Научное обоснование систем и способов обработки слитого чернозема в различных звеньях севооборотов в республике адыгея
| Вид материала | Автореферат |
СодержаниеУмеренная норма удобрений Высокая норма удобрений 6. Экономическая и биоэнергетическая эффективность |
- Агроэкономическое обоснование севооборотов и обработки почвы в сзао емельяновское Емельяновского, 360.03kb.
- С. Н. Волков Экономическое обоснование и эффективность укрупнения севооборотов, 89.86kb.
- Доклад руководителя Управления Роспотребнадзора по Республике Адыгея, 272.3kb.
- Приказ № 2011г г. Майкоп Опроведении в Республике Адыгея мероприятий, посвященных, 54.83kb.
- Министерство экономического развития и торговли республики адыгея, 484.47kb.
- Совершенствование технологического процесса переработки сои с использованием различных, 53.51kb.
- Постановление Кабинета Министров Республики Адыгея от 22 декабря 2008 года №202, 76.46kb.
- Комплекс мер по модернизации общего образования в муниципальном образовании «Город, 1147.43kb.
- «Проектирование структуры посевных площадей, системы севооборотов, обработки почвы, 906.62kb.
- Агробиологическое обоснование элементов технологии выращивания бахчевых культур в различных, 971.17kb.
Таблица 6
Сырая масса сорняков перед уборкой
в зависимости от способов основной обработки почвы и норм удобрений, г/м2
| Вспашка на 25-27 см | Чизельная на 38-40 см | Поверхностная на 10-12 см | Комбинированная |
| Умеренная норма удобрений | |||
| Озимая пшеница, 2004-2006 гг. | |||
| 55,2 | 59,4 | 59,5 | 47,8 |
| Кукуруза на силос, 2005-2007 гг. | |||
| 20,4 | 26,1 | 28,7 | 19,4 |
| Подсолнечник, 2006-2008 гг. | |||
| 76,7 | 78,7 | 79,9 | 71,4 |
| Озимая пшеница, 2007-2009 гг. | |||
| 22,5 | 24,4 | 25,8 | 20,2 |
| Высокая норма удобрений | |||
| Озимая пшеница, 2004-2006 гг. | |||
| 54,3 | 60,9 | 59,3 | 51,7 |
| Кукуруза на силос, 2005-2007 гг. | |||
| 21,6 | 28,9 | 32,2 | 21,4 |
| Подсолнечник, 2006-2008 гг. | |||
| 72,7 | 75,2 | 75,9 | 68,7 |
| Озимая пшеница, 2007-2009 гг. | |||
| 22,1 | 23,5 | 26,9 | 20,1 |
Таким образом, высокие нормы удобрений в сочетании с комбинированной обработкой почвы в севообороте способствуют снижению засоренности. Результаты мониторинга засоренности многолетниками следует учитывать при выборе способов обработки почвы.
5.3. Урожайность сельскохозяйственных культур
Результаты исследований урожайности сельскохозяйственных культур во втором опыте в зависимости от обработки представлены в таблице 7.
В среднем за годы исследований различий урожайности подсолнечника, кукурузы на силос в зависимости от обработки почвы не выявлено.
Более высокая урожайность озимой пшеницы отмечена в вариантах с поверхностной обработкой. На урожайности озимой пшеницы в этом опыте сказалось то обстоятельство, что при безотвальных обработках (особенно поверхностной) всходы были более равномерными, а конкурентная способность в отношении сорняков лучшей.
Различные глубокие обработки почвы: вспашка, чизельная и их сочетание – не оказали существенного влияния на урожайность кукурузы на зерно и силос, подсолнечника, гороха, овса, озимой пшеницы.
Таблица 7
Урожайность культур в зависимости от способов обработки почвы, ц/га
| Варианты обработок почвы | Культуры, среднее за годы | |||
| Подсолнечник, 1999-2001 гг. | Кукуруза на силос, 2000-2002 гг. | Озимая пшеница | ||
| 1998, 2001 2003 гг. | 2001-2003 гг. | |||
| Вспашка на 25-27 см | 19,7 | 209 | 42,2 | 41,1 |
| Чизельная обработка на 38-40 см | 19,1 | 222 | 42,7 | 41,7 |
| Поверхностная безотвальная на 10-12 см | 19,3 | 199 | 47,8 | 47,2 |
| Поверхностная отвальная на 10-12 см | 19,2 | 206 | 46,9 | 46,5 |
| Вспашка – поверхностная | 18,5 | 210 | - | 44,4 |
| Поверхностная – вспашка | 18,9 | 214 | - | 43,7 |
| Чизельная – поверхностная | 18,4 | 208 | - | 44,4 |
| Поверхностная – чизельная | 18,6 | 206 | - | 43,0 |
| НСР05, ц/га | 1,9-2,3 | 23,7-31,6 | 3,4-5,2 | 3,4-5,2 |
Данные по урожайности культур в зависимости от норм удобрений и способов основной обработки почвы в звене севооборота «озимая пшеница (после однолетних трав) – кукуруза на силос – подсолнечник – озимая пшеница» представлены в таблице 8 и свидетельствуют о положительном влиянии чередования основных обработок почвы на основе выбора в зависимости от сложившихся погодных условий. Наибольшую урожайность озимой пшеницы и подсолнечника обеспечивала комбинированная обработка почвы с высокими дозами удобрений.
Прибавки урожайности от применения высоких норм удобрений ежегодно были достоверными по всем культурам. Они составляли в зависимости от обработки почвы: 9-15% – у озимой пшеницы, 21-24% – у кукурузы на силос, 20-31% – у подсолнечника. Достигнуты они как за счет улучшения питательного режима почвы, так и за счет сохранности растений к уборке.
Таблица 8
Урожайность культур в зависимости от обработки почвы и норм удобрений, ц/га
| Варианты обработок почвы | Нормы удобрений* | Культуры, среднее за годы | |||
| Озимая пшеница, 2004-2006гг. | Кукуруза на силос, 2005-2007гг. | Подсолнечник, 2006-2008гг. | Озимая пшеница, 2007-2009гг. | ||
| Вспашка на 25-27 см | 1 | 53,5 | 339,8 | 22,7 | 49,2 |
| 2 | 58,9 | 422,3 | 27,2 | 53,6 | |
| Чизельная обработка на 38-40 см | 1 | 53,8 | 332,4 | 22,3 | 49,7 |
| 2 | 60,1 | 404,0 | 28,4 | 54,5 | |
| Поверхностная на 10 см | 1 | 53,3 | 323,2 | 22,8 | 49,8 |
| 2 | 61,3 | 394,4 | 28,4 | 56,0 | |
| Комбинированная | 1 | 55,7 | 355,0 | 23,7 | 51,0 |
| 2 | 63,4 | 432,0 | 31,1 | 56,7 | |
| НСР05, ц/га | | 3,7-5,2 | 30,8-40,0 | 2,3-3,1 | 3,1-5,9 |
* 1 – умеренная, 2 – высокая.
6. Экономическая и биоэнергетическая эффективность
Отсутствие особых различий в средней по годам урожайности культур в зависимости от способов обработки почвы предопределило практически одинаковую стоимость основной продукции.
Затраты на семена, удобрения, средства защиты растений, электроэнергию и автотранспорт в разрезе конкретных культур были одинаковыми по вариантам опыта и превысили 60% их общей суммы.
Производственные затраты при поверхностной обработке были на 281 315 руб./га меньше, чем при вспашке и чизельной обработке почвы (табл. 9), что способствовало некоторому увеличению условного чистого дохода и повышению уровня рентабельности.
Необходимо следующее замечание: структура затрат меняется в зависимости от интенсивности технологий – в экстенсивных наибольшая доля приходится на обработку почвы, и их снижение может давать положительный экономический результат, но временный (до определенного уровня снижения естественного плодородия почвы); в интенсивных технологиях более высокого уровня при росте затрат в целом (на 1 га, а не на единицу продукции) доля их на обработку уменьшается и минимализация ее перестает быть ведущим фактором ресурсосбережения.
Результаты экономической оценки применения норм удобрений и способов обработки почвы приведены в таблице 9.
Таблица 9
Экономическая эффективность звена севооборота «озимая пшеница – кукуруза на силос – подсолнечник – озимая пшеница»
в зависимости от обработки почвы и норм удобрений. Среднее по трем закладкам за 2004-2009 гг.
| Показатели, на 1 га пашни | Варианты основных обработок почвы | |||||||
| вспашка на 25-27 см | чизельная на 38-40 см | поверхностная на 10-12 см | комбинированная | |||||
| 1* | 2* | 1 | 2 | 1 | 2 | 1 | 2 | |
| Стоимость основной продукции, руб. | 19898,0 | 23202,0 | 19749,0 | 23283,0 | 19641,0 | 23339,0 | 20733,0 | 24829,0 |
| Производственные затраты, руб. | 8005,3 | 11209,1 | 8035,5 | 11242,1 | 7720,8 | 10927,2 | 7920,6 | 11126,2 |
| Условный чистый доход, руб. | 11892,7 | 11992,8 | 11713,4 | 12040,8 | 11920,1 | 12411,8 | 12812,4 | 13702,8 |
| Уровень рентабельности, % | 148,6 | 107,0 | 145,8 | 107,1 | 154,4 | 113,6 | 161,8 | 123,2 |
| Себестоимость 1 ц кормопротеиновых единиц, руб. | 125,9 | 152,3 | 127,5 | 152,9 | 127,6 | 151,6 | 116,0 | 137,4 |
* 1 и 2 – соответственно умеренная и высокая нормы удобрений.
На фоне высоких норм удобрений стоимость основной продукции увеличилась на 3304-4096 руб./га или в 1,17-1,20 раза. Причем увеличение было наибольшим в варианте с комбинированной обработкой почвы.
Увеличение стоимости продукции от высоких норм удобрений способствовало и увеличению условно чистого дохода при всех постоянных способах основной обработки, но наибольший отмечается в варианте с комбинированной обработкой почвы.
Более высокие производственные затраты на высокоудобренном фоне оказали влияние на снижение уровня рентабельности, что имело место во всех вариантах обработки почвы и составило 1,3-1,31 раза, и соответственно на себестоимость продукции, которая на высокоудобренном фоне была большей в 1,18-1,21 раза.
Результаты оценки биоэнергетической эффективности в зависимости от обработки почвы и норм удобрений представлены в таблице 10.
Прирост энергопродуктивности от высокой нормы удобрений составил 15 17% при постоянных способах основной обработки и 19% в варианте комбинированной системы обработок. В последнем случае отмечено наибольшее количество накопленной в продукции энергии. Следовательно, увеличение продуктивности от высокой нормы удобрений в стоимостном и энергетическом выражении было примерно одинаковым.
Повышение нормы удобрений приводило к увеличению суммарных затрат в денежном выражении на 40%, а в энергетическом только на 18% (объяснение в диспаритете цен). По этой причине прирост энергопродуктивности оказался примерно пропорциональным увеличению совокупных энергозатрат. В итоге различий в энергетической эффективности производства в зависимости от уровней удобренности не обнаружилось, тогда как уровень рентабельности был ниже при внесении высоких норм удобрений.
Не выявлено значительных различий и в энергоемкости продукции в связи с нормами удобрений в пределах каждого из способов обработки почвы, тогда как себестоимость изменялась аналогично рентабельности.
Отсутствие различий в энергетической эффективности производства и энергоемкости продукции – первый довод в пользу высоких норм удобрений.
Гораздо более весомым аргументом в пользу применения высоких норм удобрений на фоне комбинированных способов основной обработки почвы во времени является результат по изменению энергопотенциала почвы.
Таблица 10
Биоэнергетическая эффективность звена «озимая пшеница – кукуруза на силос – подсолнечник – озимая пшеница»
в зависимости от обработки почвы и норм удобрений. Среднее по трем закладкам за 2004-2009 гг.
| Показатели, на 1 га пашни | Варианты основной обработки почвы | |||||||
| вспашка на 25-27 см | чизельная на 38-40 см | поверхностная на 10-12 см | комбинированная | |||||
| 1* | 2* | 1 | 2 | 1 | 2 | 1 | 2 | |
| Энергия в урожае, всего, ГДж | 285,7 | 329,9 | 282,2 | 331,0 | 285,8 | 338,1 | 298,6 | 356,3 |
| в том числе в основной продукции, ГДж | 95,5 | 111,3 | 94,0 | 109,8 | 94,4 | 111,4 | 99,5 | 117,4 |
| Совокупные энергозатраты, ГДж | 24,9 | 29,3 | 25,4 | 29,8 | 22,0 | 26,4 | 24,1 | 28,5 |
| Энергетическая эффективность: - по всему урожаю | 11,5 | 11,3 | 11,1 | 11,1 | 13,0 | 12,8 | 12,4 | 12,5 |
| - по основной продукции | 3,8 | 3,8 | 3,7 | 3,7 | 4,3 | 4,2 | 4,1 | 4,1 |
| Энергоемкость (затраты на 1 ц кормопротеиновых единиц), МДж/ц | 391,5 | 398,0 | 403,5 | 405,6 | 363,8 | 366,2 | 353,0 | 351,9 |
| Изменение энергопотенциала почвы, ГДж/га | -21,1 | +16,2 | -26,4 | +14,4 | -26,3 | +9,1 | -15,3 | +29,3 |
* 1 и 2 – соответственно умеренная и высокая нормы удобрений.
Таким образом, агроэкономической и экологической основой ресурсосберегающих агротехнологий в условиях Адыгеи является сочетание высоких норм удобрений с комбинированной в севообороте системой основной обработки почвы. Благодаря этому обеспечивается воспроизводство потенциального плодородия почвы, а реальное плодородие активизируется за счет улучшения ее агрофизического состояния. В результате достигается положительный хозяйственный результат за счет снижения перерасхода семян, оптимизации машинно-тракторного парка и повышения производительности агрегатов при основной обработке почвы, повышение продуктивности пашни.
Выводы
1. Применение ресурсосберегающих и особенно малоэнергоемких агротехнологий на слитых черноземах Республики Адыгея сдерживается из-за высокого (более 70%) содержания физической глины, которое обуславливает большую глыбистость почвенной структуры при малой доле микроструктурных отдельностей. Доля агрегатов крупнее 10 мм в слоях 0 10 см, 15-25 см и 30-40 см находится в разные годы в пределах 9,6 53,2%, 39,2-90,3% и 41,4–93,1%; коэффициент структурности соответственно 6,3 0,9; 1,6-0,1 и 1,4-0,1. Заметно дифференцирована по слоям пахотного слоя плотность почвы в пределах: 0-10 см – 0,95-1,12 г/см3; 15 25 см – 1,15 1,29 г/см3; 30-40 см – 1,24-1,39 г/см3.
2. Общая пористость посевного слоя была в пределах 67-62%, в средней и нижней частях пахотного слоя соответственно 59-54% и 55-48%. Пористость черноземов определяется одновременно структурой и плотностью почвы. Ее можно рассчитать по разработанной автором формуле с точностью, не превышающей 4-х относительных процентов.
Отношение капиллярной пористости к некапиллярной для слитого чернозема стабильно неблагоприятное.
3. Агрофизические свойства подверженных переуплотнению почв являются существенным объективным ограничением пригодности для ряда культур, что необходимо учитывать при типизации агроландшафтов и разработке агротехнологий. Дифференцированное использование пашни в системе разных видов севооборотов в условиях республики должно включать разделение по содержанию физической глины.
Влияние способов основной обработки почвы на ее агрофизическое состояние зависит от метеорологических условий. После обильных осадков (1,5 нормы и более) или при устойчиво влажной погоде увеличивается глыбистость почвенной структуры. Доля агрегатов крупнее 10 мм по вспашке и чизельной обработке соответственно в средней и нижней частях пахотного слоя бывает на 9-14% выше по сравнению с поверхностной обработкой. При обработке почвы в состоянии физической спелости обеспечиваются наилучшие значения агрофизических показателей: коэффициент структурности достигает величины 5,5-6,3 в посевном слое, в нижележащих частях – 0,8-1,2 и 0,9-1,6 соответственно при поверхностной и глубоких обработках.
4. При всех способах обработки сухой почвы не наблюдается заметного увеличения доли микроструктурных отдельностей, то есть распыления структуры не происходит. В этом случае плотность почвы при поверхностной обработке была на 0,09-0,12 г/см3 больше в сравнении с глубокими обработками.
5. Положительное влияние многолетних трав на структуру почвы и взаимосвязанные с ней плотность и пористость проявляется только при достаточном уровне их урожайности. Коэффициент структурности может увеличиваться более чем в два раза в сравнении с однолетними культурами.
Низкая урожайность многолетних трав на слитом черноземе обусловлена недостаточной густотой растений из-за низкой полевой всхожести семян и выпадения растений при периодическом переувлажнении. Поэтому их посеву должно предшествовать улучшение агрофизических свойств почвы путем механических обработок.
6. Системы обработки почвы не оказали особого влияния на влагообеспеченность посевов. Только в годы с обильными осадками за осенне-зимний период весенние запасы продуктивной влаги после глубокой чизельной обработки были на 13 и 18% большими, чем после соответственно вспашки и поверхностной обработки.
7. Обеспеченность посевов доступными формами азота была неустойчивой по годам. Содержание нитратной формы азота в вариантах с высокими нормами удобрений в слоях 0-10 см, 15-25 см и 30-40 см увеличивалась в 3,5-3,8; 2,8-3,1 и 2,4-2,7 раза, аммонийной – соответственно в 1,9-2,4; 2,0-2,1 и 1,6-1,8 раза.
8. В содержании подвижного фосфора в почве наблюдается устойчивая тенденция преимущества глубокой чизельной и комбинированной обработки почвы.
При всех способах основной обработки почвы больше доступного фосфора содержится в посевном слое почвы – в 1,4-1,5 и 3,2-3,4 раза, чем соответственно в средней и нижней частях пахотного слоя. Его количество на фоне высоких норм удобрений увеличивалось на 40-50% в слое 0-10 см и на 80-90% в слое 15-25 см. В слое 30-40 см содержание этого элемента оставалось на прежнем уровне.
Обработки почвы не оказали существенного влияния на содержание в ней обменного калия.
9. Высокие нормы минеральных удобрений на слитом черноземе обеспечивают: увеличение в слое 0-40 см содержания доступных форм азота в 2 и фосфора в 1,5 раза; возможность формировать заданную густоту растений к уборке за счет повышения выживаемости растений; эффективное использование ресурсов влагообеспеченности – расход почвенной влаги увеличивался на 11-21% при уменьшении коэффициента водопотребления до 10%, приросты продуктивной влаги от уборки предшествующих культур к весне были на 13-18% больше.
10. Умеренные нормы удобрений при всех способах основной обработки почвы не обеспечивают положительного баланса гумуса. Его наибольшая убыль (1143 кг/га·год) отмечена при поверхностной обработке, наименьшая (665 кг/га·год) – в варианте с комбинированной обработкой.
Способы обработки повлияли на расход гумуса из разных частей пахотного слоя. Наибольшей доля убыли оказалась: из слоя 0-10 см по вспашке – 52%; из слоя 15-25 см по чизельной – 74% и поверхностной – 76%.
На фоне высоких норм удобрений баланс гумуса был положительным и сравнительно равномерным по слоям почвы при комбинированной обработке.
11. Комбинированная обработка почвы ежегодно обеспечивала лучшие агрофизические показатели, что положительно сказывается на содержании элементов минерального питания и формировании густоты растений.
12. В массе сорного компонента всех агроценозов в типичные по увлажнению и сухие периоды вегетации преобладает многолетняя, а во влажные годы – однолетняя сорная растительность. При вспашке численность и масса многолетних сорняков к уборке соответственно в 1,3 1,8 и 1,2-1,4 раза меньше по сравнению с поверхностной обработкой.
13. Наибольшую урожайность возделываемых культур обеспечивала комбинированная обработка почвы с применением высоких норм удобрений. От обработки почвы ежегодное повышение урожайности составило до 10% и более. От применения высоких норм удобрений при всех способах обработки почвы прибавка урожайности составила 11-24%.
Увеличение сбора кормопротеиновых единиц от комбинированной обработки почвы и высоких норм удобрений составило соответственно по 7 13 и 16-19 %.
14. Все способы основной обработки почвы и их чередования оказались экономически и энергетически оправданными при лучших показателях в вариантах с применением поверхностной обработки.
На фоне высоких норм удобрений стоимость продукции и количество накопленной в урожае энергии увеличились на 17-20%, а издержки производства и совокупные энергозатраты – соответственно в 1,4 и 1,2 раза. Из-за этого уровень рентабельности уменьшился в 1,3-1,4 раза, а себестоимость продукции повысилась на 18-21% при практически неизменных значениях энергоемкости продукции и энергетической эффективности ее производства.
15. Применение высоких норм удобрений обеспечивало положительное изменение энергопотенциала почвы, которое при комбинированной обработке было в 3 раза больше в сравнении с постоянной поверхностной обработкой.