Экономическая и биоэнергетическая оценка факторов биологизации в звене севооборота

биологизации производства сельскохозяйственной продукции .

В биологических системах земледелия для воспроизводства плодородия почвы и улучшения фитосанитарного состояния в агроценозах используются в основном биологические факторы.

Биологизация может найти применение и играть значительную роль не только в условиях высокоинтенсивного земледелия в развитых странах , но и в экономически слабых государствах , где овладение биологическими способами ведения земледелия создает условия для решения продовольственной проблемы ( Г . Кант , 1988). В развитых зарубежных странах необходимость биологизации земледелия обусловливается негативными последствиями применения больших количеств агрохимикатов . В России необходимость перехода на биологическое земледелие обусловлена недостаточным количеством вносимых минеральных удобрений и отрицательным действием несбалансированного их использования , высокой стоимостью средств химизации , сокращением объемов применяемого навоза , уменьшением площадей под многолетними травами и зернобобовыми культурами .

Становление рыночных отношений в сельскохозяйственном производстве России привело к тому , что во многих коллективных и фермерских хозяйствах произошло резкое изменение структуры посевных площадей в направлении преимущественного возделывания культур , требующих для выполнения технологических приемов наименьших материальных и энергетических затрат .

Важной проблемой современного земледелия является воспроизводство органического вещества почвы . Одним из основных источников его пополнения было использование навоза и различных компостов на его основе . Однако применение в достаточных количествах навоза возможно лишь в многоотраслевом хозяйстве , где функционируют две отрасли – растениеводство и животноводство . ( Н . В . Парахин и др ., 2000). Сокращение объемов производимого навоза , большие материальные и энергетические затраты на его транспортировку и внесение приводит к необходимости изыскания более дешевых дополнительных источников органического вещества .

Существенное пополнение запасов органического вещества в почве можно обеспечить за счёт применения сидерации . Д . Н . Прянишников (1965) считал сидерацию одним из широкодоступных , но мало используемых резервов комплексного и эффективного повышения плодородия почв .

Сидерация является одним из агроприёмов , обеспечивающих всестороннее влияние на агроэкосистему . По сравнению с использованием навоза при возделывании сидеральных культур достигается более равномерное распределение органической массы по площади и глубине пахотного слоя , что значительно повышает их эффективность .

Эффективность зелёного удобрения должна измеряться не только влиянием поступающей в почву органической массы на физико - химические и биологические свойства почвы . Благодаря зелёным удобрениям достигается оздоровление севооборотов , снижение численности вредных организмов .

В последнее время все большее внимание стали обращать на введение в севообороты сидеральных паров не только на почвах легкого механического состава, но и на более плодородных серых лесных и черноземных почвах. Однако сидеральный пар как правило занимает одно поле севооборота, что составляет, в зависимости от периода ротации, до 14,3 – 16,7 % всей севооборотной площади.

По сравнению с сидеральными парами возделывание сидеральных культур в промежуточных посевах является показателем более высокой биологической интенсификации земледелия . В зависимости от вида севооборотов их можно насыщать промежуточными культурами на 50 – 60 и более процентов . Они возделываются в периоды , свободные от возделываемых основных культур и не занимают отдельного поля севооборота . На их возделывание требуется меньше материальных и энергетических затрат . Особенно это касается возделывания растений семейства капустные , благодаря низкой норме посева их семян , невысокой требовательностью к условиям питания и глубине обработки почвы ( Ю . К . Новоселов , 1998, В . Г Лошаков , 2007).

Ш ирокое использование биологических факторов для воспроизводства плодородия почвы затрудняется недостаточной изученностью условий и способов их применения , а также – экономической и энергетической эффективностью использования .

М атериал и методика исследований . Изучение эффективности внесения в почву соломы злаковых культур , сидерации в паровом поле и пожнивного зеленого удобрения и проводилось в 2004 – 2007 годах в полевом опыте , заложенном в фермерском хозяйстве « Костер » Хотынецкого района Орловской области .

Почва опытного участка характеризовалась следующими агрохимическими показателями : содержание гумуса , по Тюрину , составляет 4,24 %; подвижного фосфора – 10,3 и обменного калия , по Кирсанову , – 8,8 мг /100 г . почвы ; рН _сол – 5,0; гидролитическая кислотность , по Коппену , – 6,2 мг /100 г . почвы , степень насыщенности основаниями – 76,8 %. Полевые исследования проводились в звене севооборота : Пар – Озимая пшеница – Ячмень . Изучались следующие виды паров : 1. Пар чистый черный , 2. Пар занятый , 3. Пар сидеральный . В занятом и сидеральном парах возделывалась пелюшко - овсяная смесь .

В опыте возделывались следующие сорта сельскохозяйственных культур : озимая пшеница Московская 39, ячмень Визит , овес Скакун , пелюшка Малиновка . Технология возделывания культур в основных и промежуточных пожнивных посевах была типичной для зоны .

В пожнивных посевах после уборки озимой пшеницы и ячменя возделывался рапс яровой ( сорт Ратник ), зеленая масса которого использовалась в качестве зеленого удобрения . На удобрение использовалась также солома озимой пшеницы и ячменя . В опыте изучались следующие варианты : 1. Без применения органических удобрений ( контроль ), 2. Внесение в почву соломы , 3. Пожнивное зеленое удобрение , 4. Внесение соломы + пожнивное зеленое удобрение .

Экономическая эффективность рассчитывалась на основе разработки технологических карт для основных и промежуточных культур звена севооборота .

Биоэнергетическую оценку агроэкосистем проводили по методике , предложенной кафедрой растениеводства Орловского ГАУ ( М . А . Внукова и В . П . Наумкин , 2002).

Результаты и их обсуждение. По мнению Ю.К. Новоселова, (1998) одним из важных экономических показателей интенсивности использования пашни является её продуктивность, которая выражается в выходе кормовых единиц с одного гектара севооборотной площади.

Необходимо отметить , что погодные условия вегетационного периода 2005 года оказали значительное отрицательное влияние на осеннюю вегетацию озимой пшеницы , а условия 2007 года – на рост , развитие и урожайность яровых культур . Это сказалось на величине общей продуктивности пашни , экономической и энергетической эффективности применения изучаемых приемов .

Результаты наших исследований показывают , что в среднем за 3 года выход кормовых единиц с 1 га площади звена севооборота при различных уровнях его биологизации был не высоким , что связано со значительным влиянием на урожайность зерновых культур и общую продуктивность пахотной земли неблагоприятных погодных условий в годы проведения исследований ( табл . 1).

Установлено , что использование сидерального пара в сравнении с чистым повышало выход кормовых единиц на 1,25 – 2,15 ц . к . ед ./ га по различным вариантам без и с применением пожнивной сидерации и побочной продукции на удобрение .

В звене севооборота с занятым паром продуктивность пашни возросла в сравнении с другими видами паров на 25,6 – 30,9 % и составила по вариантам без использования и с запашкой пожнивного зеленого удобрения и соломы 36,86 – 43,41 ц . к . ед ./ га .

Использование пожнивной сидерации и внесение в почву соломы повышало продуктивность пашни на 2,85 – 6,55 ц . к . ед ./ га . Эффективность этих приемов биологизации повышалась на фоне использования сидерального и занятого паров по сравнению с чистым паром .

Таблица 1 – Экономическая эффективность применения факторов биологизации в звене севооборота (2005-2007 гг .)

Виды паров	Использование пожнивной сидерации и соломы на удобрение	Продуктивность звена , ц . к . ед ./ га	Основные экономические показатели в звене севооборота
			чистый доход , руб / га	себестоимость , руб / ц . к . ед .	рентабельность , %
Пар чистый	1. Без органических удобрений	29,27	4623,34	143,24	122,06
	2. Пожнивнаясидерация	30,77	4697,80	146,78	127,18
	3. Внесение соломы	29,91	5107,25	131,12	126,52
	4. Пожнивная сидерация + солома	32,12	4974,26	132,55	132,10
Пар сидеральный	1. Без органических удобрений	30,44	4593,21	157,47	93,12
	2. Пожнивная сидерация	32,06	4673,43	159,29	98,68
	3. Внесение соломы	31,26	4872,50	143,52	97,72
	4. Пожнивная сидерация + солома	33,49	4919,74	143,82	103,97
Пар занятый	1. Без органических удобрений	36,86	6107,48	144,50	117,25
	2. Пожнивная сидерация	40,73	6373,58	146,69	122,58
	3. Внесение соломы	38,81	6582,48	130,64	128,27
	4. Пожнивная сидерация + солома	43,41	6725,04	133,82	131,86

Среди чисто экономических показателей , характеризующих эффективность применяемых приемов , основными являются чистый доход с единицы площади пахотной земли , себестоимость продукции и рентабельность её производства .

В наших исследованиях установлено , что чистый доход с 1 га площади звена севооборота при использовании чистого и сидерального паров практически был одинаковым и составил по различным вариантам использования пожнивной сидерации и соломы на удобрение и без их применения от 4593,21 до 4974,26 рублей .

Наиболее высокий чистый доход отмечен в звене севооборота с занятым паром , где составил 6,107,48 – 6725,04 руб / га , что в среднем на треть (28,9 – 36,7 %) выше , чем в звеньях с использованием в качестве предшественников озимой пшеницы чистого и сидерального паров .

Возделывание в пожнивных посевах после уборки озимой пшеницы и ячменя рапса ярового на сидеральные цели незначительно повышало чистый доход с одного гектара в различных звеньях севооборота (всего на 74,46 – 266,10 руб/га). В более значительной степени чистый доход повышался при внесении в почву соломы в чистом виде и совместном применении побочной продукции и пожнивной сидерации. При внесении в почву соломы озимой пшеницы и ярового ячменя чистый доход повышался на 279,29 – 483,91 руб/га, а при совместном её использовании с пожнивными зелеными удобрениями – на 326,53 – 617,56 руб/га.

Себестоимость 1 ц кормовых единиц мало различалась по вариантам исследований и составляла от 130,64 до 159,29 рублей . Наиболее высокая себестоимость продукции (143,52 – 159,29 руб / ц . к . ед .) отмечена в звене севооборота с сидеральным паром . Это связано с высокими затратами на возделывание сидеральной культуры пелюшко - овсяной смеси . Возделывание на зеленое удобрение пожнивного рапса ярового также способствовало некоторому повышению себестоимости продукции звена севооборота по сравнению с вариантами без применения органических удобрений ( на 1,82 – 3,54 руб / ц . к . ед .).

Наиболее низкая себестоимость (130,64 – 143,52 руб / ц . к . ед . в зависимости от вида пара ) отмечена при внесении в почву соломы зерновых культур , что связано с незначительными затратами на применение этого приема . Совместное использование на удобрение соломы и пожнивных сидератов также способствовало снижению себестоимости продукции по сравнению с контрольным вариантом .

В годы исследований рентабельность производства продукции в звеньях севооборота с чистым и занятым парами была практически одинаковой по всем вариантам с использованием пожнивной сидерации и соломы и без их применения . В звене с сидеральным паром рентабельность была ниже и составляла от 93,12 % в варианте без применения пожнивного зеленого удобрения и соломы до 103,97 % с совместным их использованием . Внесение в почву соломы и возделывание пожнивного рапса ярового на сидерацию повышало рентабельность производства продукции .

Одним из критериев, определяющих уровень использования внутренних ресурсов и интенсификации земледелия, является оценка эффективности применяемых приемов по энергетическим показателям. Различные уровни биологизации в звене севооборота оказывали влияние на показатели биоэнергетической эффективности (табл. 2).

Количество энергии , затраченной на возделывание культур в звене севооборота с чистым паром , составило в среднем по звену 16,97 ГДж / га . Возделывание парозанимающих культур в звеньях севооборота с сидеральным и занятым паром повышало количество затраченной энергии на 4,95 и 5,41 ГДж / га соответственно в сравнении с звеном севооборота , включающего чистый пар .

Возделывание на зеленое удобрение пожнивного рапса ярового также связано с увеличением затрат энергии на 1,85 – 3,63 ГДж / га по сравнению с вариантом без его применения .

Таблица 2 – Энергетическая эффективность использования факторов биологизации в звене севооборота (2005-2007 гг .)

Виды паров	Использование пожнивной сидерации и соломы на удобрение	Количество энергии , ГДж / га площади звена			Коэффициент энергетической эффективности , ŋ 1
		затраченной	полученной	чистый выход
Пар чистый	1. Без органических удобрений	14,85	41,34	26,49	2,78
	2. Пожнивная сидерация	18,48	43,54	25,06	2,36
	3. Внесение соломы	14,32	42,28	27,96	2,95
	4. Пожнивная сидерация + солома	18,72	45,35	26,63	2,42
Пар сидеральный	5. Без органических удобрений	20,47	42,66	22,19	2,08
	6. Пожнивная сидерация	23,43	45,35	21,92	1,89
	7. Внесение соломы	20,49	44,20	23,71	2,17
	8. Пожнивная сидерация + солома	23,30	47,43	24,13	2,04
Пар занятый	9. Без органических удобрений	21,55	54,38	32,83	2,52
	10. Пожнивная сидерация	23,40	60,42	37,02	2,58
	11. Внесение соломы	21,31	57,40	36,09	2,69
	12. Пожнивная сидерация + солома	23,25	64,55	41,30	2,78

Наиболее низкая величина затраченной энергии была в варианте с использованием соломы озимой пшеницы и ячменя на удобрение , что связано с отсутствием затрат на уборку соломы . В варианте с совместным применением соломы и пожнивного зеленого удобрения количество затраченной энергии было сопоставимо с вариантом , в котором использовалось пожнивное зеленое удобрение в чистом виде .

Величина энергии , полученной с урожаем продукции , определялась уровнем урожайности возделываемых культур . Наибольшей она была в звене с занятым паром , где в среднем по звену она составила 59,19 ГДж / га или на 31,8 – 37,2 % выше , чем в звеньях с сидеральным и занятым паром соответственно .

Чистый выход энергии в звене севооборота с сидеральным паром был несколько ниже ( в среднем по звену на 3,67 ГДж / га ) по сравнению с севооборотом , где применялся чистый пар . Наиболее высокая величина выхода чистой энергии установлена в звене севооборота с занятым паром – 36,81 ГДж / га площади звена .

Коэффициент энергетической эффективности, как отношение энергии полученной, в хозяйственно ценной части урожая, к израсходованной на производство продукции во всех вариантах опыта составляет больше единицы, что позволяет считать технологические процессы достаточно эффективными. Однако необходимо отметить, что использование сидерального пара и возделывание пожнивного рапса на зеленое удобрение несколько снижает его величину. Это особенно проявляется в годы с неблагоприятными для вегетации сельскохозяйственных культур погодными условиями.

Выводы

• 1.    Применение сидерального пара повышает продуктивность пашни в звене севооборота на 1,25 – 2,15 ц . к . ед ./ га . При использовании занятого пара выход кормовых единиц в среднем по звену севооборота возрастает на 25,6 – 30,9 %. Пожнивная сидерация и внесение в почву соломы повышает продуктивность на 2,85 – 6,55 ц . к . ед ./ га .

• 2.    При использовании занятого пара чистый доход повышался на 28,9 – 36,7 % по сравнению с чистым и сидеральным . Внесение в почву соломы зерновых культур повышает чистый доход на 279,29 – 483,91 руб / ц , а совместное использование соломы и пожнивного зеленого удобрения – на 326,53 – 617,56 руб / ц .

• 3.    Введение сидерального пара повышает себестоимость продукции звена севооборота до 143,52 – 159,29 руб / ц . к . ед . При запашке в почву соломы озимой пшеницы и ячменя себестоимость продукции снижается до 134,64 – 143,52 руб / ц . к . ед .

• 4.    Рентабельность производства продукции в звене севооборота с сидеральным паром снижалась по

• 5.    Возделывание парозанимающих культур в звеньях севооборота с сидеральным и занятым паром повышало количество затраченной энергии на 4,95 и 5,41 ГДж / га соответственно в сравнении с звеном севооборота , включающего чистый пар . Введение пожнивного рапса ярового на сидеральные цели увеличивает затраты энергии на 1,85 – 3,63 ГДж / га по сравнению с вариантом без его применения .

• 6.    Величина полученной с урожаем энергии была наибольшей в звене с занятым паром , где в среднем по звену она составила 59,19 ГДж / га или на 31,8 – 37,2 % выше , чем в звеньях с сидеральным и занятым паром соответственно . Наиболее высокий выход чистой энергии установлен в звене севооборота с занятым паром – 36,81 ГДж / га .

сравнению с другими видами паров и составляла от 93,12 % в варианте без применения пожнивного зеленого удобрения и соломы до 103,97 % с совместным их использованием . Внесение в почву соломы и возделывание пожнивного рапса ярового на сидерацию повышало рентабельность производства продукции .