CC BY
24
КОРМОПРОИЗВОДСТВО
УДК 631. 582: 631. 816: 633.16
Биоэнергетическая оценка кормовых севооборотов
Владимир Михайлович Изместьев, кандидат с.-х. наук, зав. отделом, Руфина Елизаровна Куклина, старший научный сотрудник, Александр Константинович Свечников, научный сотрудник ГНУ Марийский НИИСХ Россельхозакадемии, п. Руэм, Республика Марий Эл, Россия
E-mail: via@mari-el.ru
Проведена биоэнергетическая оценка кормовых севооборотов с различным насыщением бобово-злаковыми травами при двух уровнях минерального удобрения. Рациональное использование ресурсного потенциала культур и вида севооборота в условиях Республики Марий Эл обеспечивает положительный баланс энергии в агроценозах.
Ключевые слова: кормовой севооборот, бессменная культура, минеральные удобрения, бобово-злаковая травосмесь, коэффициент энергетической эффективности
Повышение продуктивности кормовых севооборотов во многом определяется эффективностью рационального использования биологического потенциала сельскохозяйственных культур, почвенного плодородия, материальных и биоэнергетических ресурсов. В настоящее время производство растениеводческой продукции нельзя увеличить только приемами механизации, мелиорации и химизации без учета экологического равновесия. При любой интенсификации растениеводства обязательными требованиями остаются сохранение достигнутого уровня природных ресурсов и получение наибольшего энергетического эффекта от затраченного вещества и энергии [1, 2, 3].
В последнее время, наряду с традиционными способами оценки эффективности производства сельскохозяйственной продукции посредством денежных и трудовых показателей, все большее значение приобретает метод энергетической оценки. Сущность ее состоит в сопоставлении количества антропогенно затраченной энергии на формирование агроценозов в кормовых севооборотах и накопленной урожаем биологической энергии [4]. Интегральный показатель такой энергетической оценки - окупаемость единицы вложенной совокупной энергии производством энергии с урожаем [5].
Цель исследований - выявить влияние чередования сельскохозяйственных культур и
минеральных удобрений на биоэнергетическую эффективность кормовых севооборотов.
Материал и методы. Биоэнергетическую оценку проводили при изучении продуктивности различных кормовых севооборотов по производству кормов в условиях Республики Марий Эл на дерново-подзолистых среднесуглинистых почвах со следующими агрохимическими показателями: рНсол - 5,25; содержание гумуса (по Тюрину) - 1,82%; содержание подвижного фосфора и обменного калия (по Кирсанову) - 84 и 20 мг на 100 г почвы. Программой многолетних исследований (2001-2012 гг.) предусматривалось изучение четырех шестипольных кормовых севооборотов с различным насыщением многолетними бобово-злако-выми травами (клевер + люцерна + тимофеевка). Первый севооборот содержал 16,6% бобово-злаковых трав одного года пользования, второй - 33,3% бобово-злаковых трав двух лет пользования, третий - 50% бобово-злаковых трав трех лет пользования, четвёртый - постоянный многолетний травостой костреца с козлятником при двух уровнях минерального удобрения (№К по 60 и 90 кг д.в. на га). Под бобово-злаковые травы азотные удобрения не вносились. Контролем служил севооборот с одногодичным использованием трав. Агротехника возделывания полевых культур - общепринятая для Северо-Востока европейской части России.
Погодные условия в годы проведения исследований были близки к средним многолетним показателям, только в 2010 г. отмечена очень низкая влагообеспеченность почвы и аномально высокая температура воздуха в летний период.
Результаты и их обсуждение. В среднем за две ротации изучаемых севооборотов наименьшие затраты совокупной энергии на 1 га севооборотной площади были в первом севообороте, в котором многолетние травы эксплуатировались один год, вносились рекомендуемые в настоящее время дозы минеральных удобрений ^6аР60К60), и составили 15,40 ГДж/га (табл.). С удлинением срока продуктивного использования бобово-злако-вой травосмеси в севообороте отмечается снижение количества вкладываемых энергозатрат на производство растениеводческой продукции от 8,6% при двухгодичном ее использовании до 35,6% при монокультуре бобово-злаковой смеси.
Энергозатраты на возделывание культур в первом севообороте при повышенном фоне минерального удобрения (^0Р90К90) увеличились до 18,70 ГДж/га, то есть возросли по отношению к рекомендуемому фону на 21,5%. Аналогичная картина наблюдается в других севооборотах.
Энергоёмкость производства кормовой единицы (корм. ед.) в первом севообороте при применении рекомендуемых доз удобрений составила 3,8 МДж/корм. ед. Увеличение срока использования бобово-злако-вого травостоя в севооборотах сопровождалось снижением энергоёмкости корм. ед. до 42%. Необходимо заметить, что внесение повышенных доз сопровождалось ростом этого показателя на 10,5...15,0% по сравнению с рекомендуемыми дозами удобрения, а при возделывании козлятнико-кост-рецовой смеси энергоёмкость корм. ед. была практически на одном уровне.
Таблица
Влияние плодосмена и уровня минерального питания на энергетическую эффективность кормовых севооборотов (среднее за 2001-2012 гг.)
Севообороты
Показатели I II III IV
уровень минерального питания
1* 2** 1 2 1 2 1 2
Затраты совокупной энергии, ГДж/га 15,40 18,70 14,07 16,84 12,96 15,78 9,92 11,15
Энергоемкость кормовой единицы, МДж/корм. ед. 3,8 4,2 3,3 3,8 3,0 3,6 2,3 2,2
Сбор обменной энергии, ГДж/га 52,7 57,0 54,0 55,6 56,2 57,2 61,7 69,4
Коэффициент энергетической эффективности севооборота 3,4 3,0 3,8 3,3 4,3 3,6 6,3 6,2
*- рекомендуемые дозы №К по 60 кг/га д.в.; **- повышенные дозы №К по 90 кг/га д. в.
Сбор обменной энергии с растениеводческой продукцией, выращенной в первом севообороте при рекомендуемом фоне минерального удобрения, в среднем за годы наблюдений составил 52,7 ГДж/га. Увеличение продолжительности продуктивного использования многолетней бобово-злако-вой травосмеси в севообороте с двух до
шести лет сопровождалось ростом продуктивности гектара пашни на 2,5.17,1%. Использование повышенного уровня минерального удобрения увеличило сбор обменной энергии во всех севооборотах на 1,8.12,5% по отношению к рекомендуемому фону удобрения. Наибольшее повышение продуктивности гектара севооборотной
площади в сборе обменной энергии наблюдается при возделывании высокопродуктивной козлятнико-кострецовой смеси в виде монокультуры, составившее 10,7 ГДж/га по отношению к севообороту с одногодичным использованием клеверо-люцерно-тимофе-ечной смеси, независимо от уровня удобрения, т.е. увеличение биоэнергетической эффективности возделывания бессменного бобово-злакового травостоя составило 19,5%. Сбор обменной энергии от применения повышенных норм минеральных удобрений по отношению к рекомендуемым дозам повысился на 6,5%.
Наиболее объективную оценку энергетического баланса в различных кормовых севооборотах дает показатель коэффициента энергетической эффективности севооборота, который за 2001-2012 гг. в первом севообороте с одногодичным использованием травосмеси при внесении рекомендуемых доз минеральных удобрений составил 3,4. Более длительное продуктивное использование бобово-злаковых смесей повышало значение коэффициента энергетической эффективности севооборота на 12,3...85,3%. Применение повышенного фона минерального удобрения сопровождалось снижением значения данного показателя по сравнению с реко-
мендуемым фоном удобрения независимо от севооборота на 2.16%. В целом наибольшие значения коэффициента энергетической эффективности отмечены при возделывании козлятнико-кострецовой травосмеси, которые составили 6,3 и 6,2 соответственно фонам минерального удобрения.
Для оценки кормовых севооборотов рассчитывали выход продукции в корм. ед. на 1 ГДж затраченной совокупной энергии (рис.). Установлено, что окупаемость затрат совокупной энергии продукцией севооборота в корм. ед. за двенадцать лет исследований определялась в большей степени продолжительностью использования бобово-злаковой травосмеси. Увеличение срока продуктивного использования бобово-злаковой травосмеси в севообороте с одного до трех лет повысило окупаемость затрат на возделывание культур их продукцией в кормовых единицах до 23%, а постоянное возделывание козлятнико-кострецовой смеси ещё на 44%. Применение повышенных доз минерального удобрения независимо от севооборота снижало окупаемость затрат энергии по сравнению с рекомендуемыми дозами на 6,4-14%, только в козлятнико-кострецовой смеси эти показатели были практически на одном уровне.
Рис. Выход кормовых единиц на 1 ГДж затраченной совокупной энергии в кормовых севооборотах (среднее за 2001-2012 гг.): 1 севооборот - 16,6% бобово-злаковых трав; 2 севооборот - 33,3 % бобово-злаковых трав; 3 севооборот - 50 % бобово-злаковых трав; 4 севооборот - козлятнико-кострецовая травосмесь бессменно;
■ - фон минерального удобрения ^0Р60К60 ; □ - фон минерального удобрения ^0Р90К90
Выводы. Таким образом, расчет биоэнергетической эффективности кормовых севооборотов и бессменной козлятнико-кострецовой травосмеси позволил установить, что энергетически целесообразно использовать на пашне севообороты с 50-процентным насыщением клеверо-люцер-но-тимофеечной смесью с применением рекомендуемых в настоящее время доз минеральных удобрений под каждую культуру севооборота, а козлятнико-кострецовую травосмесь для «консервации» внесевооборотных участков. В условиях данных агроландшафтов Республики Марий Эл коэффициент окупаемости затраченной совокупной энергии обменной энергией урожаев растениеводческой продукции достигает 4,3... 6,3.
Список литературы
1. Глущенко Д.П. Экономическая и энергетическая оценка севооборотов // Кормопроизводство. 1998. № 10. С. 2-3.
2. Жученко А.А. Стратегия адаптивной интенсификации сельского хозяйства. Пущи-но, 1994. 147 с.
3. Лошаков В.Г. Севооборот - основополагающее звено современных систем земледелия // Вестник Российской академии сельскохозяйственных наук. 2006. №5. С. 23-26.
4. Методические рекомендации по биоэнергетической оценке севооборотов и технологий выращивания кормовых культур. М.: ВАСХНИЛ, 1989. 72 с.
5. Вражнов А.В., Шаталина Л.П. Биоэнергетическая оценка севооборотов в лесостепных агроландшафтах Южного Урала // Вестник Российской академии сельскохозяйственных наук. 2012. №1. С. 66-69.
The bioenergy assessment of fodder crop rotation Izmestjev V., Kuklina R., Svechnikov A.
The bioenergy assessment of fodder crop rotations with different saturation by the legume-cereal grasses at two levels of mineral fertilizers is conducted. The rational using of the resource potential of the cultures and the type of crop rotation in the Republic of Mari El provides a positive energy balance in the agrocenoses.
Key words: fodder crop rotation, permanent culture, mineral fertilizers, legume-grass mixture, coefficient of energy efficiency
