CC BY
66
УДК 581.5:633/635:635:65
Пути повышения ресурсосбережения и экологической безопасности в интенсивном растениеводстве
В.И. Зотиков, д.с.-х.н. (директорВНИИ ЗБК)
Т.С. Наумкина, к.с.-х.н. (ВНИИ ЗБК)
Основные тенденции мирового производства продукции растениеводства связываются, главным образом, с одной стороны - со снижением техногенного и антропогенного воздействия на агрофитоценоз, а с другой - с высоким емпом рос а уровня продук ив-ности. Возрастают и требования потребителей к качеству производимой продукции. Важно не только получить высокий, экономически выгодный урожай, но и обеспечить его хорошие потребительские качества на фоне рационального использования почвенноклиматических и хозяйственных факторов. Биологизи-рованные системы земледелия предусматривают дифференциацию обработки почвы в соответствии с биологическими особенностями выращиваемой культуры и почвенного покрова. Так, в условиях Орловской, Брянской и прилегающих областей эффективно применение комбинированной разноглубинной основной обработки почвы в севообороте.
Исследования различных систем основной обработки темно-серых лесных почв, выполненные учеными ВНИИ зернобобовых и крупяных культур, показали, ч о при их проведении сохранялись оп и-мальные агрофизические параметры почвы для возделывания сельскохозяйственных культур. Следова-ельно, наряду с радиционной вспашкой емно-серых лесных почв возможно применение приемов минимализации обработки почв.
При возделывании культур севооборота в комбинированной сис еме основной обрабо ки почвы, где 50% полей пашется на глубину 20-22 см (под пар, просо, горох, ячмень), плоскорезная обработка на глубину 20-22 см проводи ся под кар офель, на 10-12 см - под гречиху, поверхностная - под озимые. При этом, в среднем на 1 га, затраты энергии снижались на 340 Мдж; экономия топлива на основную обработку составила 25% или 477 Мдж/га по сравнению с постоянной вспашкой на глубину 20-22 см.
В России сегодня тратят 100-120 кг солярки на гектар пашни при среднем урожае 1,4-1,5 тонны зерна. В мире же на 60 кг солярки получают 4,5 онны зерна.
При возделывании культур севооборота при разноглубинной отвальной системе обработки почвы, кото-
рая состоит из глубокой вспашки под картофель, мелкой - под озимые, и вспашке на глубину 20-22 см - под остальные культуры, обеспечивается наименьшая энергоемкость 1 тонны условных к.-пр. ед. - 954 тыс Мдж, увеличивается в среднем на 1,3 ц/га сбор условных к.-пр. единиц, экономится 6,7% топлива (127 Мдж) по сравнению с традиционной вспашкой (табл.1).
Эффективность приемов основной обработки почвы повышается путем совмещения различных технологических операций. Особое значение при
э ом имею новые комбинированные почвообрабатывающие агрегаты, предназначенные для обработ -ки почвы на глубину 14...18 см. За один проход такой агрега выполняе подрезание, рыхление, ин-енсивное перемешивание почвы и измельчение пожнивных остатков по всей ширине захвата. В передовых хозяйствах, таких как ЗАО АПК «Юность» Орловской облас и и др. применение низкоза ра -ных энергосберегающих ехнологий обеспечивае ся использованием соо ве с вующего комплекса машин, в основе ко орых рак оры и комбайны американской фирмы «Джон Дир», почвообрабатывающие орудия западноевропейского производс ва. Куль ива оры при соо ве с вующей нас ройке пригодны для обрабо ки почвы под разные куль уры. Жатка комбайна «Джон Дир» убирает зерновые напрямую и на свал, моло и горох, подсолнечник и другие культуры. Широкозахватные агрегаты на посеве зерновых совмещаю предпосевную куль и-вацию, внесение удобрений, посев и прика ывание почвы. Набор такой универсальной техники требует значи ельно меньших вложений оборо ных средс в, чем узкоспециализированных агрега ов.
Опы показывае , ч о получившая довольно широкое распрос ранение минимальная обрабо ка почвы, способс вуе ресурсосбережению. Например, при применении плоскорезной обработки почвы затраты оплива могу снижа ься в 5.6 раз, повышае ся производи ельнос ь, и, в конечном сче е - выигрывае ся время. Во многих хозяйс вах имею ся плоскорезы, но на подго овке зяби они прак ически не использую ся. Многие специалис ы предпочи аю проводи ь вспашку плугами с о валами. В резуль а е - большие площади остаются под весновспашку, которая хуже зяби.
Результаты многолетних исследований различных сис ем основной обрабо ки почвы в зернопаровых, зерно равяных, зернопаропропашных севооборо ах показали агроэнерге ическую целесообразнос ь соче-ания о вальной вспашки и безо вального рыхления, а также разноглубинной основной обработки почвы.
Т аблица 1 - Показатели энергетической эффективности систем основной обработки почвы в севообороте.
Орел, 1985-2001 гг.
Системы обработки почвы Сбор усл.. к.-пр.ед., ц/га Засоренность культур севооборота, ш тУм2 Расход топлива на основную обработку почвы, кг/га Энергозатраты на возделывание культур, тыс. Мдж/га Энергоемкость, Мдж/цнт., усл. к.пр.ед.
Отвальная на глубину 20-22 см (постоянная) 44,4 33 24,0 43,18 979
Отвальная разноглубинная 45,7 32 22,4 43,46 954
Комбинированная 43,8 36 18,0 42,48 972
Поверхностная 42,8 50 14,5 41,86 986
Недостаточно используемым резервом энергосберегающих технологий является рациональное использование предшествующих культур. Высокая эффективность зернобобовых известна и объясняется рядом причин. На первом месте стоит их способность к симбиозу с клубеньковыми бактериями, фиксирующими азот воздуха для себя, растения -хозяина и обогащающими азо ом почву и эндоми-коризными грибами - позволяющими усваива ь руднодос упные для других рас ений фосфа ы, и, аким образом, ак ивизирующими их в биологический круговорот. На втором - исключительно важная роль в накоплении белка придае ся симбио иче-скому взаимодейс вию бобовых куль ур с микроорганизмами, обеспечивающими их минеральное пи-ание, адап ацию к абио ическим с рессам, а акже защи у о па огенов и вреди елей.
В настоящее время у бобовых растений выявлена единая система развития бобово-ризобиального симбиоза и арбускулярной микоризы, которая имеет много общих элемен ов с сис емами защи ы рас ений о па огенов и являе ся основой рас и ельно-микробного континуума (совокупности). Поэтому повысить эф-фек ивнос ь симбио ических сис ем зернобобовых куль ур можно пу ем использования двойной инокуляции (ризобии + грибы арбускулярной микоризы).
В институте создан и передан на Государственное сортоиспытание новый сорт гороха Триумф, о зывчивый на одновременную инокуляцию ризо-биями и грибами арбускулярной микоризы. За годы конкурсного сортоиспытания (2002-2005 гг.) средняя урожайность сорта составила 43,8 ц/га, что на 15% выше, чем у стандарта.
В этой связи заслуживает внимания использование в производстве препарата БисолбиМикс, разработанного учеными ВНИИСХ микробиологии и предс авляющего комплексное микробное удобрение, состоящее из трех компонентов: грибов арбу-скулярной микоризы (Glomus), ассоциа ивных (Agrobacterium и др.) и ризобиальных бактерий (Rhi-zobium leguminosarum bv. viciae), показала эффективность этого приема (т абл.2).
Т аблица 2 - Урожайность сортов гороха при обработке
препаратом БисолбиМикс, т/га
Сорт Контроль (без обработки) Бисолби- Микс ± к контролю
Орловчанин (листочковый, неосыпающийся) 1,61 3,60 +1,99
Триумф (усатый) 2,02 4,87 +2,85
Орлус (усатый) 1,63 4,29 +2,66
Мадонна (усатый) 2,72 3,45 +0,73
Мультик (усатый, неосыпающийся) 1,88 2,55 +0,67
Татьяна (усатый, неосыпающийся, многоплодный с двойными крупными при-цветничками) 1,79 2,57 +0,78
НСР05 0,636 1,033
Возделывание зернобобовых в севообороте позво-ляе сокра и ь долю азо ных минеральных удобрений
под основные куль уры севооборо а на 15.20% без ущерба для их продук ивнос и, а акже прак ически исключи ь из севооборо а азо ные удобрения под сами зернобобовые куль уры. Кроме ого, благоприя ное соо ношение азо а и углерода в пожнивных и корневых ос а ках способс вуе их ак ивной мобилизации в процессе разложения и минерализации. Зернобобовые уменьшаю расход гумуса на выращивание куль ур севооборота. Если в севообороте без бобовых из гумуса расходовалось 21 Мдж/кг, о с введением поля гороха -только 13,3 или на 32% меньше, а введение двух полей позволило име ь бездефици ный баланс гумуса.
Резуль а ы многоле них исследований инс и у а показываю , ч о после уборки зернобобовых куль ур на одном гек аре в почве ос ае ся 20.70 ц корневых и пожнивных ос а ков, в ко орых содержи ся 45.130 кг азо а, 10.20 кг фосфора и 20.70 кг калия. Наиболее высокими показа елями харак еризую ся жел ый и узколис ный люпины, кормовые бобы, несколько меньшими - белый люпин, фасоль, чина, чечевица, горох и вика. Бобовые позволяют иметь бездефицитный баланс азо а в севооборо ах ( абл.3).
Из таблицы видно, что даже при внесении за ротацию 80 т/га навоза не компенсируется вынос азота с урожаем - дефицит составляет 118 кг. Севооборот с зернобобовыми куль урами позволяе накаплива ь 150 кг азо а, из них 44 кг - симбио ического.
Баланс азо а зависи о доли бобовых куль ур в севообороте (табл.4). При 16,7% бобовых (одно поле) в севооборо е дефици азо а сокращае ся на 130 кг/га, а при двух полях бобовых баланс азо а уже положи ельный. При э ом больше азо а накаплива-е ся, если одно поле многоле них бобовых, а одно -однолетних + 205 кг. Доля симбиотического азота составляет от 5 до 22%. Севообороты следует на-сыща ь бобовыми до 30%, большее их количес во приводи к накоплению болезней.
Возделывание ячменя после овса и одноле них бобовых куль ур показало, ч о наибольшая прибавка формируе ся после кормовых бобов - + 7,1 ц/га, за ем - вики яровой - +6,4 ц/га.
Горох, люпин белый и фасоль обеспечивают дополни ельное получение с одного гек ара о 4,6 до 5,3 ц зерна ячменя. Таким образом, средняя прибавка урожая от бобового предшественника составила 5,6 ц/га.
Исследованиями Челябинского, Ульяновского, Пензенского, Тамбовского НИИСХ, НИИСХ ЦЧП, Башкирского ГАУ, Пензенской и Белгородской ГСХА акже убеди ельно доказана высокая эффек-ивнос ь использования бобовых куль ур в заня ых парах, особенно сидеральных, в моно- и совмес -ных посевах гороха, люпина, вики со злаковыми и другими куль урами. Анализ эксперимен альных данных, полученных в разных зонах, свидетельству-е , ч о расширение посевов многоле них и одноле -них бобовых куль ур и их смесей в севооборо ах до рекомендуемых размеров позволи вовлечь в земледелие не менее 1,5 млн. т. биологического азота, снизи ь применение минеральных удобрений, а за счет этого и загрязнение грунтовых вод и экологии,
Т аблица 3 - Влияние зернобобовых культур на баланс азота в севообороте
Варианты! опыта Вынос азота урожаем основной и побочной продукции в сумме за 2 ротации (кг) Поступление азота в сумме за 2 ротации севооборота (кг) Баланс азота Емкость баланса (кг/га)
Удобрения Севообороты В сумме за 2 ротации севооборо а Кг/га всего В т.ч. симбиоти-чески фиксированного азо а
Без удобрений без зернобобовых 1045 625 -420 -35 139
с зернобобовыми 1477 1294 -133 -11 230 40
Навоз 80 т/га Р66оК660 д.в. (за 2 ротации севооборота) без зернобобовых 1147 1029 -118 -10 181 -
с зернобобовыми 1576 1716 +150 +13 274 44
Т аблица 4 - Баланс азота в севооборотах с различной насыщенностью бобовыми культурами (в сумме за ротацию)
% насыщенности бобовыми культурами Вынос азота урожаем осн. и поб. продукции, кг Поступление азота, кг Баланс азота, ± Емкость баланса
Всего за ротацию На 1 га
кг В т.ч. симбиотич., %
0 572 389 -14 912 152 -
33,3 (клевер, горох) 467 672 +205 1139 190 19
33,3 (горох, вико-овес) 419 466 +47 885 148 8
50 (горох, Вико-овес, люпин на сидерат) 374 826 +452 1260 200 22
16,7 (горох) 572 442 -130 1014 169 5
пополнить в почвах запасы легко разлагающегося зилась до 1136 руб./га, уровень рентабельности про-
органического вещес ва, необходимого для безде- изводс ва увеличился на 60% ( абл.5).
фици ного баланса гумуса, повыси ь ус ойчивос ь
1 аблица 5 - Экономическая эффективность
земледелия и агроэкосис емы в целом.
возделывания сои
Повышение ресурсосбережения и экологической безопаснос и в ин енсивном рас ениеводс ве обеспечивают современные, экономически оправданные технологии возделывания сельскохозяйс венных куль ур.
К числу ресурсосберегающих, экологически безопасных ехнологий о носи ся разрабо анная в инс и у е ехнология возделывания сои, базирующаяся на использовании подгребневого способа посева (патент № 219110), который позволяет не только сохранить влагу в зоне заделки семян под гребнями, но и при ликвидации гребней в период прорас ания семян сои, унич ожи ь ни и и пророс ки сорняков, ч о снижае засореннос ь посевов во в орой половине ле а, обеспечивае благоприя ные условия для появления всходов сои. Посевные гребни акже позволяю ориен ирова ь движение агрегата при проведении первой довсходовой обработ-ки.На основе подгребневого посева разработаны рядковые ехнологии ухода за посевами сои, как без применения гербицидов с использованием фиксированной ехнологической колеи, позволяющей обеспечи ь уменьшение защитной зоны до 5.. .6 см, так и с ограниченным (полосным) внесением 1/3 дозы гербицидов в зоне рядка (15 см) на сильнозасоренных полях.
Применение рядковой ехнологии возделывания сои сорта Ланцетная позволяет повысить полноту всходов в среднем на 18%, снизить засоренность посевов на 33.84%, повысить урожайность до 34,5%.
С энерге ической очки зрения ехнологические процессы производс ва зерна сои являю ся энергосберегающими, так как критерий энергетической эффек ивнос и превышае единицу как минимум в пол ора раза.
Экономическая оценка подтверждает преиму-щес во разрабо анной в инс и у е ехнологии возделывания сои. Себес оимос ь семян при э ом сни-
Показатели Технологии
Общепринятая Рядковая
Урожайность, т/га 1,18 1,47
Стоимость валовой продукции, рубУга 8260 10290
Производственные затраты, рубУга 5035 4602
Себестоимость семян, рубУт 4267 3131
Условный чистый доход, руб./га 3225 5688
Уровень рентабельности, % 64 124
Биологизированная ресурсосберегающая ехно-логия выращивания гречихи предполагае максимальное использование аль ерна ивных удобрений. Для э ого необходимо под гречиху вноси ь измельченную солому предшествующих зерновых культур.
При размещении гречихи на почвах с содержанием гумуса о 3,5 до 4,5% по хорошо удобренному предшес веннику, сис ема удобрений включае внесение соломы и биоудобрений при нормах расхода АРС - активатор разложения стерни - 1,0 л/га + азотовит - 0,4 л/га или АРС - 1 л/га + бактофос-фин-0,2 л/га и 300 л рабочего рас вора/га под предпосевную куль ивацию.
На почвах с низким и средним уровнем ес ес венного плодородия с содержанием гумуса 1,5-3,0% под гречиху внося солому и фи омассу сидеральных куль-ур (капус ные и люпин) посеянные пожнивно. Эффек-ивнос ь совмес ного внесения соломы и зеленой массы сидеральных куль ур поч и равнозначна внесению от 20 до 40 кг д.в. на 1 га минеральных удобрений.
При э ом к момен у посева гречихи, к началу третьей декады мая, разлагается 75-80% запаханной осенью рас и ельной массы и аллелопа ическая обстановка в почвенной среде благоприятна для рос а и разви ия рас ений.
Использование на посеве гречихи сеялки с совмещенными операциями (подго овка почвы, посев и прика ывание) обеспечивае равномерное размещение и глубину заделки (5,8 см) 97,2% семян в по-
лосе шириной 20,3 см; увеличение количества взошедших семян на 2,5%, снижение засореннос и на 12%; затрат труда в 0,25 раза, экономию топлива 8,8 л/га, прибавку урожайнос и 3,1 ц/га и снижае энер-ге ические за ра ы до 620 Мдж/га.
Просо акже являе ся хорошим предшес венни-ком для других куль ур, в час нос и, для яровой пшеницы, овса и других зерновых. Мощная корневая сис ема ос авляе после себя большое количес -во органических вещес в и рыхлую почву. Как куль ура поздних сроков посева, способс вуе очищению полей о сорняков, в ом числе о овсюга. Поэ ому необходимо полнос ью использова ь э о его качес во для борьбы со злос ными сорняками путем увеличения кратности обработок.
Применение органических удобрений в виде соломы и фи омассы пожнивных сидера ов совмес но с внесением стартовой дозы (М20Р20К20) минеральных удобрений обеспечивае урожай экологически чис ого зерна 3,48.3,72 т/га, получение от 2,1 до 2,37 руб. прибыли на рубль за ра при сокращении до 14 Мдж на килограмм питательных веществ. Выращивание нового ус ойчивого к головне сор а проса Квар е снижае за ра ы энергии о 402.512 Мдж/га за сче ограничения применения пес ицидов. Выращива ь просо по среднеза ра ной ехнологии следуе в хозяйс вах с более высокими экономическими возможнос ями для обеспечения внесения умеренных доз агрохимикатов.
Следуе о ме и ь, ч о включение в ехнологию возделывания гречихи и проса выращивание и запашку промежуточных (пожнивных) культур позволяет:
- пополнить пахотный слой почвы фитомассой си-деральной клуьтуры от 2,8 до 7,6 т/га, что эквивалент -но внесению 20.40 кг д.в. азо а, фосфора и калия;
- улучши ь физические свойс ва почвы, уменьшая пло нос ь, ак ивизирова ь микробиологическую ак ив-нос ь в пахо ном слое, созда ь условия для формирования более продук ивных рас ений, повыси ь урожайность гречихи на 14,3.29,8%, проса на 6,0.12,3%;
- создае условия для дополни ельного накопления влаги в пахо ном слое, особенно в засушливые годы и благоприя но сказывае ся на повышении урожайнос и;
- на фоне внесения соломы и запашки сидерата эффек ивно внесение в почву с ар овой дозы удобрений - 20 кг/га д.в. азота, фосфора и калия, их окупаемость достигает 5,7.11,5 кг зерна, увеличение доз до 40 кг малоэффек ивно.
Таким образом, диверсификация куль ур севообо-ро а и включение в него зернобобовых и крупяных позволяе сокра и ь ехногенную нагрузку и получи ь высокие урожаи экологически чис ой продукции.
Адап ивные реакции современных сор ов зернобобовых и крупяных куль ур, их средоулучшающий по енциал являю ся важным условием лучшего использования ес ес венного плодородия почвы, что способствует устойчивому росту продуктивно-с и, ресурсоэнергоэкономичнос и, природоохранно-с и и рен абельнос и рас ениеводс ва.
УДК: 633.1/.4 631.5(470 + 571)
Научный анализ проблем и достижений при возделывании сельскохозяйственных культур в России
Г.И. Дурнев, д.с.-хм. (Орел ГАУ)
Современное состояние растениеводства в России.
Поскольку мы вступаем в ВТО, то при изложении этого материала придется сравнивать состояние растениеводства в России и в передовых капиталистических странах - США и Западной Европы.
Отечественное сельское хозяйство переживает яжелые времена: не о регулированные земельные отношения, сокращение поголовья скота, низкая обеспеченнос ь производс венными ресурсами. Смешались противоречия, унаследованные от Сове ской влас и с условиями с ихийного рынка. При этом подсчитано, если население России в среднем за год сокращае ся на 1 млн. человек, о в сельской мес нос и - в че ыре раза быс рее.
Один работник в сельском хозяйстве США дает продукции на 70 тыс. долларов за год. В России - на
4 тыс., т.е. меньше в разы.
Россия на 150 млн. человек производит в среднем 80 млн. т. зерна в год (в 2006 г. - 73 млн. т.). В США с населением в 265 млн. человек производят: 220 млн. . зерна кукурузы - 50% о мирового сбора; 90 млн. т. зерна сои; 80 млн. т. зерна пшеницы.
50% зерна э их куль ур с рана экспор ируе .
Зерно импортируют 120 стран, а экспортируют в основном пять: США, Канада, Франция, Аргентина и Австралия.
Продает зерно и Россия, правда, при условии снижения собс венных по ребнос ей в концен ри-рованных кормах из - за сокращения поголовья ско-а (рис. 1).
Зерновые всего Пшеница
Ячмень (фураж)
Рисунок 1 - Структура экспорта зерна в России, тыс. т . (Жученко А.А., 2004 г.)
В России 55% черноземных почв от мировой площади. Немало их и в США - 25%.
В мире на 1 человека приходится 0,7 га с.-х. угодий и 0,22 га пашни;
В России соответственно - 1,4 га с.-х. угодий и 0,84 га пашни.
За последние 10 лет по всем регионам РФ рентабельность зерновых снизилась (Жученко А.А., 2004 г.). В частности, по Орловской области:
