Исследование проводили с целью выделения агроэкологически однотипных территорий (АОТ) для гарантированного производства высококачественного зерна ячменя в регионе. Объектом исследования явились муниципальные районы Кировской области. Период исследования 2011-2021 гг. Исследование проведено путем анализа динамических рядов урожайности культуры с выделением экологической составляющей ее вариабельности. Для объединения объектов в классы использовали метод парно-группового объединения. В результате было выделено 7 АОТ для размещения посевов культуры. Наиболее благоприятной для размещения посевов ячменя является АОТ 2, которая расположена в центральной агроклиматической зоне. Здесь получают максимальную урожайность ячменя (23,5 ц/га) при минимальном уровне вариации (16,5%). Совокупное влияние почвенно-климатических условий обеспечивает получение гарантированного урожая культуры на этой территории. Почвенный покров АОТ 1 и 3 в основном представлен дерново-подзолистыми и подзолистыми почвами с высокой степенью окультуренности. Умеренное увлажнение и обеспеченность теплом на этих территориях благоприятствуют выращиванию ячменя при умеренном уровне вариабельности (17,7-18,8%). В этих АОТ урожайность ячменя в большей мере зависит от уровня агротехники. Совокупное влияние почвенно-климатических условий обеспечивает получение умеренных урожаев в АОТ 5 и 7 при высоком уровне вариации (22,0-24,1%). Поэтому в этих АОТ для получения гарантированного урожая, рекомендуется использовать сорта ячменя более адаптивные к местным условиям. Избыточное увлажнение в АОТ 4 и 6 лимитирует получение высоких и устойчивых урожаев. На этих территориях получают минимальные в области урожайности (14,3 и 15,6 ц/га) при высоком уровне вариации (26,8 и 24,6%). На этих территориях выращивать ячмень не рекомендуется.
урожайность, посевные площади, агроэкологически однотипные территории, вариабельность урожая
Введение. Ячмень – одна из ценных зерновых культур, имеет продовольственное, кормовое и техническое назначение [1, 2]. Россия ежегодно производит 11-15% мировых валовых сборов зерна ячменя и находится на втором месте в мире, после стран ЕС [3]. Динамика доли Кировской области в российском производстве ярового ячменя представлена в табл. 1.
Таблица 1 – Динамика валовых сборов ярового ячменя, тыс. тонн
(составлено авторами по данным Росстата [4])
|
Год |
Российская Федерация |
Приволжский федеральный округ |
ПФО в % к РФ |
Кировская область |
Кировская область в % к РФ |
|
|
2011 |
153586,61 |
55048,30 |
35,8 |
2311,04 |
1,5 |
|
|
2012 |
131567,19 |
42227,63 |
32,1 |
1960,62 |
1,5 |
|
|
2013 |
138104,77 |
35958,76 |
26,0 |
1162,18 |
0,8 |
|
|
2014 |
183107,14 |
52970,18 |
28,9 |
2299,27 |
1,3 |
|
|
2015 |
154203,57 |
43704,38 |
28,3 |
2005,15 |
1,3 |
|
|
2016 |
157602,42 |
48962,17 |
31,1 |
1744,78 |
1,1 |
|
|
2017 |
184680,76 |
63911,78 |
34,6 |
1881,53 |
1,0 |
|
|
2018 |
151500,65 |
45721,17 |
30,2 |
1849,64 |
1,2 |
|
|
2019 |
179392,63 |
60760,47 |
33,9 |
2477,85 |
1,4 |
|
|
2020 |
186505,12 |
67296,90 |
36,1 |
2305,20 |
1,2 |
|
|
2021 |
150763,42 |
40009,27 |
26,5 |
1829,72 |
1,2 |
Производство ярового ячменя в РФ за период исследования имеет тенденцию к увеличению (табл. 1), несмотря на сокращение валовых сборов в 2021 г. в связи с неблагоприятными климатическими условиями. Около одной трети производства культуры приходится на субъекты ПФО. Доля Кировской области в российском производстве ярового ячменя составляет 1,0-1,5%, а в производстве округа около 4%.
Ячмень требователен к почвенному плодородию. По сравнению с другими яровыми зерновыми, имеет менее развитую корневую систему со слабой поглотительной способностью и испытывает угнетение на малоплодородных и кислых почвах. Благоприятными для размещения ячменя являются серые лесные, дерново-карбонатные и дерново-слабоподзолистые, а по механическому составу глинистые и суглинистые почвы [5, 6]. На таких почвах ячмень дает высокие и устойчивые урожаи. Если в критические фазы развития растений, наблюдается засушливая погода, то урожайность ячменя значительно сокращается [7, 8].
Значительное влияние на производство любой культуры оказывает ее урожайность. Урожайность ячменя в период с 2011 по 2021 гг. не была стабильной (рис. 1).
Неблагоприятные погодные условия 2013 г. обусловили получение минимальной урожайности как в среднем по РФ, так и по ПФО, и по Кировской области. Высокоурожайными для Кировской области были 2014 и 2019 годы с уровнем, соответственно, 24,7 и 24,4 ц/га. Для Российской Федерации 2017 и 2020 годы с урожайностью, соответственно, 25,2 и 24,7 ц/га. Средняя урожайность ячменя за период исследования в Кировской области составила 20,1 ц/га (по РФ – 21,3 ц/га) при размахе вариации 10,4 ц/га (РФ – 7,3 ц/га). Коэффициент вариации составил 14,9% (по РФ – 10,3%).
Рис. 1 – Динамика урожайности ярового ячменя, ц/га
(составлено авторами по данным Росстата)
Цель исследования - выделить агроэкологически однотипные территории для гарантированного производства высококачественного зерна ячменя в Кировской области.
Условия, материалы и методы. Для достижения цели исследования использовался метод парно-группового объединения объектов в классы, который заключался в отыскании групп муниципальных районов со сходным варьированием урожайности, а затем выявлении «сопряженности агроэкологически однотипных территорий, формально отнесенных к одному типу колеблемости и определении районообразующей роли каждого типа» [9]. Наши исследования проведены с использованием данных территориального органа Федеральной службы государственной статистики по Кировской области за 2011-2021 гг. в разрезе муниципальных районов.
Результаты и обсуждение. Значительные колебания в производстве зерна привели к исследованию размещения посевов ячменя в Кировской области с выделением территорий с гарантированным производством культуры. Агроэкологически однотипные территории (АОТ) размещения посевов культуры нами были выделены в соответствии с вышеописанной методикой. Выполненная «классификация территории в большей мере отражает пространственные различия, обусловленные нерегулируемыми факторами среды» [9]. Существенное влияние почвенно-климатических условий на урожайность культур подтверждаются и многочисленными исследованиями [3, 10-15].
В результате проведенного исследования, нами было выделено 7 АОТ (рис. 2), их характеристика представлена в табл.2.
Таблица 2 - Характеристика агроэкологически однотипных территорий
для возделывания ячменя в Кировской области
|
АОТ |
Урожайность, ц/га |
Коэффициент вариации, % |
Валовой сбор, тыс. ц |
Посевные площади, тыс. га |
|
1 |
20,1 |
18,8 |
653072,6 |
32490,8 |
|
2 |
23,5 |
16,5 |
673732,9 |
28684,2 |
|
3 |
17,3 |
17,7 |
218393,5 |
12618,5 |
|
4 |
14,3 |
26,8 |
16904,2 |
1182,8 |
|
5 |
19,1 |
24,1 |
99505,3 |
5202,4 |
|
6 |
15,6 |
24,6 |
44929,8 |
2872,5 |
|
7 |
19,5 |
22,0 |
135057,9 |
6930,8 |
Агроэкологические условия Кировской области позволяют выращивать ячмень в центральной и южной зонах региона. Хозяйства остальных районов, а это северная часть области и хозяйства Богородского, Унинского, Арбажского и Кикнурского районов, находящихся в южной зоне региона, были вынуждены отказаться от возделывания этой культуры в связи с неблагоприятными почвенно-климатическими условиями для выращивания ячменя.
Характеристика АОТ для размещения посевов ячменя:
1. Включает районы юго восточной и юго-западной подзон области: Тужинский, Пижанский. Советский, Нолинский, Малмыжский, Уржумский и Вятскополянский районы. На этой территории размещено 36% посевных площадей ячменя со средней урожайностью 20,1 ц/га. В структуре почвенного покрова Уржумского района преобладают серые лесные почвы, а Вятскополянского и Малмыжского районов - темно-серые лесные почвы – наиболее обеспеченные питательными веществами при кислотности почвы, близкой к нейтральной. Почвенный покров территории других районов, входящих в данную АОТ, представлены дерново-подзолистыми и дерново-подзолистыми со вторым гумусовым горизонтом почвами. Характеризуется умеренным увлажнением и хорошей обеспеченностью теплом. Совокупность экологических условий данной территории обеспечивает получение высокого и умеренно устойчивого урожая.
2. Объединяет территории Оричевского, Орловского, Кирово-Чепецкого, Куменского и Сунского районов. Почвенный покров в основном представлен дерново-подзолистыми почвами с высокой степенью окультуренности. Благоприятный режим увлажнения и тепла в сочетании с высоким плодородием создают условия для получения высоких и устойчивых урожаев.
3. Объединяет Зуевский, Слободской и Фаленский районы. Дерново-подзолистые и подзолистые почвы с высокой степенью окультуренности представлены в основном в почвенном покрове территории. Умеренное увлажнение и обеспеченность теплом позволяют получать урожайность на уровне 17,3 ц/га при низком уровне вариации.
4. АОТ расположена в северо-восточной части центральной климатической зоны на территории Белохолуницкого района. Почвенный покров района представлен подзолами и дерново-подзолистой почвой. Режим увлажнения: избыточный. Почвенно-климатические условия обусловливают получение самой низкой урожайности (14,3 ц/га) ячменя в регионе при высоком уровне вариации.
5. Включает Котельничский и Верхошижемский районы. Почвы в основном дерново-подзолистые и дерново-подзолистые со вторым гумусовым горизонтом. Рельеф преимущественно холмистый. Выпадение осадков неравномерное. Агроэкологические условия территории обеспечивают получение урожайности на уровне 19,1 ц/га и высокой его изменчивости.
6. Находится на юго-западе области и включает территории Санчурского и Яранского районов. В структуре почвенного покрова преобладают дерново-подзолистые почвы. Пониженный рельеф территории обеспечивает режим избыточного увлажнения. Совокупность экологических условий лимитирует получение высоких и устойчивых урожаев ячменя на этой территории.
7. Объединяет юго-восточные районы области: Немский, Кильмезский и Лебяжский. В почвенном покрове преобладают легкие по механическому составу в основном дерново-подзолистые почвы. Осадки выпадают в умеренном количестве. Эти условия позволяют получать урожайность на уровне 19,5 ц/га при высокой вариабельности.
Обоснованность выделенных территорий для благоприятного размещения посевов ячменя подтверждается ретроспективным анализом [9].
Рис. 2 - Агроэкологическое районирование территории Кировской
области для размещения посевов ячменя
Выводы. Наиболее благоприятными для выращивания ярового ячменя являются агроэкологические условия территорий районов, сгруппированных в АОТ 2. Также благоприятными условиями для размещения посевов культуры характеризуются АОТ 1 и АОТ 3. Там урожайность ячменя в большей мере зависит от уровня агротехники. В АОТ 5 и 7 отмечена умеренная урожайность при значительной вариации. Поэтому в этих АОТ для получения гарантированного урожая, рекомендуется использовать сорта ячменя более адаптивные к местным условиям. По данным многолетних исследований ФАНЦ Северо-Востока, высокой экологической стабильностью в условиях региона характеризуются сорта Форсаж и Родник Прикамья [16]. Экологические условия АОТ 4 и 6 ограничивают получение высоких и устойчивых урожаев, поэтому на этих территориях выращивать ячмень не рекомендуется.
1. Филенко Г. А., Фирсова Т. И., Скворцова Ю. Г., Филиппов Е. Г. Динамика посевных площадей и урожайности ярового ячменя в РФ // Зерновое хозяйство России. 2017. №5(53). С. 20-25.
2. Файзрахманов Д.И., Валиев А.Р., Зиганшин Б.Г., Субаева А.К., Залалтдинов М.М. Современное состояние зернового производства в Российской Федерации // Вестник Казанского государственного аграрного университета. 2021. № 2 (62). С.138-142.
3. Батакова, О. Б. Оценка селекционного материала ячменя ярового на продуктивность и содержание белка в зерне / О. Б. Батакова, В. А. Корелина, И. В. Зобнина // Вестник Ульяновской государственной сельскохозяйственной академии. - 2023. - № 2(62). - С. 43-49. - DOIhttps://doi.org/10.18286/1816-4501-2023-2-43-49.
4. Левакова О. В. Вариабельность элементов структуры урожая ярового ячменя в зависимости от гидротермических условий вегетации // Аграрная наука Евро-Северо-Востока. 2022. №3 (23). С. 327-333.
5. Официальный сайт Федеральной службы государственной статистики. https://rosstat.gov.ru/ (дата обращения: 05.01.2023).
6. Cuesta-Marcos A., King J.G., Belcher A.R., Filichkin T., Fisk S.P., Graebner R., Helgerson L., Herb D., Meints B., Ross A.S., Hayes P.M., Ulrich S.E. Barley genetics and breeding // Encyclopedia of food grains (second edition). 2016. Vol. 4. P. 287-295.
7. Creissen H.E., Jorgensen T.H., Brown J.K.M. Increased yield stability of field-grown winter barley (Hordeumvulgare L.) varietal mixtures through ecological processes // Crop Protection. 2016. Vol. 85. P. 6-8.
8. Щенникова И. Н. Влияние погодных условий на рост и развитие растений ячменя в Кировской области // Аграрная наука Евро-Северо-Востока. 2014. №4 (41). С. 9-12.
9. Светлов Н.М., Сиптиц С.О., Романенко И.А, Евдокимова Н.Е. Влияние изменения климата на размещение отраслей сельского хозяйства России// Проблемы прогнозирования. 2019. № 4. С.59-74.
10. Сысуев В.А., Мухамадьяров Ф.Ф. Методы повышения агробиоэнергетической эффективности растениеводства: монография.- Киров: НИИСХ Северо-Востока. 2001. 216 с.
11. Семинченко Е. В. Влияние погодных условий на урожайность ярового ячменя в зоне влияния лесной полосы // Siberian Journal of Life Sciences and Agriculture. 2021. № 2 (13). С. 114-127.
12. Iizumi T., Ramankutty N. How do weather and climate influence cropping area and intensity? // Global food security. 2015. Vol. 4. P.46-50.
13. Мухамадьяров Ф.Ф., Пермякова Е.А. Изменчивость урожайности зерновых и зернобобовых культур в Кировской области // Вестник Казанского государственного аграрного университета. 2022. № 1 (65). С. 27-31.
14. Левакова О. В. Селекционная работа по созданию адаптированных к Нечерноземной зоне РФ сортов ярового ячменя и перспективы развития данной культуры в Рязанской области // Зерновое хозяйство России. 2021. №1 (73). С. 14-19.
15. Елисеев С.Л. Адаптивные сорта ячменя для Пермского края // Пермский аграрный вестник. 2018. № 1 (21). С. 53-57.
16. Корепанова Е.В., Фатыхов И.Ш. Экологическая реакция сортов ярового ячменя на абиотические условия Среднего Предуралья // Вестник Ижевской государственной сельскохозяйственной академии. 2016. № 2 (47). С. 9-15.
17. Дудкина, Т. А. Влияние уровней интенсификации на засоренность посевов и урожайность продовольственного зерна ячменя в условиях Курской области / Т. А. Дудкина, Н. В. Долгополова // Вестник Ульяновской государственной сельскохозяйственной академии. - 2022. - № 4(60). - С. 21-26.
18. Щенникова И.Н., Кокина Л.П. Приоритетные направления и некоторые результаты селекции ярового ячменя в Волго-Вятском регионе // Известия Самарского научного центра Российской академии наук. 2018. Т. 20. № 2(2). С. 214-219
19. Официальный сайт территориального органа Федеральной службы государственной статистики по Кировской области. https://kirovstat.gks.ru/ (дата обращения 05.01.2023).
