Энергоресурсосбережение важнейший фактор агротехнологий и повышения плодородия почв Текст научной статьи по специальности «Сельское хозяйство, лесное хозяйство, рыбное хозяйство»

ЭНЕРГОРЕСУРСОСБЕРЕЖЕНИЕ - ВАЖНЕЙШИЙ ФАКТОР АГРОТЕХНОЛОГИЙ

И ПОВЫШЕНИЯ ПЛОДОРОДИЯ ПОЧВ

Е.А. Бессонова

Аннотация. В статье приведены экономические показатели ресурсосбережения как результат использования минимальной обработки почвы, биологических препаратов и регуляторов роста, запахивания соломы, оказывающих влияние на повышение урожайности зерновых культур и почвенное плодородие.

Ключевые слова-, минимальная обработка почв, нулевая обработка почв, сберегающие технологии, экстенсивное, биопрепараты, дискование.

Устойчивое и динамичное развитие аграрного комплекса страны является самой приоритетной задачей, определенной основными направлениями агропродовольственной политики Правительства РФ на текущее десятилетие [1].

Информация об авторе

Бессонова Елена Анатольевна, кандидат тел. 8-(4712) 58-48-41

Сельское хозяйство России важная часть экономики страны. Здесь сконцентрировано 13% основных производственных фондов, 14% трудовых ресурсов, производится около 6% валового внутреннего продукта.

наук, доцент, докторант МГУ,

В аграрном секторе расходуется около 3,5% энергии мирового потребления, в развитых странах эта доля составляет 6% [2].

Научные разработки и многолетний производственный опыт свидетельствует о том, что применяемые в современных агротехнологиях системы обработки почвы и технические средства для их осуществления не отвечают в достаточной мере агротехническим и экологическим требованиям современного земледелия.

Главная задача аграрного производства заключается в обеспечении высокого качества обработки почвы, создания условий для выполнения последующих процессов (посев, прорастание и развитие растений, уход за посевами). Технология обработки почвы должна быть дифференцированной в зависимости от поч-венно-климатических условий, экономических, организационных и экологических требований и не может быть единой для любых территорий.

В современный период производителям растениеводческой продукции чрезвычайно важно грамотно и профессионально подходить к выбору почвообрабатывающих технологий, так как обработка почвы является энергоемким технологическим процессом. В среднем, на нее расходуется от 18 до 40% энергии, потребляемой в сельском хозяйстве и 25% трудовых затрат от всего объема их на полевых работах.

Вместе с тем, уровень влияния обработки почвы на формирование урожая зерновых культур не превышает 7,5-17,4%, что дает основание, без риска снижения продуктивности, уменьшить степень и объемы обработки почвы. В связи с чем, в современный период стали широко использовать ресурсосберегающие технологии.

Для этих целей применяется как зарубежная, так и отечественная техника (таблица 1).

Из данных таблицы 1 видно, что отечественный агрегат КБМ-15 значительно превосходит зарубежные аналоги - Компактор (Герма-

ния) и Синхрожерм (Франция). Удельный расход топлива нашего агрегата в 2-3 раза меньше, а себестоимость работ в 3-4 раза ниже зарубежных.

Главный технологический прием сберегающего земледелия - минимальная или нулевая обработка почвы.

В настоящее время отдельные регионы освоили производство ряда новых почвообрабатывающих орудий. Так, использование для обработки почв КБМ-7,2П является высокопроизводительным (4,6-5,2 га/ч) агрегатом. При минимальном расходе топлива (1,8 кг/га) применение данного агрегата позволяет получить прибавку урожая подсолнечника 2,3 ц/га, озимой пшеницы - 3,2 ц/га (таблица 2).

Таблица 1 - Характеристика культиватора КБМ-15 в сравнении с аналогами при работе с трактором Т-150К

Показатель КБМ-15 (Россия) Ком- пак- тор (Гер- ма- ния) Синхро- жерм (Франция)

Тяговое сопротивление, кН 40,0 44,0 43,0

Удельное тяговое сопро-

тивление,кН/м 2,72 7,33 10,75

Удельная металлоемкость,

кг/м 266 750 1050

Удельный расход топлива,

кг/га 2,5 4,5 7,8

Производительность, га/ч 12,9 4,6 3,0

Вынос влажного слоя почвы, % 0 6,4 5,4

Гребнистость поверхности

поля, см 0 2,3 2,5

Себестоимость работ,

тыс. руб/га 39,2 158 149,6

Сберегающие технологии не являются новыми для России. Идеи минимализации (отказ от вспашки, сокращение количества обработок и уменьшение глубины основной обработки) были обнародованы и применены в России еще в конце XIX в. И.Е. Овсинским. В 30-е годы

Таблица 2 - Результаты производственных испытаний различных агрегатов (ООО «ПСП-АГРО», Челябинская область, 2004 г.

Трактор Орудие Ширина захвата, м Глубина обработки, см Скорость движения, км/ч Произво- дитель-ность, га/ч Расход топ-ли-ва, кг/га Прибавка урожая, ц/га

подсол- нечник пшеница

МТЗ-82 КБМ-7.2П 7,2 5-7 8-9 4,6-5,2 1,8 2,3 3,2

МТЗ-82 КПС-4 4,0 5-7 8-10 2,5-3,2 4,1 0 0

МТЗ-82 Смарагд 2,6 5-7 7-8 1,5-1,7 7,8 0,5 1,5

К-701 АКП-6 6,0 6-8 7-8 1,5-1,7 7,8 0,5 1,5

К-701 БДТ-7,0 7,0 7-9 8-10 4,5-5,6 8,1 -0,5 0,3

XX в. академик Н.М.Тулайков предложил применять мелкую обработку почвы в засушливых степных районах Поволжья. Широкое распространение безотвальной обработки в СССР началось благодаря трудам академика ВАСХНИЛ Т.С.Мальцева, который пришел к выводу, что ежегодная вспашка при возделывании зерновых культур не обязательна. Для повышения плодородия почвы и создания лучших условий для развития однолетних растений нужно проводить лишь мелкое поверхностное лущение.

Мировой практике известны три приема обработки почвы [5]:

- традиционная, включающая в себя при возделывании зерновых культур свыше десяти технологических приемов;

- минимальная, обеспечивающая уменьшение механического воздействия почвообрабатывающих машин на почву и уплотняющего действия ходовых систем двигателей и сельскохозяйственных машин на нее путем сокращения проходов агрегата по полю;

- нулевая, предусматривающая прямой посев семян в почву без вспашки и предпосевной обработки (табл. 3).

Накопленный экспериментальный и производственный опыт применения малоэнергоемких и почвозащитных технологий дает основание считать целесообразным массовое использование приемов и технологий, основанных на минимальных способах обработки почвы, позволяющих обеспечивать сокращение энергетических затрат путем изменения числа и глубины обработки, совмещения операций в одном рабочем процессе и применение гербицидов.

Исследования НИИ сельского хозяйства Центрально-Черноземной полосы им. В.В.Докучаева показали, что применение поверхностной, плоскорезной, чизельной основных обработок способствовало снижению расхода энергоресурсов, в частности дизельного топлива от 7 до 11 кг на 1 га, в денежном выражении от 112 до 180 руб./га

Выявилась значительная экономия времени: в рамках минимальной и нулевой технологии современная высокопроизводительная техника позволяет на 7-10 дней раньше обычных агротехнических сроков проводить посевные работы. Это особенно важно при неустойчивой погоде в весенний и осенний периоды.

Экономия прямых затрат на 1 га по всему технологическому циклу (обработка почвы, уход за растениями, уборка урожая) по сравнению с традиционной технологией составляет соответственно:

- при минимальной обработке почвы 9-15%, или 463-733 руб.;

- при нулевой обработки почвы - 429-647 рублей.

Если взять полученные данные по расчету экономического эффекта за основу, то в масштабах России только на площади, занятой под зерновыми культурами (55 млн. га), экономия от внедрения сберегающих технологий составит более 31 миллиарда рублей. Экономия по затратам приведет к реальной экономии денежных средств, дефицит которых постоянно ощущается в сельском хозяйстве [3].

Таблица 3 - Основные операции, предусмотренные при возделывании зерновых культур по традиционной и ресурсосберегающим технологиям

Традиционная технология Ресурсосберегающая технология

с минимальной обработкой почвы с нулевой обработкой почвы

Лущение стерни - -

Внесение минеральных удобрений Внесение минеральных удобрений -

Вспашка (глубокая) - -

Боронование - -

Культивация Обработка почвы культиватором -

Посев Посев Посев по стерне с одновременным внесением удобрений

Прикорневая подкормка Прикорневая подкормка Прикорневая подкормка

Внесение гербицидов Внесение гербицидов Внесение гербицидов

Обработка посевов фунгицидами Обработка посевов фунгицидами Обработка посевов фунгицидами

Обработка посевов инсектицидами Обработка посевов инсектицидами Обработка посевов инсектицидами

Уборка Уборка Уборка

11 операций 8 операций 6 операций

Не снижая урожайности, а в ряде случаев повышая ее приемы минимальной обработки почвы позволяют сократить энергетические затраты до 5 раз, потребность в горючем в 4 раза, в рабочей силе - в 3 раза по сравнению с традиционной системой обработки.

Главным резервом энергосбережения считается совершенствование обработки почвы.

Выбор способов и глубины обработки почвы должен основываться на биологических критериях (требования растений к условиям почвенной среды, особенности жизнедеятельности почвенных микроорганизмов), ответственных за динамику гумуса, трансформацию элементов питания по почвенным горизонтам и поступающих в почву растительных остатков и соломы, круговорот биофильных элементов.

Многолетняя вспашка (70 лет) имеет весьма негативные последствия, выражающиеся в снижении содержания гумуса на 30-35%, уплотнении нижних горизонтов почвы и полным отчуждением наземной биомассы.

Ресурсосберегающие технологии - это не только отказ от вспашки, но и что наиболее важно, - оставление на поле пожнивных остатков, применение интегрированных мер борьбы с сорняками, использование научнообоснованных севооборотов. При таком системном подходе ресурсосберегающие технологии позволяют получать стабильные урожаи вне зависимости от погодных условий.

Важнейший аргумент в пользу ресурсосберегающих технологий, наряду с повышением плодородия почвы и борьбы с эрозией, являются экономические показатели. Так, в условиях Самарской области при одном и том же уровне урожайности (20ц/га) рентабельность при ресурсосберегающих технологиях достигает 93,7%, при обычной - 55%.

Экстенсивное, нерациональное использование земель приводит к снижению почвенного плодородия, и как следствие - к снижению рентабельности сельскохозяйственного производства. Поэтому так важно применять технологии, улучшающие структуру почвы, способствующие накоплению в ней влаги и питательных веществ [4].

В мире около 400 млн. га обрабатывается по минимальной и 100 млн. га по нулевой обработке, в Российской федерации площади по минимальной обработке ежегодно растут (рисунок 1).

Средний расход дизельного топлива на 1 га: 1990 год - 150 кг, 2006 год - 58 кг.

/ЗОШг, :.200&2в®ГГ

Рисунок 1 - Площадь пашни, обрабатываемой по ресурсосберегающим технологиям

Мировой опыт свидетельствует о том, что страны-лидеры производства зерна (Канада, Австралия, Аргентина, США) широко используют ресурсосберегающие технологии, которые позволяют сократить затраты на производство зерна и одновременно получать стабильный урожай, сохраняя окружающую среду. Общая экономия затрат при внедрении ресурсо- и влагосберегающих технологий колеблется от 30 до 80% [2].

Исследования ученых и специалистов в Самарской области в течение 6 лет показали, что при использовании почвозащитных технологий, включающих минимальные обработки почвы, оставление соломы в качестве органического удобрения и прямой посев озимой пшеницы, значительно снижают минерализацию гумуса. При сберегающей системе земледелия создаются благоприятные условия для ускоренного процесса перехода свежих органических соединений в гумусовые вещества. Ресурсосберегающие технологии положительно влияют на азотный и калийный режим почвы (рисуноки 2, 3). Кроме того, минимизация обработки почвы позволяет получать оптимальную твердость пахотного слоя (рисунок 4).

ф м и м ммйл шая ■; - и утМ * вдшй

Рисунок 2 - Содержание легкогидролизуемого азота при различных технологиях обработки почвы

330

іш:

т

,т

-Ш

т

■ 1»

»: »Н»Н»ММ1«-

:т

. ЩШ ШЙ '■ Ч р|(ії «ш н :Нр

Рисунок 3 -Содержание обменного калия при различных технологиях обработки почвы

ф. м (йі'И иііая ь^вя

Рисунок 4 - Твердость пахотного слоя при разных технологиях обработки почвы

Применение минимальных обработок, соломы и биологических препаратов способствует повышению экономической эффективности производства зерновых культур [7, 8].

В таблице 4 приведена экономическая эффективность выращивания сельскохозяйственных культур с элементами энергоресурсосбережения.

Таблица 4 - Влияние приемов основной обработки почвы на экономическую эффективность выращивания яровой пшеницы

Прием основной обработки Уро- жай- ность, ц/га Себестоимость 1 ц зерна, руб.

Вспашка зяблевая, предшествен-

ник овес (контроль) 23,8 68,07

Зяблевая вспашка, предшественник

озимая рожь по чистому пару (кон- 27,6 58,9

троль)

Дискование, предшественник ози- 33,1 47,1

мая рожь по черному пару

Из данных таблицы 4 видно, что дискование по чистому пару (предшественники озимая рожь) позволяет получить по 33,1 ц/га яровой пшеницы при наименьшей себестоимости 1 ц зерна (47,15 руб.) в сравнении с зяблевой обработкой. От запахивания соломы и применения биологического препарата азотовит прибавка составила 4,5 ц/га, стоимость полученной прибавки - 1800 руб./га.

Применение минимальных обработок, соломы и биологических препаратов способствует значительной экономической эффективности производства сельскохозяйственных культур [7,8]. В наших исследованиях (таблицы 5, 6) приведены экономические показатели производства гречихи, зерновых культур и сахарной свеклы на черноземах типичных в условиях НИИ АПП «Курсксемнаука».

Внедрение ресурсосберегающих технологий не только позволяет сократить затраты на применение органических, фосфорных и калийных удобрений, но и препятствует деградации почвы, защищая ее от эрозии и уплотнения.

Таким образом знакомство с достижениями научных учреждений и опытом передовиков показали, что в разных почвенно-климатических

Таблица 5 - Экономическая эффективность использования соломы и биопрепарата азотовит на посевах гречихи «Курсксемнаука»

Показатели Стоимость препарата Норма внесения Затраты на 1 га, руб. Урожайность, ц Прибавка урожая от применения биопрепарата, ц/га Стоимость полученной прибавки, руб.

1. Дискование (2сл)+вспашка (20-22 см) ■ ■ ■ 14,2 ■ ■

2. Дискование (2сл)+вспашка (20-22 см)+солома 14,4 0,2 80

3. Дискование (2сл)+вспашка (20-22 см)+солома+азотовит 200 руб./л 0,2 л/га 40 руб. + затраты на внесение 18,7 4,5 1800

Таблица 6 - Экономическая эффективность биологического препарата биоплант флора при возделывании сельскохозяйственных культур (среднее за 3 года)

Варианты Озимая пшеница Яровой ячмень Сахарная свекла

контроль биоплант флора контроль биоплант флора контроль биоплант флора

Урожайность, ц/га 39,9 45,6 5,7 32,6 38,0 5,4 512 575 63

Содержание клейковины, сахарозы, % 26,3 28,8 2,5 - - 17,5 - 18,6 1,1

Содержание белка - - 11,0 11,2 0,2 - -

Норма внесения, кг/га 2 - 2 - 2

Стоимость препарата, руб./кг 295 295 295

Затраты на 1 га, руб. - 590 - 590 - 590

Стоимость прибавки, руб. - 1995 1620 9450

Условно чистый доход, с 1 га, руб. - 1405 -З.В. 1030 -З.В. 8860 -З.В.

Примечание: стоимость 1 т зерна озимой пшеницы в 2009 году - 3500 руб., ячменя - 3000 руб., 1 т корнеплодов - 1500 руб. З.В. - затраты на внесение препарата

регионах и собственных исследований на черноземах типичных «Курсксемнаука» свидетельствуют о высокой эффективности различных приемов энергосберегающих технологиях, включающих: различные способы обработки почв, локальное внесение минеральных удобрений, использование биологических препаратов и регуляторов роста, оптимальные нормы посева зерновых культур семенами интенсивного типа, мульчирование почвы и запахивание нетоварной продукции зерновых культур.

Широкое внедрение ресурсосберегающих технологий в АПК - это единственная альтернатива для будущего сельского хозяйства и задача профессорско-преподавательского коллектива аграрных вузов осуществлять подготовку специалистов с учетом современных научных исследований и передового опыта агротехнологий.

Список использованных источников

1 Гордеев А.В. Концепция развития сельского хозяйства России в ближайшем десятилетии / АВ.Гордеев //Зерновые культуры.-2001.-№2-С.2-6.

2 Данкверт С.А Внедрение ресурсосберегающих технологий - стратегия развития зернового хозяйства / С. А. Данкверт, Л.В.Орлова // Земледелие.- 2003. - №1. - С.4-5.

3 Дринча В.М. Развитие агроинженерной науки и перспективы агротехнологий/ В.М.Дринча. - М.: Россельхозакадемия,-2002.-110с.

4 Об актуальных проблемах развития сельского хозяйства и роли современных технологий в устойчивом развитии агропромышленного комплекса Российской Федерации, (из выступления на совещании под руководством Президента Российской Федерации В.В.Путина в г. Ижевске, 21 июня 2006 года). Опубликовано на сайте Минсельхоз России 27.06.2006. http: //www. тех. ru/index. html?he id=9 81 &news і d=2808.

5 Каштанов A.H. Почвозащитные технологии и современные малозатратные технологические приемы возделывания сельскохозяйственных кулыур / АНКашганов, ИС.Кочетов и др. -М.: ФГНУ «Росинформагротех», 2001.-28с.

6 Краснощеков В.Н. Перспективы развития сельского хозяйства в СПК «Пригорское» Смоленской области / В.Н.Краснощеков, М.В.Ледвина // Природообустройство. - 2009. -№1. - С.100-108.

7 Определение биоэнергетической эффективности применения биопрепаратов и регуляторов роста растений при возделывании зерновых культур: Метод, рекоменд. / АИ.Стифеев, В.И.Лазарев, Е.АБессонова и др.- Курск: Изд-во КГСХА, 2005.-35с.

8 Применение препаратов и регуляторов

роста растений при возделывании сельскохозяйственных культур: Учебное пособие/

А.И.Стифеев, В.И.Лазарев, Е.А.Бессонова и др.-Курск: Изд-во КГСХА, 2004.-44с.