UDK 63 Сельское хозяйство. Лесное хозяйство. Охота. Рыбное хозяйство
GRNTI 68.31 Сельскохозяйственная мелиорация
OKSO 110000 СЕЛЬСКОЕ И РЫБНОЕ ХОЗЯЙСТВО
BBK 40 Естественнонаучные и технические основы сельского хозяйства
BISAC TEC003000 Agriculture / General
One of the reasons for the volatility of agricultural production is poorly predictable weather fluctuations that affect the food security of our country and are a serious problem for agricultural producers. Therefore, it is necessary to develop, justify and use measures that contribute to increasing the stability of agricultural crop yields throughout the territory of agricultural lands. The object of research was the yield of corn for grain and weather conditions during its growing season in the Rostov region. The purpose of the study was to analyze the impact on the stability of corn yield on grain of two main factors: natural and climatic changes represented by fluctuations in moisture supply, both interannual and during the growing season of corn for grain, and human economic activity considered in the aspect of reclamation measures, as well as the development and formulation of proposals to improve this stability. The main factors influencing the sustainable development of agricultural production as a whole are identified by the methods of system analysis and a scheme of relations in the agroindustrial complex is constructed, and the dependences of the corn yield on grain on the experimental fields of the Biryuchekut vegetable breeding experimental station are determined by the methods of statistical analysis –the branch of the Federal State Budgetary Scientific Institution ≪Federal Scientific Center of Vegetable Growing≫ depends on the amounts of precipitation and temperatures during the growing season, on the basis of which the main directions of land reclamation are formulated that allow optimal use of the agricultural opportunities of the land fund. The paper notes the connection of fluctuations in the yield of corn for grain with the heterogeneity of weather and climatic conditions and the results of human economic activity depending on the level of scientific and technical development in the agricultural sector, as well as with complex solutions to environmental management problems consisting in the rational use of natural resources and the use of various types of land reclamation. It was found that in the period from 2000 to 2019, depending on the amount of precipitation, the yield of corn on the bogar at the representative object varied from 11.8 to 39.5 c/ha, that is, by more than 3.3 times, whereas during irrigation in these years of observation, the yield was from 125.2 to 138 c/ha, respectively, that is, yield fluctuations did not exceed 10 %, irrigation of corn crops in acute arid years increased the yield by 8.6 times, in dry years –by 82.2 %, in favorable –by 71.7 %, and this indicates that in order to obtain a high yield of corn for grain, irrigation should be used not only in dry years, but also in years when 350–00 mm of precipitation falls during the growing season.
land reclamation, irrigation, irrigated lands, production sustainability, increasing sustainability, agricultural production
Введение. Сельское хозяйство является одним из самых перспектив-ных направлений в экономике, при этом устойчивость сельскохозяйственного производства ориентирована на финансовую поддержку, как со стороны государства, так и со стороны частных инвесторов. Однако на результат работы аграрного производства влияют как природные факторы, так и высокая техническая вооруженность предприятий отрасли, требую-щая перманентных капиталовложений, влекущих рост объема основных средств, и как следствие этого падение рентабельности сельскохозяйственного производства. Для интенсивного развития аграрного производства и повышения инвестиционной привлекательности отрасли необходима под-держка со стороны государства в форме субсидий, разработка и утверждение порядка получаемых субсидий, целей их предоставления и объе-мов, позволяющих достичь и поддерживать получателями необходимые целевые показатели. [1]
При выборе приоритетных для субсидирования территорий следует учитывать наличие потенциальных и использование имеющихся ресурсов как расположенных на них сельхозпредприятий, так и предприятий, входящих в общую логистическую систему [2–4]. Определение производ-ственных возможностей сельскохозяйственных предприятий обусловлено оценкой их настоящего и будущего участия в производственном процессе, при этом ресурсный потенциал определяет готовность организации аграр-ного сектора к производственной деятельности и включает: наличие про-изводственных мощностей, кадров, инфраструктуры, способность хранения и переработки урожая, логистику, возможность как оптовой, так и розничной реализации продукции.
Для решения первостепенных задач, связанных с устойчивым соци-ально-экономическим развитием Российской Федерации, в долгосрочной перспективе влияющих на обеспечение продовольственной безопасности, в свете разработанного документа долгосрочного планирования – распоря-жения Правительства РФ от 12.04.2020 № 993-р «Об утверждении Страте-гии развития агропромышленного и рыбохозяйственного комплексов Российской Федерации на период до 2030 года», необходимо обеспечить:
- эффективное вовлечение в оборот и управление землями сельскохо-зяйственного назначения;
- воспроизводство плодородия земель сельскохозяйственного назна-чения;
- развитие мелиоративного комплекса Российской Федерации;
- повышение продуктивности и качества почв;
- формирование в агропромышленном комплексе укомплектованного высококвалифицированными кадрами высокопроизводительного экспорт-но ориентированного сектора, развивающегося на основе современных технологий.
Материалы и методы. Для достижения поставленных целей нужна разработка соответствующего методического инструментария, обеспечивающего целенаправленное воздействие на систему сельскохозяйственной отрасли. Для его создания необходимо, во-первых, определение и иссле-дование факторов, обуславливающих устойчивое развитие, во-вторых, со-здание адекватных моделей, позволяющих им управлять. В связи с много-образием факторов устойчивого развития сельскохозяйственной отрасли должны анализироваться многие виды ресурсов, а модель, соответственно должна быть многофакторной. Для рассматриваемой задачи, экономическая система сельскохозяйственной отрасли может быть удовлетворитель-но описана с помощью неоклассических факторных моделей экономического роста [5, 6] – моделей основанных на использовании производствен-ной функции , выявляющих количественные связи между объемом и динамикой производства, а также объемом и динамикой производствен-ных ресурсов. Здесь Y – объем выпускаемой сельскохозяйственной про-дукции, – вектор, компонентами которого являются меняющиеся во времени факторы сельскохозяйственного производства .
Результаты и обсуждение. Очевидно, что оперируя зависимостями, характеризующими условия и ограничения можно сформировать модель, отвечающую условиям устойчивого развития системы в целом. При построении универсальной отраслевой модели сельхозпроизводства необходимо учесть особенности отрасли, заключающиеся в том, что экономиче-ские процессы воспроизводства переплетаются здесь с естественными про-цессами, поэтому сельскохозяйственное производство непосредственно зависит от природных условий. Влияние неуправляемых природно-климатических факторов вызывает относительную неустойчивость основ-ных показателей развития сельского хозяйства, поэтому, учитывая основ-ные законы земледелия и растениеводства, устойчивость сельскохозяйственного производства зависит как от согласованного взаимодействие регулируемых величин урожаеобразующих факторов, так и нерегулируе-мых величин естественных факторов. Учет этого влияния в планово-экономической и управленческой деятельности возможен лишь при анали-зе зависимости затрат и результатов производства от случайных характе-ристик погодных условий. А это, в свою очередь, требует существенной модификации методологии и методик в указанных областях деятельности, использования понятий экономического риска и экономической устойчи-вости производства. Существенная зависимость объемов производства продукции и затрат растениеводства от погодных условий порождает глубокую экономическую неустойчивость всего сельскохозяйственного про-изводства, в первую очередь – отраслей растениеводства и животноводства. Эта неустойчивость носит также случайный характер и проявляется прежде всего в годовых колебаниях как валовых выпусков продукции рас-тениеводства и животноводства, так и затрат на ее производство, перера-ботку, транспортировку и хранение. Непредвиденные изменения погодных условий в сельском хозяйстве всегда отрицательно влияют на экономиче-ские показатели деятельности агропромышленного комплекса. При небла-гоприятных погодных условиях недобор товарной растениеводческой продукции и кормов приводит к нарушению нормального финансового режима производственных подразделений; к снижению продуктивности скота и уменьшению его поголовья в результате вынужденного забоя и падежа; к недогрузке мощностей предприятий, перерабатывающих сель-скохозяйственное сырье и т. д. Следствием всего этого является нарушение нормального хода производственного процесса.
Можно выделить основные факторы, влияющие на устойчивое раз-витие сельхозпроизводства в целом, которые носят ресурсный характер, включают в себя не только производство, но и глубокую переработку и реализацию сельхозпродукции.
Чем лучше согласованность факторов в процессе производства переработки, хранения и реализации сельскохозяйственной продукции, тем выше основные показатели развития сельскохозяйственной отрасли (рисунок 1).
Рисунок 1 – Структурная схема устойчивого развития сельхозпроизводства
Наиболее ощутимое влияние на экономику агропромышленного комплекса оказывает нарушение межотраслевых связей между производством продукции сельского хозяйства с одной стороны и сферой тех отраслей сельхозпроизводства, потоки которых направлены на переработку и хранение (рисунок 2).
Рисунок 2 – Схема связей в АПК
На схеме показано, что мероприятия по управлению экономической устойчивостью в АПК по характеру их зависимости от фактически реали-зующейся погодной ситуации, делятся на:
- устойчиво независимые от действия случайных погодных факторов, когда вероятный возможный исход ситуации не зависит от действия случайных погодных факторов: определение площадей и структуры посевов, характеристик производственных зданий и сооружений, количества и состава технических средств;
- решения, принимаемые в рамках складывающихся погодных ситу-аций и определяющие параметры процесса использования мощностей для нормального функционирования производства: определения объемов и со-става выполняемых работ в земледелии в соответствии с технологией воз-делывания культур в данных погодных условиях, объемов технологиче-ских мероприятий в животноводстве (например, рациональных режимов кормления скота при низких урожаях кормовых культур), объемов техно-логических операций, снижающих влияние засух и т. д.
Результат в сельском хозяйстве зависит от погодно-экономической устойчивости, то есть от случайных характеристик погодных условий. При управлении случайными производственными процессами необходимо стремиться получить такой эффект, который был бы по возможности более устойчивым по отношению к случайным погодным условиям. Рассмотрим совокупность влияния природно-климатических факторов и оросительных мелиораций на урожайность интенсивно выращиваемой в Ростовской области кукурузы на зерно. Площади посевов кукурузы в Ростовской области по состоянию на 01.01.2019 г. составили 189,2 тыс. га, что составляет 7,7% в общих площадях посевов кукурузы в России [7, 8].
Нами был проведен сбор, систематизация и анализ данных урожай-ности кукурузы на зерно (таблица 1), полученной в Бирючекутской ОСОС – филиале ФГБНУ ФНЦО, расположенной в Ростовской области, а также данных о температуре воздуха и количестве осадков в период вегетации растений за временной период с 2001 по 2020 г. с ближайшей к Бирюче-кутской ОСОС метеостанции, расположенной в Ростове-на-Дону (индекс ВМО – 34730, Ростовская область, Россия, широта: 47,27; долгота 39,82; высота над уровнем моря 75 м). Для анализа были найдены суммы вы-павших осадков (мм) в период вегетации кукурузы на зерно и суммы тем-ператур в сезоны вегетации (℃). При выборе массива данных мы исходили из того, что одним из наиболее надежных архивов данных осадков на тер-ритории России, на наш взгляд, является архив наблюдений на метеороло-гических станциях сети Росгидромета, поддерживаемый во ВНИИГМИ-МЦД. Массив данных создавался по данным официальных электронных ресурсов [9–11].
Таблица 1 – Показатели урожайности кукурузы на зерно и данные по основным метеорологическим факторам в «Бирючекутской ОСОС – филиал ФГБНУ ФНЦО»
|
Год |
Сумма осадков в период вегетации, мм |
Сумма температур в период вегетации, |
Урожайность кукурузы на богаре, |
Урожайность кукурузы при орошении, |
Характеристика года по ГТК |
ГТК по Селянинову средний за вегетационный период |
|
2001 |
382,0 |
98,4 |
39,5 |
138,6 |
Избыточно влажный |
1,43 |
|
2002 |
208,1 |
102,1 |
31,0 |
116,2 |
Слабозасушливый |
0,87 |
|
2003 |
216,3 |
97,1 |
23,5 |
112,7 |
Засушливый |
0,68 |
|
2004 |
403,4 |
94 |
33,0 |
134,0 |
Избыточно влажный |
1,37 |
|
2005 |
257,8 |
102,6 |
30,8 |
115,3 |
Слабозасушливый |
0,81 |
|
2006 |
311,9 |
105,4 |
32,2 |
120,7 |
Слабозасушливый |
0,95 |
|
2007 |
132,0 |
114,6 |
11,8 |
102,0 |
Острозасушливый |
0,38 |
|
2008 |
174,8 |
101,8 |
18,2 |
102,0 |
Засушливый |
0,58 |
|
2009 |
196,9 |
104,4 |
25,0 |
114,2 |
Засушливый |
0,69 |
|
2010 |
208,6 |
115,4 |
22,1 |
107,3 |
Засушливый |
0,65 |
|
2011 |
306,7 |
106,8 |
32,9 |
123,4 |
Слабозасушливый |
0,96 |
|
2012 |
319,0 |
111,7 |
31,1 |
117,6 |
Слабозасушливый |
0,91 |
|
2013 |
114,8 |
108,4 |
16,1 |
103,5 |
Острозасушливый |
0,43 |
|
2014 |
160,3 |
108,0 |
26,2 |
116,8 |
Слабозасушливый |
0,80 |
|
2015 |
153,1 |
108,0 |
16,2 |
101,8 |
Засушливый |
0,55 |
|
2016 |
349,2 |
104,0 |
32,9 |
125,2 |
Влажный |
1,24 |
|
2017 |
174,0 |
106,5 |
16,2 |
106,5 |
Засушливый |
0,57 |
|
2018 |
225,6 |
112,5 |
18,5 |
104,4 |
Засушливый |
0,62 |
|
2019 |
194.3 |
107.3 |
20,8 |
129,4 |
Засушливый |
0,63 |
|
2020 |
192,8 |
106,8 |
20,6 |
138,0 |
Засушливый |
0,62 |
При агроклиматическом районировании Ростовской области Главное управление гидрометеослужбы характеризует влагообеспеченность терри-торий по гидротермическому коэффициенту Селянинова Г. Т., значения которого определяются по формуле:
(1)
где Р – количество осадков за период с температурами воздуха выше 10°С,
– сумма средних суточных температур воздуха за тот же пери-од.
Данный показатель позволяет оценить тепловлагообеспеченность, как всего года в целом, так и периода вегетации культуры, поэтому при проводимом анализе данных таблицы 1 не только характеристика года по ГТК, но и месяцы вегетационного периода характеризовались с точки зре-ния дефицита осадков, а засухи идентифицировались согласно общеприня-той классификации, предложенной Селяниновым Г. Т. (таблица 2) и моди-фицированной Черенковой Е. А. и Золотокрылиным А. Н. [12].
Таблица 2 – Характеристика показателя увлажнения согласно гидротермическому коэффициенту Г. Т. Селянинова (ГТК)
|
Характеристика периода по ГТК |
ГТК |
|
Избыточно влажный |
ГТК ≥ 1,3 |
|
Влажный |
1,0 ≤ ГТК < 1,3 |
|
Слабо засушливый |
0,7 ≤ ГТК < 1,0 |
|
Засушливый |
0,5 ≤ ГТК < 0,7 |
|
Остро засушливый |
ГТК<0,5 |
Количество осадков в период вегетации кукурузы на зерно за рас-сматриваемый временной период с 2001 по 2020 г. изменяется по годам от 114,8 мм до 403,4 мм, то есть разница достигает 288,6 мм или трех с поло-виной раз, что обуславливает резкое колебание ее урожайности по годам. Двадцатилетние наблюдения, проведенные на Бирючекутской ОСОС, ука-зывают на прямую зависимость между количеством выпадающих осадков за вегетационный период и урожайностью кукурузы на богарных и на орошаемых землях (таблица 1).
Анализируя данные, сведенные в таблицу 1, видно, что из 20 наблю-даемых лет 2007 и 2013 гг. являлись острозасушливыми годами (10%), ко-гда за период вегетации выпало 132 мм и 114,8 мм осадков соответствен-но, при этом ГТК составил 0,38 и 0,43, а урожайность кукурузы на богар-ных землях составила 11,8 и 16,1 ц/га. И наоборот 2004 и 2001 гг. были избыточно влажными годами, когда за период вегетации выпало 403,4 и 382 мм осадков, ГТК составил 1,37 и 1,43 соответственно, а урожай куку-рузы составил 33 и 39,5 ц/га. К засушливым годам из рассматриваемого отрезка времени относятся 9 лет (45%), когда за период вегетации осадков выпало в среднем 192,9 мм, и средний урожай кукурузы за эти годы со-ставил 20,1 ц/га. К слабозасушливым годам относятся 6 лет (30%), когда при среднем количестве осадков, составляющем 260,6 мм, средний урожай кукурузы составил 30,7 ц/га. Очень благоприятные влажные годы состав-ляют 5%, когда за период вегетации выпало 349,2 мм осадков, а урожай зерна кукурузы составил 32,9 ц/га. Таким образом, в зависимости от ко-личества выпадающих осадков, урожайность кукурузы на богаре, в этом районе изменялась от 11,8 до 39,5 ц/га, то есть более чем в 3,3 раза, тогда как при орошении в эти годы наблюдений урожайность составляла от 125,2 до 138 ц/га соответственно, то есть колебания урожайности не пре-вышали 10 %. Данные наблюдений указывают на эффективность орошения кукурузы, как в острозасушливые и засушливые годы, когда урожайность кукурузы на орошении составила 102 ц/га, а на богаре – 11,8 ц/га, так и в благоприятные по ГТК годы, когда урожайность зерна кукурузы на оро-шении составила 138 ц/га, а на богаре – 39 ц/га. Таким образом, орошение посевов кукурузы в острозасушливые по ГТК годы повышало урожай-ность в 8,6 раз, в засушливые – на 82,2 %, в благоприятные – на 71,7 %, а это указывает на то, что для получения высокого урожая кукурузы следу-ет применять орошение не только в засушливые годы, но и в годы, когда за период вегетации выпадает 350–400 мм осадков. В эти годы прибавка урожайности кукурузы от орошения составляет 69,1–101 ц/га.
Из графиков, представленных на рисунках 3 и 4, мы видим прямую корреляционную зависимость величин выпавших осадков за вегетацион-ный период, урожайности и ГТК по Селянинову, что подтверждается рас-считанными величинами коэффициента корреляции Пирсона, равными 0,9356 и 0,9132 соответственно и показывающими высокую, по шкале Чеддока, силу связи (в Ростовской области) указанных величин.
Рисунок 3 – Корреляция суммы осадков и ГТК
Рисунок 4 – Корреляция урожайности и ГТК
Для пропашных культур: кукурузы, подсолнечника, конопли и других большое значение имеют осадки, выпадающие в июле – августе. Эти месяцы характеризуются самыми высокими температурами и низкой отно-сительной влажностью воздуха, усиливающими общее испарение в срав-нении с другими месяцами года. В рассматриваемый период по годам ко-личество осадков колеблется в июле от 4,6 до 123 мм, в августе – от 0,5 до 124,6 мм. Наблюдения показали, что урожайность кукурузы на богаре порядка 30 ц/га обеспечивалась только при выпадении осадков в июле и августе в пределах от 75 до 140 мм, причем число лет с осадками менее 75 мм для кукурузы составляло 55 %.
Выводы. 1. В результате исследований установлено, что урожайность зерна кукурузы зависела не только от количества осадков за вегетационный период, но и от распределения их по периодам ее развития, и неравномерность выпадения осадков приводила к колебаниям урожайности, достигавшим 1,7 раза.
2. Эффективно проводить орошение кукурузы на зерно с целью повышения ее урожайности не только острозасушливые и засушливые годы, но и в благоприятные по ГТК годы – это дает наиболее высокие показатели урожайность зерна кукурузы.
1. Shchedrin VN, Abramenko IP, Manzhina SA Regulatory aspects of sustainable func-tioning of agro-industrial territories of advanced development based on the use of reclamation technologies // Scientific journal of the Russian Research Institute of Melioration Problems [Elec-tronic resource]. 2021.- Vol. 11, No. 2. P. 255-273.
2. Vasiliev SM, Babichev AN Basic principles of formation of stability of reclaimed agri-cultural landscapes // Ecology and water economy [Electronic resource]. 2021.Vol. 3, No. 1. P. 1-10. URL: http: www.rosniipm-sm1.ru/article? N = 97.
3. Organization of water accounting and water saving of irrigation water based on world experience in the conditions of changing climate / T. S. Koshkarova, L. N. Medvedeva, A. A. Novikov, L. A. Voyevodina // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. - 2020, 14 October. - Vol. 577, iss. 1. / Article number 012013 .- DOI: 10.1088 / 1755-1315 / 577/1/012013.
4. Ovchinnikov, A. S. Influence of land reclamation on the minimization of weather fluc-tuations and the growth of the economic effect of agricultural production / A. S. Ovchinnikov, M. V. Vlasov, S. V. Kupriyanova // Bulletin of the Nizhnevolzhsky agricultural university com-plex: science and higher professional education. - 2020. - No. 1 (57). - P. 14-23.
5. Dykas, P., Mentel, G., Misiak, T. (2018), “The Neoclassical Model of Economic Growth and Its Ability to Account for Demographic Forecast”, Transformations in Business & Economics, Vol. 17, # 2B (44B), pp. 684-700.
6. Režný, L .; Bureš, V. Energy Transition Scenarios and Their Economic Impacts in the Extended Neoclassical Model of Economic Growth. Sustainability 2019, 11, 3644.https: //doi.org/10.3390/su11133644.
7. Sown area, gross harvest and yield of corn in Russia. Results of 2018 [Electronic re-source]. - Access mode: https://agrovesti.net/lib/industries/corn/posevnye-ploshchadi-valovye-sbory-i-urozhajnost-kukuruzy-v-rossii-itogi-2018-goda.html.
8. Rostov region in figures 2018: Statistical collection / Rostovstat. - Rostov-on-Don, 2019. - 737 p.
9. FSBI "VNIIGMI MCD". Specialized arrays for climatic research [Electronic resource]. - Access mode: http://meteo.ru/data/158-total-precipitation, 2021.
10. Federal State Budgetary Scientific Institution North Caucasian Federal Scientific Agrarian Center. Climatic features of the region and bioclimatic potential [Electronic resource]. - Access mode: http://climate.sniish.ru/climate_info.php, 2021.
11. Roshydromet. Hydromecenter of Russia. FSBI "Institute of Global Climate and Ecology named after Academician Yu. A. Israel". Annual reports on the state of the RF climate [Electronic resource]. - Access mode: http://climatechange.igce.ru/index.php?option=com_doc-man&Itemid = 73 & gid = 27 & lang = ru, 2021.
12. Cherenkova EA, Zolotokrylin AN On the comparability of some quantitative indica-tors of drought // Fundamental and Applied Climatology. - 2016. - vol. 2. - p. 79-94.
