Засуха в вегетационный период – одна из причин потери урожая

Исследования, направленные на изучение влияния метео– и почвенных условий на урожайность сельскохозяйственных культур в аридных условиях, при возделывании по различным обработкам почвы, показали, что негативное влияние на качество и количество потенциального урожая оказывает недостаток атмосферных осадков в июне-июле месяце.

Именно на этот период выпадают важные фазы для роста и развития растений и формирования зерна. Засуха в этот период значительно снижает урожайность, останавливает микробиологические процессы, провоцирует эрозию. Рассмотрены пути для решения этих проблем
Введение
Сельское хозяйство в аридной зоне, Волгоградской области, напрямую зависит от климата и его колебаний в течение года. На протяжении последних лет заметно учащаются засухи именно в вегетационный период, что негативно отражается на урожайности и качестве зерна сельскохозяйственных культур [4, 8, 9].
Огромный вред наносится и почве. Сильное испарение в безосадочный летний период вызывает как атмосферную, так и почвенную засуху. При неправильной обработке почвы возникают эрозионные процессы, при которых в плодородном слое замедляется микробиологическая активность, снижается естественное плодородие, останавливаются все химические процессы в почве. Пересушенная почва более подвержена переходу в мелкую фракцию, что способствует выдуванию продуктивного слоя [5, 6].
Решением проблем в сухом земледелии занимаются ученые многих институтов. Подбор обработок почвы, засухоустойчивых сельскохозяйственных культур, регулирование сроков сева, подбор предшественников и многие другие методы позволяют ученым повысить урожайность и качество выращиваемой продукции [1, 2, 3].
В последние годы применение классических обработок уходит на второй план, освобождая место новым ресурсосберегающим и почвозащитным технологиям. Применение нулевых технологий позволяет усилить экономическую эффективность путем сокращения затрат рабочего времени, повышается производительность труда, особенно в период сева. Применение технологии прямого посева позволяет сокращать сроки посевных операций, накапливать и сохранять влагу в почве, предотвращать эрозию. Изучение влияния технологии прямого посева на плодородие почвы и продуктивность полевых культур с целью наилучшей ее адаптации к зональным почвенно-климатическим условиям является целью изучения технологии No-till [7].
Материалы и методы исследований
Исследования проводились на полях НВ НИИСХ в стационарном опыте на светло-каштановых почвах с содержанием гумуса в пахотном слое 1,74%, общего азота и фосфора 0,12% и 0,11% соответственно. По классификации Качинского почва по механическому составу иловатокрупнопылеватый тяжелый суглинок: физического песка содержит 49,3% и физической глины 50,7%. Плотность почвы от 1,01гр/см3 до 1,17гр/см3 по разным обработкам. В опыте изучались следующие виды основных обработок почвы: отвальная на глубину 25-27 см плугом ПН-4-35, безотвальная на глубину 25-27 см орудием «Ранчо», поверхностная на глубину 8-10 см орудием БДМ-3, а также система севооборотов, которая включает в себя: зернопаровой 4-польный севооборот: черный пар – озимая пшеница – яровая пшеница – ячмень (сафлор).
Полевой опыт с применением технологии No-till был заложен в 2018 году. Он основывался на подборе яровых культур в качестве предшественника под озимую пшеницу, для выращивания по технологии прямого посева в полупустынной зоне светло-каштановых почв Волгоградской области.
Метеоусловия 2014-2019 годов складывались по-разному: сухие – 2014, 2015, 2017, 2018 и 2019 гг. с ГТК 0,2, 0,5, 0,7, 0,4 и 0,5 соответственно. 2016 год, напротив, увлажненный с ГТК 0,9.
На рисунке 1 представлен самый сухой и самый важный период для формирования будущего урожая – июнь и июль месяцы. За все годы исследований видно, что среднесуточная температура и среднесуточная относительная влажность воздуха превышают осадки, что свидетельствует о наличие в этот период атмосферной засухи. ГТК в этот период снижается до 0,02 (рис.1).

Рисунок 1. Данные осадков, температуры и влажности воздуха в фазу цветения – формирования зерна, 2014-2019 гг.

На этот период вегетации выпадают одни из самых главных фаз в развитии зерновых культур – цветение – формирования зерна. Отсутствие атмосферных осадков в этот период (безводный период в отдельные годы достигает 20-25 дней подряд) приводит к тому, что растения раннеспелых культур (озимая и яровая пшеница, ячмень, сафлор), использовавшие запасы продуктивной влаги первой половины вегетации, стали оттягивать влагу от развивающегося колоса, что приводит к такому явлению, как захват хлебов, вызывающему образование щуплого, преждевременно созревшего и высохшего зерна и приводящее к значительному снижению урожая.
Проанализировав поступившие осадки в этот период за 2014-2019 гг. со среднемноголетними данными видно, что недостаток осадков в июне наблюдается в 2014 г. (-6,5 мм), 2016 г. (-11,6 мм), 
2019 г. (-15,4 мм) и самый больший недостаток в 2018 году (-22,1). В 2015 и 2017 году этот показатель составил +8,7 мм и +24,5 мм соответственно. А вот в июле нехватка атмосферных осадков достигала до 98% в 2017 году. Отрицательные показатели отмечаются во все годы кроме 2018 г., где превышение среднемноголетних показателей составляет +9,7 мм (табл.1).

Продуктивная влажность почвы к июню – июлю снижается и в верхнем тридцатисантиметровом слое практически отсутствует. В зависимости от обработки почвы эти значения составляли даже в метровом слое незначительный запас: в июне – 0…10,2 мм, а в июле вообще нулевые показатели практически во все годы исследований. Среди классических обработок почвы преимущество у безотвальной обработки, которая способствует улучшению структурности почвы, помогает накопить большее количество атмосферных осадков, препятствует испарению влаги, способна рационально распределять продуктивную влагу по слоям.
Запасы влаги в почве под зерновыми культурами, возделываемыми по технологии прямого посева (No-till), отличались. В 2019 году под ячменем по безотвальной обработке содержание влаги в метровом слое составляло 5,5 мм, ячмень, выращенный по прямому посеву, имел запас влаги 
в 2 раза больше – 10,2 мм, а на посевах ячменя по почвопокровным культурам содержание влаги в аналогичном слое составляло 11,3 мм. Это соотношение наблюдается не только в самый засушливый период вегетации, но при посеве и во время всей вегетации культур.
Метеоусловия напрямую влияют на урожай выращиваемой культуры. Благодаря осенне-зимним осадкам растения получают или недополучают достаточный заряд влаги для роста и развития, поэтому к моменту «сухого» периода (налив зерна) в некоторые годы растения все-таки смогли сформировать урожай.
Озимая пшеница за 2014-2019 гг. смогла выжить и сформировать полноценный урожай только в 2014 г., 2017 г. и 2019 году. Судя по нашим наблюдениям в эти годы урожаи яровых культур (пшеницы, ячменя и сафлора) были тоже выше, чем в остальные годы (табл.2).

Ячмень культура более засухоустойчивая, поэтому урожай был получен во все годы исследований, несмотря на агрометеоусловия.
Сафлор самая засухоустойчивая культура со стержневой корневой системой, для которой наличие высоких температур в период цветения (июнь-июль) только ускоряет процесс созревания. Однако если на период формирования зерна было недостаточно влаги и питательных веществ, то зерно тоже будет невыполненным и урожайность снизится.
Самым благоприятным по засушливому периоду оказался 2017 год. Благодаря более равномерным атмосферным осадкам на момент цветения-формирования колоса был получен урожай по всем представленным культурам.
Выводы
Проведенные исследования доказывают, что отсутствие или неравномерное поступление атмосферных осадков в самые засушливые периоды вегетации зерновых культур в аридной зоне негативно влияет на количество и качество будущего урожая. Правильно подобранная обработка почвы способствует повышению урожайности. Среди классических обработок почвы предлагаем отдавать предпочтение безотвальной обработке. Стоит обратить внимание на технологию прямого посева No-till, как перспективную для зоны сухого земледелия.
Селиванова В. Ю., н. с. лаборатории земледелия и защиты растений, 
Бородина Н. Н., с. н. с. лаборатории агротехнологий и механизации,
НВ НИИСХ – филиал ФНЦ агроэкологии РАН