились при нескольких уровнях интенсивности использования пашни: без удобрений (контроль), минимальный уровень – припосевное удобрение (N₁₅P₁₅), средний – рекомендованные дозы – N_45-60P₄₅K₃₀, интенсивный – дозы удобрений на потенциально возможный урожай – N_55-85P₅₅K₄₀. При достижении порога экономической вредоносности опыты обрабатывали химическими средствами защиты посевов от болезней, вредителей т сорняков.

Перед закладкой опытов были проведены уравнительные посевы.

Высевались новые, созданные в последние годы сорта яровой твердой пшеницы: Безенчукская 209, Марина, Безенчукская Нива, Безенчукская 205, Безенчукская 210, Безенчукская степная.

Земли тестового полигона относятся к малогумусным и слабогумусированным, по содержанию подвижных фосфатов и обменного калия – к 4 и 5 классам обеспеченности (высокая и очень высокая).

Обсуждение результатов исследований. Агрохимический анализ образцов почвы с каждой парцеллы показал, что поля тестового полигона характеризуется показателями, значительно различающимися между собой. Наименьшей изменчивостью отличается содержание в почве подвижных фосфатов – 16015 мг/кг почвы, наибольшей – содержание гумуса – 4,20,1-0,9%. Из микроэлементов наименьшей обеспеченностью почвы характеризуется содержание в ней меди – 0,08 мг/кг (очень низкое) и цинка – 0,63 мг/кг (очень низкое).

В целях повышения эффективности применения удобрений установлены взаимосвязи между содержанием гумуса и различными физико-химическими и агрохимическими свойствами почвы. Наиболее тесные взаимосвязи установлены между содержанием гумуса и кислотности почвы, содержанием гумуса в почве и доступных растениям форм серы, которые описываются уравнениями вида:

Гумус = 4,788-0,0903х; где х – кислотность почвы (севооборот II) (1)

Гумус = 0,6521х-0,416; где х – кислотность почвы (севооборот I) (2)

В границах варьирования параметров плодородия по полям тестового полигона эта взаимосвязь близка к прямолинейной. Полученные расчетным путем по уравнениям регрессии параметры плодородия близки к фактическим и могут быть использованы для определения оптимального его накопления в почве.

Количественные зависимости содержания подвижных форм элементов питания от содержания в почве гумуса представлены в уравнениях регрессии 3-5.

Обменный калий (мг/кг) =149,699+6,743х; где х – гумус, % (севооборот I) (3)

Подвижная сера (мг/кг)=21,406-3,099х; где х – гумус, % (севооборот I) (4)

Подвижная сера (мг/кг)=12,708-0,947х; где х – гумус, % (севооборот II) (5)

Полученные данные были использованы для разработки электронных картограмм обеспеченности почв тестового полигона элементами питания.

В результате почвенного обследования полей тестового полигона определена влажность почвы по фазам роста и развития растений яровой твердой пшеницы. Под влиянием засухи сильной интенсивности в период трубкования-колошения яровых культур на полях севооборота №I и №II центрального участка тестового полигона ко времени колошения сортов яровой твердой пшеницы Безенчукская 209, Марина, Безенчукская Нива влажность почвы снижалась до минимальных значений и составила в пахотном слое – 7,0-7,4% от абсолютно-сухого веса, в подпахотном горизонте – 7,4-9,9%.

Наибольшие влагозапасы были отмечены под посевами сорта Безенчукская 210 (севооборот №IV центрального участка) – 13,2% в слое 0-20 см и 12,2% в слое 20-60 см.

На остальных полях севооборота № IV, №5 центрального участка и севооборота № I «Семхоза» влажность почвы колебалась незначительно и составила в пахотном слое – 8,0-10,9% и в подпахотном – 9,0-11,5%.

Ко времени уборки урожая яровой твердой пшеницы содержание влаги в почве не различалось по слоям и составило в полях севооборотов 8,7-11,2%.

При агрохимическом обследовании полей тестового полигона в период вегетации получены оперативные данные по содержанию подвижных, доступных растениям форм азота.

Более высокие значения агрохимических показателей плодородия почв в фазу колошения получены под посевами яровой твердой пшеницы на полях севооборотов I и II центрального участка. Количество нитратов в слое 0-20 см составило 52,6-64,4 мг/кг, в слое 20-40 см – 32,1-36,4 мг/кг.

Поля севооборотов №4 и №5 центрального участка характеризовались меньшим содержанием нитратного азота в почве: от 33,7-46,7 мг/кг в пахотном слое до 14,1-40,0 в подпахотном слое.

Содержание подвижных фосфатов и обменного калия под посевами твердой пшеницы было на уровне среднемноголетних данных.

В исследованиях отмечена значительная изменчивость в обеспеченности почв доступным для растений азотом. Содержание нитратов, снижающееся к фазе колошения до 33,7-64,4 мг/кг почвы, после уборки урожая уменьшилось до 24,6-47,1 мг/кг.

Неблагоприятные климатические условия 2015 года в полях тестового полигона обеспечили получение урожаев яровой твердой пшеницы на уровне 5,0-10,7 ц/га. Наиболее высокий урожай сформировал сорт Безенчукская степная – 8,8-10,7 ц/га, что свидетельствует о высокой адаптивности сорта к стрессовым факторам (см. табл.1).

В связи с недостаточным развитием фотосинтезирующей листовой поверхностью (сорта Безенчукская 205, Безенчукская 209) урожайность основной продукции снизилась до 5,0-8,6 ц/га.

Установлен рост урожайности от улучшения обеспеченности почв элементами питания и влагой.

Выводы. Проведенными ранее исследованиями установлено, что при современном ресурсном обеспечении сельского хозяйства постепенно ухудшаются водно-физические и агрохимические и другие свойства почвы, возрастают потери гумуса и питательных веществ, снижается продуктивность земель сельскохозяйственного назначения. Ежегодная убыль гумуса в полях тестового полигона составляет 1,05-1,09 т/га [3].

Комплексное использование средств биологизации и минеральных удобрений позволяет снизить темпы ухудшения почвенного плодородия.

Рост и развитие яровой пшеницы определяется количеством влаги и питательных веществ в почве и в значительной степени зависит от биологических особенностей сорта и погодных условий вегетационного периода.

Таблица 1

Влияние средообразующих факторов на рост и развитие, продуктивность яровой твердой пшеницы, 2015 г.

Литература:

1. Горянин, О. И. Формирование урожаев озимой пшеницы в технологиях точного земледелия в Среднем Заволжье /О. И. Горянин, А. П. Чичкин, Б. Ж. Джангабаев // Земледелие и селекция сельскохозяйственных растений на современном этапе: сб. докл. междунар. науч.-практ. конф., посвящ. 60-летию НПЦ зернового хозяйства им. А. И. Бараева (Всесоюзный, затем Казахский НИИ зернового хозяйства им. А. И. Бараева). Т. 2. – Шортанды, 2016. – С.31-37. табл.
2. Джангабаев, Б. Ж. Плодородие почв и состояние посевов сельскохозяйственных культур в полях тестового полигона Самарского Заволжья / Б. Ж. Джангабаев, А. П. Чичкин // Современные технологии в сельскохозяйственной науке и производстве: (посвящ. 130-летию А. П. Шехурдина): сб. докл. Междунар. науч.-практ. конф. молодых учен. и спец., 24-25 марта 2016 г. – Саратов, 2016. – С.286-288.
3. Обущенко, С. В. Мониторинг земель сельскохозяйственного назначения Самарской области (на примере Безенчукского района) / С. В. Обущенко, А. П. Чичкин // Проблемы адаптивной интенсификации земледелия в Среднем Поволжье / ГНУ Самарский НИИСХ РАСХН. Самара: СамНЦ РАН, 2012. С. 145-151.
4. Особенности разработки координатного земледелия для условий Саратовской области // И. Ф. Медведев, А. А. Вайгант, Д. И. Губарев, Л. В. Андреева // Сб. науч. тр./ Науч.-исслед. ин-т сел. хоз-ва Юго-Востока. – Саратов, 2009. С. 219-226.