Спросить
Войти
УДК 631.11:631.5:631.81:574.2
Анализ состояния зернового производства и перспектив его роста при переходе на эколого ориентированные агротехнологии в степной зоне России*
Ю.А. Гулянов, д-р с.-х. наук, профессор Институт степи УрО РАН
В статье обсуждается проблема продовольственной безопасности населения Земли, чаще всего ассоциируемая с обеспеченностью зерном. Его современного производства явно недостаточно для стремительно растущего населения. По экспертной оценке отечественных учёных, важную роль в стабилизации мирового зернового производства может сыграть Россия, располагающая для этого достаточно высокими природными, интеллектуальными и техническими ресурсами. Их эффективное и рациональное использование на основе эколого ориентированных агротехнологий может внести существенный вклад в повышение продовольственной стабильности. Предполагается, что для достижения указанных целей необходимы технологические подходы, направленные на формирование в адаптивном земледелии высокой сбалансированности и устойчивости агроландшафтов, восстановление и стабилизацию плодородия почвы, сокращение ресурсных затрат на производство сельскохозяйственной продукции. Сделано заключение о положительном последействии уже разработанных приёмов, повсеместно подтверждающемся сельскохозяйственной практикой. В частности, в регионах степной зоны РФ накоплен обширный экспериментальный материал, подтверждающий целесообразность применения научно обоснованных норм минеральных и органических удобрений в поддержании плодородия почвы и повышении урожайности зерновых культур. Указывается, что от качества освоения приведённых мероприятий будет зависеть успешность регионов степной зоны России в наращивании производства качественного зерна и сохранении почвенного плодородия. Их важность не снизится и в случае улучшения экономической ситуации в стране и мире, способствующей применению минеральных и особенно органических удобрений в научно обоснованных количествах.
Продовольственная безопасность населения в преобладающем большинстве стран чаще всего ассоциируется с обеспеченностью зерном. В настоящее время, несмотря на активное внедрение в мировое аграрное производство современной сельскохозяйственной техники и инновационных технологий, существенного роста валовых сборов зерна достичь не удаётся. Уровень его производства всё ещё недостаточен для полного удовлетворения возрастающих потребностей стремительно растущего населения. По экспертной оценке отечественных учёных, в условиях современных природных и антропогенных изменений окружающей среды важную роль в стабилизации мирового зернового производства может сыграть Россия, располагающая для этого достаточно высокими природными, интеллектуальными и техническими ресурсами. Их эффективное и рациональное использование на основе природоподобных эколого ориентированных агротехнологий может внести существенный вклад в повышение продовольственной стабильности.
Уже сегодня Россия полностью обеспечивает собственные потребности в зерне и экспортирует его в более 100 стран мира. Традиционными рынками сбыта российского зерна считаются страны Северной Африки и Ближнего Востока,
из которых крупнейшими потребителями зерна пшеницы являются Египет, Турция, Бангладеш, Иран и Азербайджан, закупающие вместе до 45 % от объёма российских продаж [1, 2].
Тем не менее следует констатировать, что, несмотря на отмеченные перспективы повышения эффективности зернового производства в РФ и последовательный рост урожайности и валовых сборов зерна до рекордных 135,0 млн т (2017 г.), продуктивность российских полей в мировом рейтинге остаётся относительно невысокой. Это свидетельствует о далеко не полной реализации почвенно-климатических ресурсов, генетического потенциала отечественных сортов и указывает на необходимость глубокой трансформации практикуемых технологий выращивания зерновых культур и их адаптации к региональным условиям, а также урегулирования сопутствующих организационно-правовых и экономических проблем [3].
Многочисленные полевые эксперименты, проведённые отечественными учёными, указывают на возможность значительного роста производства качественного зерна в традиционных регионах возделывания зерновых культур. Это возможно только при восстановлении антропогенно-деградированного почвенного плодородия путём внедрения ландшафтно*Статья подготовлена по теме НИР Института степи УрО РАН: «Степи России: ландшафтно-экологические основы устойчивого развития, обоснование природоподобных технологий в условиях природных и антропогенных изменений окружающей среды», № ГР АААА-А17-117012610022-5.
адаптивных ресурсосберегающих систем земледелия, почвозащитных и почвовосстановительных севооборотов, дифференцированного внесения органических и минеральных удобрений, подбора наиболее адаптивных культур и других приёмов, направленных на более полную реализацию генетического потенциала возделываемых сортов [3 - 10].
В связи с этим анализ состояния мирового зернового производства и обоснование приёмов его роста при переходе на эколого ориентированные агротехнологии в степной зоне России является актуальным научным направлением.
Основная цель исследования заключалась в выявлении зависимостей валовых сборов зерна зерновых и зернобобовых культур от их урожайности и применения удобрений в странах мира с наибольшими площадями обрабатываемых земель и десяти регионах РФ с наивысшими сборами, а также в научном обосновании приёмов воспроизводства почвенного плодородия и повышения эффективности зернового производства в условиях экономической нестабильности.
Материал и методы исследования. В качестве основного материала исследования выступали результаты авторских экспериментов по совершенствованию технологий возделывания зерновых культур, размещённые в открытых источниках, государственные статистические отчёты и справочники, научные публикации, материалы научных конференций и симпозиумов. При обработке цифрового материала использовались статистические методы корреляционного и регрессионного анализа.
Результаты исследования. Общеизвестно, что Российская Федерация по занимаемой площади на земном шаре - 17,1 млн км2 - имеет безусловное превосходство над другими странами мира. Ближайшие по данному показателю страны располагают территориями, составляющими от площади России: 58,5 % - Канада, 10,0 млн км2, 56,4 % - Китай, 9,6 млн км2, 55,5 % - США, 9,5 млн км2, 49,7 % - Бразилия, 8,5 млн км2 и 19,3 % - Индия, 3,3 млн км2. При этом самая большая площадь обрабатываемых земледельческих угодий (так называемой пашни) находится в Индии и США, а Россия в указанном рейтинге занимает только четвёртую строчку (рис. 1).
В относительном выражении наибольший удельный вес обрабатываемые земли занимают также в Индии - 47,4 % от площади страны, затем следуют США и Китай - 16,0 и 12,4 % соответственно. В Бразилии данный показатель составляет 9,4 %, и ещё ниже он в России -только 6,8 %.
По итогам 2016 г. зерновые культуры в Индии и Китае занимали практически одинаковую площадь - 98,5 и 96,3 млн га, в США, России и Бразилии под них отводилось на 40,0 % (38,9 млн га), 51,6 % (50,3 млн га) и на 79,4 % (77,3 млн га) меньшая площадь. В структуре посевов наибольшее участие зерновых культур наблюдалось в Китае (80,9 %) и Индии (62,9 %), в США и России они занимали примерно половину обрабатываемых земель (38,4 - 40,4 %), а в Бразилии ещё меньше - 25,1 %.
Наибольшие валовые сборы зерна в анализируемый год отмечены в Китае - 580,9 млн т и США - 475,0 млн т. Практически вдвое меньше зерна получили в Индии (294,7 млн т), а в России и Бразилии валовой сбор составил соответственно 120,7 и 84,1 млн т.
.У 475 у = 4,563 г = Л х + 18,53 ,704 ,704
штц пт | 80 84Д
а т О. О
о т О
го ей
Урожайность зерновых и зернобобовых культур, т/га
площадь пашни, млн га I площадь под зерновыми культурами, млн га I произведено зерна, млн т
Рис. 1 - Земельные ресурсы, валовые сборы зерна и урожайность зерновых и зернобобовых культур в странах мира с наибольшими площадями обрабатываемых земель, 2016 г. (по данным [11] и расчётам автора)
Корреляционно-регрессионный анализ представленных данных выявил сильную связь валовых сборов зерна с площадями посева (г = 0,704) и урожайностью (г = 0,734) зерновых культур, которые в 49,6 - 54,0 % случаев детерминировали их вариацию. Зависимость выражается уравнениями регрессии у = 4,563х + 18,53 и у = 69,84х - 24,59, где х - соответственно площадь посева (млн га) и урожайность (т/га) зерновых культур, у - валовые сборы зерна, млн т.
В разрезе регионов Российской Федерации наибольшее участие в формировании валового сбора зерна в рекордно урожайный 2017 г. приняли 10 регионов (табл. 1), среди которых 8 - регионы степного пояса России. С площади зерновых культур 23207,7 тыс. га, составившей 48,6 % от общероссийской, было собрано 73901,9 тыс. т зерна, или 54,5 % от общероссийского сбора. Безусловными лидерами среди регионов стали Краснодарский край - 14080,4 тыс. т, или 10,4 % от общероссийского урожая зерна, Ростовская область - 13459,6 тыс. т, или 9,9 %, Ставропольский край - 10107,2 тыс. т, или 7,4 % соответственно. Участие других регионов - лидеров зернового производства России варьировало от 5832,7 тыс. т, или 4,3 % (Саратовская обл.), до 4207,2 тыс. т, или 3,1 % (Оренбургская обл.).
Самая высокая урожайность зерна получена в Краснодарском крае, Курской области, Ростовской области, Ставропольском крае и Воронежской области, где указанный показатель превысил общероссийский уровень на 23,9 - 80,5 %. В Республике Татарстан урожайность зерновых культур соответствовала общероссийскому уровню, а в остальных регионах оказалась ниже на 18,2 % (Волгоградская область) - 101,2 % (Оренбургская область).
В отличие от общемировой тенденции зависимости валовых сборов зерна от площадей посева зерновых культур, по 10 анализируемым регионам РФ за период 2005 - 2018 гг. подобной зависимости нами не выявлено (г = 0,266), что свидетельствует о наличии других факторов, влияющих на указанную величину. В то же время установлена сильная связь (г = 0,799) валовых сборов зерна с урожайностью зерновых и зернобобовых культур, детерминирующей 63,9 % вариации валовых сборов (рис. 2).
Следует отметить, что урожайность зерновых и зернобобовых культур в целом по регионам -лидерам зернового производства Российской Федерации в свою очередь оказалась сильно связанной (г = 0,905) с количеством внесённых минеральных удобрений, в 82,0 % случаев детерминирующим вариацию урожайности. Зависимость описывается уравнением регрессии у = 0,028х + 1,179, где х - количество внесённых минеральных удобрений, кг/га действующего вещества, у - урожайность зерновых и зернобобовых культур, т/га.
Среди стран мира с наибольшими площадями обрабатываемых земель настолько же очевидной зависимости выявить не удалось. Коэффициент корреляции (г = 0,261) свидетельствует о слабой связи урожайности зерновых культур с количеством внесённых минеральных удобрений, детерминирующим только 6,8 % вариации урожайности (рис. 3).
Подобные результаты, на наш взгляд, связаны с большой «пестротой» определяющих урожайность факторов в анализируемой группе стран, что связано прежде всего с их географической и пространственной разобщённостью. К указанным факторам следует отнести генетические свойства почв, степень их антропогенной деградации и
(по данным [12, 13] и расчётам автора)
Место в рейтинге РФ Регион Валовой сбор зерна, тыс. т Посевная площадь, тыс. га Урожайность, т/га Участие в зерновом производстве в целом по стране, %
По указанным регионам 73901,9 23207,7 3,18 54,5
Российская Федерация 135500,0 47705,7 2,92 100,0
=у — 1,092х + 2970
г — 0,266 Р2 — 0,071_
Посевные площади зерновых и зернобобовых культур (А), тыс. га
у — 2086,х + 5,077
г — 0,799
Р2 — 0,639
Урожайность зерновых и зернобобовых культур (В), т/га
Рис. 2 - Зависимость валовых сборов зерна от посевных площадей (А) и урожайности зерновых и зернобобовых культур (В) по 10 регионам РФ с наивысшими сборами, средние за 2005 - 2018 гг. (по данным [12, 13] и расчётам автора)
пз £ о
у — 0,028х + 1,179
г — 0,905
Р2 — 0,820
Количество внесённых минеральных удобрений, кг/га действующего вещества (А)
использовано минеральных удобрений, т/100 га I урожайность зерновых культур, т/га
Рис. 3 - Зависимость урожайности зерновых и зернобобовых культур от количества внесённых минеральных удобрений в России (А) и в мире (по данным [12, 13] и расчётам автора)
уровень остаточного плодородия, атмосферное увлажнение и др., влияющие ещё и на эффективность удобрений. Отсутствие зависимости между анализируемыми параметрами указывает ещё и на очевидную экстенсивность применяемых технологий возделывания зерновых культур в отдельных странах, слабое использование интенсивных факторов земледелия, например применения удобрений. В дополнение к этому можно предположить, что использование минеральных удобрений в количествах, не удовлетворяющих биологические потребности растений и не раскрывающих их урожайный потенциал, существенного влияния на увеличение урожайности не оказывает.
Таким образом, урожайность является главным фактором роста валового сбора зерна и её можно считать основным показателем эффективности использования посевных площадей в мировом и российском масштабе. Фактором второго порядка, существенно влияющим на урожайность зерновых культур и наиболее отчётливо проявляющимся в основных зернопроиз-водящих регионах России, является применение удобрений.
Самая сильная связь валовых сборов зерна с количеством использованных минеральных удобрений (г = 0,847 - 0,986) отмечена в Краснодарском и Ставропольском краях, а также в Воронежской, Ростовской и Курской областях.
Здесь на каждый гектар посева внесено от 52,0 до 109,9 кг удобрений (табл. 2).
Также сильная, но уже граничащая со средней связь между указанными факторами (г = 0,716 - 0,738) выявлена в Волгоградской, Саратовской областях и Алтайском крае. Внесённые в указанных регионах в количестве 6,1 - 19,7 кг/га минеральные удобрения детерминировали 51,3 - 61,0 % вариации валовых сборов зерна. Ещё меньшая (г = 0,527) зависимость выявлена в Оренбургской области - использованные здесь в количестве 2,4 кг/га минеральные удобрения детерминировали только 27,8 % вариации урожайности.
В целом следует констатировать, что общим для основных зернопроизводящих регионов, расположенных преимущественно в степной зоне РФ, является использование в посевах зерновых культур минеральных удобрений в нормах, удо -влетворяющих их биологические потребности и раскрывающих их урожайный потенциал, что оказывает существенное влияние на повышение урожайности и валовых сборов зерна. Данное утверждение вполне очевидно для основных
поставщиков зерна на российский рынок, таких, как Краснодарский край, Ставропольский край, Воронежская, Ростовская и Курская области. В других регионах ещё задействованы далеко не все агротехнические средства, из которых во влаго-сберегающих интеллектуальных агротехнологиях следует рассматривать прежде всего внесение удобрений в научно обоснованных нормах (как правило, более высоких), как существенно повышающих эффективность зернового производства.
Следует признать, что внесение минеральных удобрений в ничтожно малых количествах в отдельных регионах РФ на фоне антропогенно деградированных низкоплодородных почв чаще всего связано с их дороговизной и финансовой несостоятельностью хозяйствующих субъектов. Выпускающихся же в стране минеральных удо -брений, производство которых неуклонно увеличивается, вполне достаточно для полного удо -влетворения внутренних потребностей (рис. 4).
К сожалению, негативные последствия экономического реформирования сельского хозяйства России в полной мере проявились в главных зерносеющих регионах страны, в большинстве
Регион Валовые сборы зерна, тыс. т Внесено удобрений на 1 га посева с.-х. культур, минер. (кг/га) / органич. (т/га) Зависимость валовых сборов зерна (у) от количества внесённых минеральных удобрений (х)
Краснодарский край 12109,3 109,9 / 1,70 у = 88,38х + 2606; Я2 = 0,974
Ростовская область 9106,8 58,4 / 0,30 у = 165,6х - 374,4; Я2 = 0,919
Ставропольский край 8359,9 52,0 / 3,10 у = 67,84х + 3398; Я2 = 0,718
Алтайский край 4165,6 6,3 / 0,20 у = 151,0х + 3111; Я2 = 0,513
Воронежская область 3738,9 67,2 / 2,50 у = 59,63х + 284,8; Я2 = 0,950
Волгоградская область 3599,4 19,7 / 0,01 у = 234,3х - 668,5; Я2 = 0,610
Курская область 3467,6 107,2 / 0,4 у = 27,64х + 806,6; Я2 = 0,910
Саратовская область 3386,3 6,1 / 0,2 у = 378,3х + 1364; Я2 = 0,545
Республика Татарстан 3305,4 57,7 / 1,7 у = 29,08х + 2157; Я2 = 0,224
Оренбургская область 2379,0 2,4 / 0,1 у = 1286х - 27,66; Я2 = 0,278
Б - внесено минеральных удобрений, млн т д. в-ва
Рис. 4 - Динамика производства и применения минеральных удобрений в земледелии России [11]
своём расположенных на достаточно выработанных чернозёмных почвах степной зоны. Сложное финансовое положение как коллективных, так и индивидуальных производителей зерна, связанное ещё и с диспаритетом цен на сельскохозяйственную и промышленную продукцию, привело к практически полному отказу от использования удобрений. Аналогичная ситуация сложилась и с органическими удобрениями [14].
За годы реформ также существенно изменились площади и структура посевов, внедрились почвоутомительные короткоротационные севообороты с коммерческими культурами, прежде всего подсолнечником, занимающим в отдельных регионах (Саратовская и Оренбургская области) уже более 1,0 млн га.
Удовлетворение потребностей возделываемых растений в элементах минерального питания свелось в основном к мобилизации почвенного плодородия, т.е. истощению запасов гумуса. В результате в большинстве зерносеющих регионов России, и прежде всего в регионах степной зоны, сложился его отрицательный баланс. Вполне очевидно, что указанные обстоятельства являются серьёзным препятствием к устойчивому зерновому производству и могут привести к ещё большей деградации нарушенных почв, нарушению биологического баланса в агроэкосистемах и сокращению биологического разнообразия.
Выводы. Для обеспечения продовольственной безопасности населения и сохранения природного биоразнообразия в условиях природных и антропогенных изменений окружающей среды необходимы технологические подходы, направленные на формирование в адаптивном земледелии высокой сбалансированности и устойчивости агроландшафтов, восстановление и стабилизацию плодородия почвы, сокращение ресурсных затрат на производство сельскохозяйственной продукции [15].
Положительное последействие уже разработанных приёмов повсеместно подтверждается сельскохозяйственной практикой. В частности, в регионах степной зоны РФ накоплен обширный экспериментальный материал, подтверждающий целесообразность применения научно обоснованных норм минеральных и органических удобрений в поддержании плодородия почвы и повышении урожайности зерновых культур.
Считаем, что для реализации указанных перспектив не менее важно ещё выполнение комплекса сопутствующих мероприятий, напрямую влияющих на воспроизводство почвенного плодородия и их эффективность:
- улучшение финансового состояния, материально-технической базы и социально-экономических условий в зерносеющих хозяйствах;
- развитие экологических принципов ведения земледелия по обеспечению расширенного воспроизводства почвенного плодородия и охраны окружающей среды, расширение в структуре посевов доли бобовых и зернобобовых культур, залужение необрабатываемых земель, введение выводных полей многолетних трав в зерновых севооборотах;
- освоение севооборотов на агроэкологической основе с учётом продуктивности и средообразую-щего влияния на плодородие почвы, воспроизводства органического вещества, регулирования гумусового состояния почвы и энергетического равновесия в агроландшафтах;
- максимальное использование малоценной побочной продукции растениеводства в качестве альтернативы органическим удобрениям (прежде всего, навозу), разработка приёмов эффективного использования соломы, промежуточной сидерации с использованием высокопродуктивных культур, способных быстро накапливать большую надземную фитомассу;
- применение технологий минимальной и нулевой обработки почвы, интегрированной системы защиты растений и использование высокопроизводительных энергонасыщенных тракторов и комбинированных сельскохозяйственных машин.
От качества освоения указанных мероприятий будет зависеть успешность регионов степной зоны России в наращивании производства качественного зерна и сохранении почвенного плодородия. Их важность не снизится и в случае улучшения экономической ситуации в стране и мире, способствующей применению минеральных и особенно органических удобрений в научно обоснованных (как правило, более высоких) количествах.
некорневого внесения жидких удобрений и регуляторов роста на южных чернозёмах Оренбургского Предуралья // Известия Оренбургского государственного аграрного университета. 2018. № 1 (69). С. 31 - 33.
Гулянов Юрий Александрович, доктор сельскохозяйственных наук, профессор
Институт степи УРО РАН - обособленное структурное подразделение Оренбургского федерального
исследовательского центра УрО РАН
Россия, 460000, г. Оренбург, ул. Пионерская, 11
E-mail: ¡ury.guiynov@yandex.ru
Analysis of the state of grain production and its growth prospects in the transition to ecologically oriented agricultural technologies in the steppe zone of Russia
Gulyanov Yuri Alexandrovich, Doctor of Agricultum, Professor
Steppe Institute of the Orenburg Federal Research Center, Ural Branch of the Russian Academy of Sciences 11, Pionerskaya St., Orenburg, 460000, Russia E-mail: iury.gulynov@yandex.ru
The article discusses the problem of food security on the Earth. The problem is most often associated with grain security, which modern production clearly does not keep up with a rapidly growing population. According to expert assessment of our scientists, Russia can an important role in the stabilization of world grain production, as it has for this purpose quite high natural, intellectual and technical resources. Their effective and rational use based on ecologically oriented agricultural technologies can make a significant contribution to improving food stability. We assume that in order to achieve these goals, we need technological approaches that are aimed at the formation in adaptive agriculture of high balance and stability of agrolandscapes, restoration and stabilization of soil fertility, reduction of resource costs for agricultural production. In conclusion, we tell about the positive aftereffect of the already developed techniques, universally confirmed by agricultural practice. In particular, extensive experimental material has been accumulated in the regions of the steppe zone of the Russian Federation, confirming the feasibility of applying scientifically based norms of mineral and organic fertilizers in maintaining soil fertility and increasing the yield of grain crops. It is indicated that the success of the regions of the steppe zone of Russia in increasing the production of high-quality grain and preserving soil fertility will depend on the quality of development of the above measures. Their importance will not decrease if the economic situation in the country and the world improves, which promotes the use of mineral and especially organic fertilizers in scientifically based quantities.
DOI 10.37670/2073-0853-2020-81-1-6-12
