Эффективность инновационных технологий сохранения и повышения плодородия почвы в рисоводстве

В данной работе рассматриваются современные технологии по обеспечению процессов возделывания риса на рисовых чеках, которые способствуют сохранению и повышению плодородия почвы. Основываясь на работах отечественных учено исследование по оценке экономической эффективности вертикальной съемки и проектирование новой технологии в сравнении с базисной.

Планировка поверхности земли является одним из важнейших мелиоративных требований к подготовке сельскохозяйственных полей. Она направлена на преобразования микрорельефа с целью создания наилучших условий для посева и выращивания растений путем образования ровной поверхности земли, обеспечивающей последующее равномерное увлажнение спланированной площади и поддержание естественного плодородия почв. Планировка необходима на всех землях и в основном на орошаемых землях (поверхностный полив и дождевание). Качественно спланированная поверхность земли обеспечивает повышение урожайности сельскохозяйственных культур, на орошаемых землях дополнительно достигается экономия поливной воды.

Как известно, не спланированное поле покрыто «пятнами», проявляющимися в неравномерности роста и созревания растений.

Оно имеет значительные повышения, где растения засыхают от недостатка влаги, и понижения, где они гибнут от вымочки, что, в конечном итоге, приводит к снижению урожайности риса. Не спланированная поверхность обостряет эрозию почвы и провоцирует ускоренный смыв плодородного слоя при дождевании. В значительной мере низкое качество поверхностей полей не позволяет достичь проектного урожая сельскохозяйственных культур, в связи с этим мы наблюдаем нерациональное использование мелиоративных земель.

Как показали многолетние экспериментальные исследования ВНИИриса, высококачественная планировка рисовых чеков является главным фактором в создании эффективных агротехнологий и обеспечивает:

1) снижение норм высева семян;

2)более полное использование фотоактивной радиации и потенциала испаряемости;

• 3)    уменьшение расхода воды на 10-15%.

По мнению Багрова М.П., Ефремова А.Н., Камальдинова А.К., Зайдельмана Ф.Р. и др. не менее чувствительны к планировке и другие сельскохозяйственные культуры (пшеница, овощи, зернобобовые, хлопчатник и т.д.)

При строительстве, реконструкции и эксплуатации рисовых оросительных систем по действующим требованиям колебания отметок микрорельефа чеков не должны превышать ±5см. Накопленный опыт возделывания риса в Краснодарском крае подтверждает, что неровности поверхности чеков находятся в пределах ±10-13см, приводят с снижению урожайности риса в 1,5 – 2,7 раза и увеличению расхода поливной воды в 1,7 – 3,4 раза. Точность планировки играет большую роль в рисоводстве. Максимальная урожайность достигается при точности планировки ±2см, но как считают многие исследователь, в том числе и Попов В.А., что такая точность приводит к переуплотнению почвы при планировке и поэтому следует соблюдать точность ±3см.

Проведенные многолетние обследования рисовых чеков показали, что после выполнения капитальной планировки с точностью ±3-5см поверхности чека деформируются под воздействием указанных факторов и уже через 2-4

года эксплуатации достигают величин ±8-12см. Подобным последствиям подвержены практически все земли, что приводит к снижению урожайности сельскохозяйственных культур.

Примером многолетнего искажения почвенного покрова может служить состояние поверхности рисовых чеков в Краснодарском крае. Как посчитано, что 41% чеков нуждается в капитальной (точной) планировке. В результате после точной планировки средняя прибавка урожая риса может составить 12,8 ц/га или возрастает на 26%, а экономия воды – 1392 м3 на тонну риса сырца, т.е. экономия составляет 33%.

Основой организационно-экономической эффективного ведения хозяйства достигается лишь при активном внедрении нормативного метода планирования, учета затрат и внедрение инновационных технологий.

Как отмечалось ранее, точность планировки играет большую роль в рисоводстве. Проведем сравнение эффективности двух технологий планировки рисовых чеков: обычная отечественная и инновационная.

Для проведения планировочных работ необходимо произвести вертикальную съемку поверхности земли и составить проект работ.

Сравнение экономических показателей отражает влияние на производство риса по инновационной технологии и передовой практики повышения культуры земледелия и т.д.

Для того чтобы произвести оценку стоимости съемки и планировочных работ рисовых чеков необходимо выполнить комплекс расчётов: расчет стоимости съемки и проектирования рисовых чеков по различным вариантам технологий; удельные затраты на амортизацию используемых машин и оборудования; удельные затраты на топливо; удельные затраты на заработную плату.

Экономическая эффективность вертикальной съемки и проектирования по новой технологии в сравнении с базовой технологией определяется по формулам удельного и годового экономического эффекта.

Лазерные нивелиры и передатчики являются более точными при съемке чеков, они освободили геодезистов от утомительных операций визуального отсчета отметок через зрительную трубку оптического нивелира. Запись данных лазерного нивелирования эффективнее производить сразу в электронный полевой журнал, из которого их можно перенести в память компьютера для дальнейшей обработки по необходимой программе, что значительно ускоряет дальнейший процесс проектировочных работ. Компьютерное сохранение информации съемки позволяет вести электронную паспортизацию рисовых чеков.

На рисовых чеках наибольшее распространение получили технологии капитальной планировки, которая проводится, как правило, без специального сохранения плодородного слоя почвы, когда глубина срезки при планировке не превышает допустимую толщину срезки. На черноземе и лугово-черноземе при мощности горизонта 80 и более см (мощные и сверхмощные) допустимая величина срезки почвы 30-35 см, при мощности горизонта 40-80 см (среднемощные) – 20-30 см, а при мощности горизонта 30-40 см (маломощные) – 15-20 см. Технологии капитальной планировки рисовых чеков определяют по типу ведущей землеройно-планировочной машины, к которым относятся коротко базовые планировщики, клин-планировщики и скреперы. При выборе типа машин и вида планировки рисовых чеков следует учитывать условия их работы.

При технологии капитальной планировки рисовых чеков с применением автоматизированных планировщиков (коротко базовых) и скреперов.

Планировка осуществляется коротко базовыми планировщиками и скреперами, которые оснащаются лазерно-приемной аппаратурой и гидроблоками. После установки приемника на проектной высоте в соответствии с программой чека в автоматизированном режиме планировщиком с лазерной системой управления производят срезку грунта и формирование спланированной полосы под проектную плоскость при движении планировщика в выбранном направлении в зоне срезки. При полном наполнении ковша осуществляют его разгрузку в вал-бурт. Затем при движении в том же выбранном направлении производят следующую срезку с формированием спланированной полосы и отсыпку вала-бурта путем разгрузки ковша. Последующие операции повторяют в выбранном направлении до достижения зоны нулевых работ. После этого осуществляют разворот планировщика и встречными параллельными проходами формируют примыкающую полосу и валы-бурты. Аналогичные операции выполняют в других местах срезки.

Далее после установки приемника на проектной высоте скреперами с лазерной системой управления грунт из образованных валов-буртов развозят в зоны понижений, где он отсыпается по полосам. При холостом ходе скрепер перемещается к следующему валу-бурту, перевозит грунт и отсыпает его на параллельную смежную полосу. Затем операции по перевозке валов-буртов повторяются.

Окончательную чистовую планировку выполняют теми же планировщиками с лазерной системой управления за один – два прохода по диагонально-перекрестной или загонной схеме движения.

Преимущества описанной технологии:

• -    своевременная разгрузка ковша планировщика при его полном заполнении значительно снижает максимальную нагрузку двигателя трактора;

• -    образование валов-буртов на рисовом чеке дает возможность наглядно определить маршрут движения скрепера, одновременно работающих с планировщиком;

• -    повышенная производительность скреперов, быстро заполняющих ковш грунтом из валов-буртов.

Проведенный в нашем исследовании расчет экономической эффективности по лазерной технологии капитальной планировки чеков коротко базовыми планировщиками.

Расчет стоимости проектирования и планировки рисовых чеков по различным вариантам технологий производится по таким формулам как:

• 1)    расчет стоимости вспашки;

• 2)    расчет стоимости дискования;

• 3)    расчет стоимости планировочных работ;

• 4)    суммарная стоимость подготовительных (вспашка и дискование) и планировочных работ;

Также определяется экономическая эффективность планировочных работ на рисовых чеках по формуле:

Э у = (С р * ⁴ - £ С) * К р

Годовой и общий экономический эффект планировочных работ равны: Э =Э хП хТ г      у     см     г

С учётом коэффициента снижения прибавки урожайности риса в течении пяти лет, в том числе на второй год на 40% и последующие годы на 20-10% за счет деформации первоначально спланированной поверхности чеков.

При технологии капитальной планировки рисовых чеков с применением автоматизированных клин-планировщика и скрепера все машины должны оснащаться лазерно-приемной аппаратурой и гидроблоками. Планировка чеков выполняется последовательно в два этапа. На первом этапе клин-планировщик перемещается по чеку в соответствии с проектом планировочных работ и выполняет срезку повышений под проектную плоскость в автоматическом режиме управления, оставляя за собой по ходу движения спланированную полосу и насыпные валики грунта по краям спланированной полосы. При этом ширина сдвоенных насыпных валков, образующихся при параллельном встречном проходе клин-планировщика, не должна быть больше ширины захвата ковша скрепера. Планировка осуществляется за один - два прохода клин-планировщика.

Вторым этапом нарезанные валики и грунт, находящийся между ними на не спланированной полосе, срезаются при движении колес скрепера по спланированным полосам, и собранный грунт транспортируется и отсыпается в пониженные места равномерным слоем.

Достоинствами такой технологии являются:

• -    образование насыпных валов на рисовом чеке дает возможность наглядного определения маршрутов движения скреперов;

• -    высокая производительность автоматизированного клин-планировщика, выполняющего только нарезку валков.

Предварительный расчет экономической эффективности лазерной технологии с применением клин-планировщика

Специалистами производятся расчеты стоимости:

• 1)    работ клин-планировщика;

• 2)    работ скреперов;

• 3)    работ длинно базового планировщика;

• 4)    общая стоимость планировочных работ;

• 5)    стоимость подготовительных работ (вспашка и дискование);

• 6)    суммарная стоимость подготовительных и планировочных работ;

• 7)    экономическая эффективность планировочных работ на рисовых чеках;

• 8)    годовой и общий экономический эффект планировочных работ.

Эксплуатационная планировка рисовых чеков, как известно, проводится перед посевом длинно базовыми планировщиками, которые осуществляют выравнивание микронеровностей соразмерно длине своей базы. Однако они не могут в принципе обеспечить планировку под горизонтальную плоскость чека из-за отсутствия системы управления. Поэтому представляется наиболее целесообразным проводить эксплуатационную планировку коротко базовыми планировщиками с лазерными системами управления двумя проходами по диагонально перекрестной или другой схеме движения, что позволит обеспечить горизонтальность поверхности с высокой точностью.

Автоматизированную эксплуатационную планировку следует проводить сначала на второй год после точной капитальной планировки, в последствии проводить ее ежегодно. Перед планировкой осуществляются типовые технологические операции.

Выполнение    регулярной     эксплуатационной     планировки автоматизированными коротко базовыми планировщиками с лазерной системой управления позволит увеличить период между капитальными планировками, что позволит избежать дорогостоящих операций и постоянно поддерживать высокое качество чека с наименьшими затратами при максимальной производительности машин.

Расчет стоимости эксплуатационной планировки равен:

С о + С д + С р

^За = Т_о * П_см * Т_г

Р т * Т см * С т * К т

З т

П см

• (1 + Н1 + Н ₂ ) Ко* З м * Т м

З з =                     см г

• С - За ⁺ Зт ⁺ Зз а     т     з

В основу земледелия при производстве риса должна быть заложена автоматизированная лазерная технология с контролем точности спланированной поверхности. Автоматизация этого процесса позволяет значительно повысить качество работ, поднять производительность труда, сократить сроки выполнения операций и снизить их стоимость, наряду с этим улучшить условия их проведения.

Таким образом, планировка рисовых чеков под производство риса и других сельскохозяйственные культуры участвующих в севообороте должна стать обязательным и регулярным мероприятием. При привальном организации планировочных работ затраты на их проведение всегда окупаются за счет получения высоких и стабильных урожаев.