CC BY
16
УДК 631.874.2
00!: 10.24411/2587-6740-2019-16096
АГРОЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ И ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ВОЗДЕЛЫВАНИЯ СИДЕРАЛЬНЫХ УДОБРЕНИЙ В КАРТОФЕЛЬНО-КОРМОВОМ СЕВООБОРОТЕ
Д.В. Борисова1, Ф.В. Николаева2, П.П. Охлопкова1
1ФГБУН ФИЦ «Якутский научный центр Сибирского отделения РАН» — обособленное подразделение «Якутский научно-исследовательский институт сельского хозяйства имени М.Г. Сафронова», Республика Саха (Якутия), г. Якутск 2ФГБОУ ВО «Якутская государственная сельскохозяйственная академия», Республика Саха (Якутия), г. Якутск, Россия
В условиях рыночной экономики единственный путь развития сельскохозяйственного производства — переход к ресурсосберегающим технологиям. При этом большую роль в ресурсосберегающей технологии играет рациональное использование внутренних ресурсов для повышения урожайности возделываемых культур и применение местных видов органических удобрений. В настоящее время идет политика рационального природопользования с интенсификацией биологизации сельского хозяйства. В связи с этим нами проводятся многолетние исследования на базе Якутского научно-исследовательского института сельского хозяйства по изучению влияния сидеральных удобрений на продуктивность сельскохозяйственных растений, а также на повышение и сохранение плодородия мерзлотных почв Якутии. Цель исследований — изучить агроэнергетическую эффективность возделывания сидеральных удобрений в картофельно-кормовом севообороте в условиях Центральной Якутии. Полевые опыты проводились в 2015-2017 гг. на орошаемом стационаре «Бэлэнтэй» Центрально-Якутской низменности Республики Саха (Якутия). Почва опытного участка мерзлотно- черноземно-луговая легкосуглинистая солончаковатая; содержание гумуса в пахотном слое почвы перед закладкой опыта (2015 г.) составляло 3,2%%, P2O5 — 125,0 мг/кг, ^ — 292,0 мг/кг, — 0,31%%. Установлено, что использование сидеральных удобрений в мерзлотных почвах Якутии, а именно запашка донника, является наиболее эффективным по агроэнергетической оценке, энергетический коэффициент которого составляет 7,63, выход переваримого протеина — 1,52 ц, валовая энергия — 192,18 ГДж/га, коэффициент энергетической эффективности — 1,31, энергоемкость 1 т продукции — 1,95 ГДж. Экономическая оценка показала, что наибольший чистый доход получен при запашке горохоовсяной смеси и составляет 8607 руб., при стоимости прироста продукции 4606 руб./га.
Ключевые слова: агроэнергетическая эффективность, сидеральные культуры, Центральная Якутия, картофельно-кормовой севооборот, мерзлотные почвы, биологизация.
Введение. В связи с интенсификацией кормопроизводства и развитием многоукладных форм хозяйств, для научно обоснованного выбора из числа предлагаемых многовариантных разработок резко возросло значение экономического подхода. Наряду с традиционным методом экономической оценки на стадии разработки и совершенствования способов выращивания и заготовки кормов, наиболее объективную информацию позволяет получать биоэнергетический метод.
В условиях рыночной экономики единственный путь развития сельскохозяйственного производства — переход к ресурсосберегающим технологиям. При этом большую роль в ресурсосберегающей технологии играет рациональное использование внутренних ресурсов для повышения урожайности возделываемых культур и применение местных видов органических удобрений. Энергосберегающая технология в сельском хозяйстве основывается на расчетах энергетических показателей и энергетического баланса. Энергетический анализ позволяет установить степень ресурсоемкости технологических процессов в производстве растениеводческой продукции.
В качестве показателей, характеризующих энергоемкость процесса и технологии в целом, принимается полная энергоемкость, представляющая собой сумму прямых энергозатрат, отнесенных к единице объема выполняемой работы или произведенной продукции.
В связи с этим нами проводятся многолетние исследования на базе Якутского научно-исследовательского института сельского хозяйства по изучению влияния сидеральных удобрений на продуктивность сельскохозяйственных
растений, а также на повышение и сохранение плодородия мерзлотных почв Якутии. Одна из задач — изучить агроэнергетическую эффективность возделывания сидеральных удобрений в картофельно-кормовом севообороте в условиях Центральной Якутии.
Установлено, что сидеральные культуры положительно влияют не только на урожайность сельскохозяйственных культур, но и повышают плодородие мерзлотных почв [1, 2].
Условия и методика проведения исследований. Эффективность потребления энергетических ресурсов в процессе производства характеризуется коэффициентом энергетической эффективности — отношением обменной энергии к полным затратам энергии на производство продукции [2]. При расчете энергетических показателей, характеризующих энергоемкость технологических операций, нами использовано Методическое пособие по агроэнергетической и экономической оценке технологий и систем кормопроизводства [3].
Расчеты энергозатрат проведены на основе технологических карт с учетом затрат энергии в условиях производства.
При сравнительной оценке внесения минеральных удобрений и запашки сидеральных культур, валовая, обменная энергия и энергетический коэффициент определены для каждого варианта запашки сидеральных культур.
Во многих литературных источниках имеются представления, что 15-20 ГДж/га является критической антропогенной нагрузкой, не являющейся абсолютным критерием. Этот показатель зависит от зоны, почвы, местоположения в агроландшафте и структуры агроэкосистемы [4].
Поэтому определение допустимых нагрузок для различных агроэкосистем является одной из основных задач комплексного подхода при использовании биоэнергетического метода в кормопроизводстве.
Полевое кормопроизводство, базирующееся на производстве различных групп культур, требует значительных энергетических затрат и характеризуется интенсивным воздействием на окружающую среду. Затраты совокупной энергии на производство кормовых культур колеблются от 10-15 до 45-50 ГДж/га, а окупаемость затрат — от 1,0 до 6,0-7,0 единиц обменной энергии урожая [5].
Полевые опыты проводили в 2015-2017 гг. на орошаемом стационаре «Бэлэнтэй», расположенном на территории Центрально-Якутской низменности, второй надпойменной террасе реки Лена, в Хангаласском улусе (районе) Республики Саха. Почва опытного участка мерзлот-но-черноземно-лугово-солончаковатая, по гранулометрическому составу среднесуглинистая.
Объекты исследований — сидеральные культуры. Схема опыта: 1) контроль — картофель монокультура; 2) овес на запашку-картофель- картофель; 3) донник-донник на запашку-картофель; 4) горохоовсяная смесь на запашку-картофель-картофель.
Ежегодно каждый севооборот имел полное количество полей, которые развернуты во времени. Общая площадь делянки — 300 м2, учетной делянки — 252 м2.
Запашка овса и горохоовсяной смеси проводилась в 2015 г., донника — в 2016 г.
В качестве сидеральных культур горохоов-сяной смеси использовались семена овса сорта
SCIENTIFIC SUPPORT AND MANAGEMENT OF AGRARIAN AND INDUSTRIAL COMPLEX
Покровский-9, гороха посевного Мелкосемян-ный с общей нормой высева овса 50 кг/га, гороха — 150 кг/га. Викоовсяной смеси высевались семена вики посевной (яровой) Ленская 15 — 80 кг/га, овса — 200 кг/га.
Вегетационный период 2015 г. характеризуется засушливыми погодными условиями, гидротермический коэффициент (ГТК) с мая по август составил 0,51 при норме за это время 0,88. Среднемесячная температура воздуха в мае составила 6,5°С. Осадков выпало в 1,13 раза больше по сравнению со среднемноголетним показателем. Июнь был прохладным, осадков выпало меньше нормы на 4,3 мм. Максимальная температура воздуха достигала +31,2°С, и +49°С достигала максимальная температура почвы. Июль выдалась жарким с суховеями. Осадков за июль выпало ниже нормы в 3,8 раза (14,2 мм против 53,7 мм). В августе стояла жаркая погода с максимальной температурой воздуха, достигшей +32,8°С и на почве до +48°С, с суммой осадков ниже уровня среднемноголетней нормы в 2,4 раза.
Вегетационный период 2016 г. характеризовался ранней, холодной, продолжительной весной, с обильными осадками в июле, августе, затяжной осенью. Сумма осадков за вегетационный период составила 165,5 мм при норме 127,0 мм.
Метеорологические условия вегетационного периода 2017 г. характеризовались близкими к норме среднесуточными температурами воздуха, засушливыми маем, июнем и августом, переувлажненным июлем (83,4 мм) и сентябрем (73,0 мм), что составляет показатель на 181,3278,8% выше среднемноголетней нормы.
Результаты исследований. Анализ структуры затрат совокупной энергии выращивания овса на зеленую массу с запашкой сидеральных удобрений показал, что во всех вариантах значительные затраты приходятся на энергозатраты живого труда — 34,8-49,4%, машины и оборудование — 17,2-27,0%, семена — 6,0-35,6%. При внесении минеральных удобрений основные затраты приходятся на удобрения: показатель затрат совокупной энергии составляет 11,6%.
В вариантах запашки овса и горохоовсяной смеси на зеленое удобрение большая доля энергетических затрат приходится на энергозатраты живого труда — 35,9-39,4% и на семена — 35,629,3%. Совокупная энергия машин и оборудования в этих вариантах на 3,74, жидкое топливо на 1,63, трудовые ресурсы на 5,92 ГДж/га меньше, чем в контрольном варианте.
В вариантах запашки донника основной процент совокупной энергии приходится на трудовые ресурсы — 49,4%, а на семена — только 6,0%. Энергозатраты на машины и оборудования на 4,19 ГДж/га, жидкое топливо -на 2,01, трудовые ресурсы — на 8,66, семена — на 13,54 ГДж/га меньше, чем в вариантах с внесением минеральных удобрений. Распределение затрат совокупной энергии по статьям технологии возделывания овса на зеленую массу представлены в таблице 1.
В таблице 2 представлена агроэнергетиче-ская оценка эффективности возделывания овса на зеленую массу с использованием сидераль-ных удобрений. Анализ агроэнергетической оценки возделывания овса на зеленую массу показывает, что наиболее эффективен вариант запашки донника с наиболее высоким энергетическим коэффициентом 7,63, энергоемкость которого составила 1,95 ГДж/га на 1 т, что меньше по сравнению с другими вариантами на 0,73-2,9 ГДж/га.
Вариант запашки овса обеспечивает энергетический коэффициент 4,54, что на 1,31 выше, чем контрольный вариант, а запашка горохоов-сяной смеси на сидеральное удобрение обеспечивает энергетический коэффициент 5,0, что на 1,87, выше варианта с внесением минеральных удобрений.
Таким образом, в опытах с использованием сидеральных удобрений наиболее эффективным вариантом запашки сидеральных культур является запашка донника, энергетический коэффициент которого составляет 7,63; вы-
ход переваримого протеина — 1,52 ц; валовая энергия — 1 92,18 ГДж/га, коэффициент энергетической эффективности — 1,31, энергоемкость 1 т продукции — 1,95 ГДж.
Для экономической оценки технологии возделывания культур в севообороте нами приняты показатели, основными из которых являются выход продукции с 1 га посевов, себестоимость 1 ц продукции, дополнительные затраты на прирост продукции, чистый доход, рентабельность и окупаемость затрат (табл. 3).
Таблица 1
Распределение затрат совокупной энергии по статьям технологии возделывания овса на зеленую массу с использованием сидеральных культур
Вариант запашки сидератов
Статьи Контроль овес донник горохоовсяная
технологии смесь
ГДж/га % ГДж/га % ГДж/га % ГДж/га %
Машины и оборудование 11,01 18,2 7,27 17,2 6,82 27,1 7,27 18,9
Жидкое топливо 6,42 10,6 4,79 11,3 4,41 17,5 4,79 12,4
Трудовые ресурсы 21,11 34,8 15,19 35,9 12,45 49,4 15,19 39,4
Семена 15,04 24,8 15,04 35,6 1,50 6,0 11,28 29,3
Удобрения 7,02 11,6 - - - - - -
Всего 60,6 42,29 25,18 38,53
Таблица 2
Агроэнергетическая оценка эффективности возделывания овса на зеленую массу с применением сидеральных удобрений
Показатель Контроль Вариант запашки сидератов
овес донник горохоовсяная смесь
Затраты совокупной энергии, ГДж/га 60,6 42,3 25,2 38,5
Выход сухого вещества, ц/га 31,26 34,79 32,35 35,85
урожая, ц/га 125,03 139,1 129,4 143,4
переваримого протеина, ц 1,01 1,68 1,52 1,79
валовой энергии, ГДж/га 189,89 192,24 192,18 192,65
обменной энергии, ГДж/га 32,85 37,8 33,25 35,82
Энергоемкость, ГДж/га сухого вещества, ц/га 1,94 1,22 0,78 1,07
на 1 т продукции, ГДж/га 4,85 3,04 1,95 2,68
переваримого протеина, ц 60, 25,18 16,58 21,51
Энергетический коэффициент 3,13 4,54 7,63 5,0
Коэффициент эффективности производства овса 0,54 0,89 1,31 0,93
Таблица 3
Экономическая эффективность сидеральных удобрений в севообороте
Показатель Контроль Вариант запашки сидератов
овес донник горохоовсяная смесь
Урожайность, ц/га 157,8 171,4 173,7 183,7
Урожайность с 1 га, корм. ед. 16,8 32,3 29,4 34,9
Прирост продукции с 1 га, корм. ед. - 15,5 12,6 18,1
Стоимость прироста продукции, руб./га 12264 11315 9198 13213
Дополнительные затраты, связанные с проведением изучаемого приема, руб./га 6907,0 (общие затраты) 4650 3590 4606
Себестоимость 1 ц корм. ед., руб. 411,1 300,0 284,9 254,5
Окупаемость, руб./руб. 1,8 2,4 2,6 2,9
Чистый доход, руб. 5357 6665 5608 8607
Рентабельность, % 78 143 156 187
18 -
INTERNATIONAL AGRICULTURAL JOURNAL № 6 (372) / 2019
www.mshj.ru
Прямые затраты на внесение минеральных удобрений рассчитаны с учетом их стоимости, измельчения, смешивания, транспортировки, погрузки и разгрузки. При определении себестоимости затрат в севообороте учтены дополнительные расходы на обработку почвы, посев и стоимость семян культур, уборку урожая, удобрения (цена и внесение), горючее, зарплату рабочих и прочие затраты.
Чистый доход от изучаемого приема определен как стоимость прибавки урожая за вычетом суммы дополнительных затрат. Наибольший чистый доход получен при запашке горохоовсяной смеси, который составил 8607 руб. при стоимости прироста продукции 13213 руб./га. При этом из суммы дополнительных затрат 66% приходится на обработку почвы и уход за растениями.
Сравнение расходов по вариантам показало, что наибольшая себестоимость 1 ц продукции наблюдается в контрольном варианте (с внесением минеральных удобрений), что объясняется низкой урожайностью. В опыте каждый вложенный 1 руб. окупается 1,8-2,9 руб. Стоимость валовой продукции с 1 га севооборотной пашни выше в вариантах запашки горохоовсяной смеси. Запашка сидератов повышает валовой сбор продукции и соответственно ее стоимость. Высокие затраты на продукцию на варианте с минеральными удобрениями обусловлены большими расходами на покупку и внесение удобрений.
При запашке овса рентабельность составляет 143%, донника — 156, горохоовсяной смеси — 187 и с внесением минеральных удобрений — 78%. Чистый доход по сравнению с контролем был больше на 1 тыс. руб./га при запашке овса и донника и на 3 тыс. руб./га при запашке горохоовсяной смеси.
В целом за годы исследований наиболее экономически выгодной была запашка горохоовсяной смеси в июле на глубину 18 см. При этом рентабельность составила 187%, с внесением удобрений — 78%, чистый доход по сравнению с контролем больше на 3250 руб. Таким образом, экономическая оценка показала, что наибольший чистый доход получен при запашке горохоовсяной смеси, он составил 8607 руб./га при стоимости прироста продукции 4606 руб./га.
Выводы. Агроэнергетическая оценка внесения минеральных удобрений (NPK)60 и запашки сидеральных культур показала, что затраты на производство кормов при запашке овса составили 42,0 ГДж/га, донника — 25,0 и горохоовсяной смеси — 38,0 ГДж/га, что ниже контрольного варианта на 18,6, 35,6 и 22,6 ГДж/га соответственно. При этом энергоемкость 1 т сухого вещества составила при запашке овса 25,0, донника — 16,5, горохоовсяной смеси — 21,1, что соответственно в 2,4, 3,6, 2,8 раза ниже, чем при внесении удобрений. В этом случае энергетический коэффициент сидеральных культур составляет 4,5, 7,6 и 5,0, что свидетельствует о
повышенной эффективности применения сидеральных культур в качестве удобрений на мерзлотных лугово-черноземных почвах Центральной Якутии.
Экономическая оценка показала, что наибольший чистый доход получен при запашке горохоовсяной смеси в июле на глубину 18 см, он составляет 8607 руб./га при стоимости прироста продукции 13213 руб./га. При таком производстве кормов с использованием сидеральных культур (горохоовсяная смесь) рентабельность составила 187%, а окупаемость вложенного 1 руб. достигает 2,9 руб.
Литература
1. Николаева Ф.В., Лукина Ф.А. Изменение показателей плодородия мерзлотных почв в картофельно-кормо-вом севообороте // Аграрная наука. 2019. № 3. С. 49-51.
2. Лукина Ф.А., Николаева Ф.В., Охлопкова П.П. Влияние последействия сидеральных культур на урожайность и качество клубней картофеля в условиях Якутии // Наука и образование. 2016. № 1 (81). С. 127-129.
3. Методическое пособие по агроэнергетической и экономической оценке технологий и систем кормопроизводства. М., 1995. 173 с.
4. Кутузова А.А., Ахламова И.М., Черкесов А.М. Методические рекомендации по биоэнергетической оценке технологических процессов в сельском хозяйстве: методические указания по проведению научных исследований в 12 пятилетке по луговодству. М., 1985. С. 143-170.
5. Методические рекомендации по биоэнергетической оценке севооборотов и технологий выращивания кормовых культур. М., 1989. 23 с.
Об авторах:
Борисова Дария Васильевна, аспирант, ORCID: http://orcid.org/0000-0002-7666-5207, dariya.borisova.92@mail.ru
Николаева Февронья Васильевна, кандидат сельскохозяйственных наук, доцент кафедры технологии и оборудования лесного комплекса, ORaD: http://orcid.org/0000-0001-5709-2012, yad250673@mail.ru
Охлопкова Полина Петровна, доктор сельскохозяйственных наук, главный научный сотрудник, ORaD: http://orcid.org/0000-0007-5359-6299, dariya.borisova.92@mail.ru
AGRO-ENERGY EFFICIENCY AND ECONOMIC ASSESSMENT OF CULTIVATION OF GREEN MANURE IN POTATO-FODDER CROP ROTATION
D.V. Borisova1, F.V. Nikolaeva2, P.P. Okhlopkova1
'Yakut scientific research institute of agriculture named after M.G. Safronov, Republic of Sakha (Yakutia), Yakutsk 2Yakut state agricultural academy, Republic of Sakha (Yakutia), Yakutsk, Russia
in a market economy, the only way to develop agricultural production is to switch to resource-saving technologies. At the same time, the rational use of domestic resources to increase the yield of cultivated crops and the use of local types of organic fertilizers play an important role in resource-saving technology. Currently, there is a policy of environmental management with the intensification of the biologization of agriculture. in this regard, we conduct many years of research on the basis of the Yakutsk Research institute of Agriculture to study the effect of green manure on the productivity of agricultural plants, as well as on increasing and maintaining the fertility of permafrost soils in Yakutia. The purpose of the research is to study the agro-energy efficiency of cultivation of green manure in potato-fodder crop rotation in the conditions of Central Yakutia. Field experiments were conducted in the 2015-2017 on irrigated hospital "Balanta" Central-Yakut lowland in the Sakha (Yakutia). The soil of the experimental site is permafrost black soil-meadow saline; humus content in the arable soil layer before laying the experiment (2015) was 3.2%, P2O5 — 125.0 mg/kg, K2O — 292.0 mg/kg, Nbsp. — 0.31%. it was established that the use of green manure fertilizers in the permafrost soils of Yakutia, namely clover plowing, is the most effective according to the agro-energy assessment, whose energy coefficient is 7.63, the yield of digestible protein is 1.52 c; gross energy 192.18 GJ/ha, energy efficiency coefficient 1.31, energy intensity of 1 ton of production 1.95 GJ. An economic assessment showed that the largest net income was obtained from stocking pea-oat mix and amounted to 8607 rub., with a cost of production growth of 4606 rub./ha. Keywords: agro-energy efficiency, sidereal cultures, Central Yakutia, potato-fodder crop rotation, permafrost soils, biologization.
References
1. Nikolaeva F.V., Lukina F.A. Change in fertility indicators of permafrost soils in potato-fodder crop rotation. Agrarnaya nauka = Agrarian science. 2019. No. 3. Pp. 49-51.
2. Lukina F.A., Nikolaeva F.V., Okhlopkova P.P. The effect of the aftereffect of sideral crops on the yield and quality of
About the authors:
potato tubers in Yakutia. Nauka i obrazovanie = Science and education. 2016. No. 1 (81). Pp. 127-129.
3. Methodical manual on agro-energy and economic evaluation of technologies and systems of feed production. Moscow, 1995. 173 p.
4. Kutuzova A.A., Akhlamova I.M., Chyrkesov A.M. Guidelines for bioenergy assessment of technological processes in agriculture: guidelines for scientific research in the 12 five-year plan for meadow farming. Moscow, 1985. Pp. 143-170.
5. Guidelines for bioenergy assessment of crop rotation and forage crop cultivation technologies. Moscow, 1989. 23 p.
Daria V. Borisova, graduate student, ORCID: http://orcid.org/0000-0002-7666-5207, dariya.borisova.92@mail.ru
Fevronia V. Nikolaeva, candidate of agricultural sciences, associate professor of the department of technologies and equipment of the forest complex, ORCID: http://orcid.org/0000-0001-5709-2012, yad250673@mail.ru
Pauline P. Okhlopkova, doctor of agricultural sciences, chief researcher, ORCID: http://orcid.org/0000-0007-5359-6299, dariya.borisova.92@mail.ru
dariya.borisova.92@mail.ru
