Пути повышения ресурсосбережения и экологической безопасности в интенсивном растениеводстве

Основные тенденции мирового производства про дукции растениеводства связываются , главным обра зом , с одной стороны – со снижением техногенного и антропогенного воздействия на агрофитоценоз , а с другой – с высоким темпом роста уровня продуктив ности . Возрастают и требования потребителей к каче ству производимой продукции . Важно не только полу чить высокий , экономически выгодный урожай , но и обеспечить его хорошие потребительские качества на фоне рационального использования почвенно климатических и хозяйственных факторов . Биологизи - рованные системы земледелия предусматривают диф ференциацию обработки почвы в соответствии с био логическими особенностями выращиваемой культуры и почвенного покрова . Так , в условиях Орловской , Брянской и прилегающих областей эффективно при менение комбинированной разноглубинной основной обработки почвы в севообороте .

Исследования различных систем основной об работки темно - серых лесных почв , выполненные учеными ВНИИ зернобобовых и крупяных культур , показали , что при их проведении сохранялись опти мальные агрофизические параметры почвы для воз делывания сельскохозяйственных культур . Следова тельно , наряду с традиционной вспашкой темно серых лесных почв возможно применение приемов минимализации обработки почв .

При возделывании культур севооборота в комби нированной системе основной обработки почвы , где 50% полей пашется на глубину 20-22 см ( под пар , про со , горох , ячмень ), плоскорезная обработка на глубину 20-22 см проводится под картофель , 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 со ставила 25% или 477 М дж / га по сравнению с постоян ной 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 тонны 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 этом имеют новые комбинированные почвообраба тывающие агрегаты , предназначенные для обработ ки почвы на глубину 14…18 см . За один проход та кой агрегат выполняет подрезание , рыхление , ин тенсивное перемешивание почвы и измельчение пожнивных остатков по всей ширине захвата . В пе редовых хозяйствах , таких как ЗАО АПК « Ю ность » Орловской области и др . применение низкозатрат ных энергосберегающих технологий обеспечивается использованием соответствующего комплекса ма шин , в основе которых тракторы и комбайны амери канской фирмы « Джон Дир », почвообрабатываю щие орудия западноевропейского производства . Культиваторы при соответствующей настройке при годны для обработки почвы под разные культуры . Ж атка комбайна « Джон Дир » убирает зерновые на прямую и на свал , молотит горох , подсолнечник и другие культуры . Ш ирокозахватные агрегаты на посеве зерновых совмещают предпосевную культи вацию , внесение удобрений , посев и прикатывание почвы . Набор такой универсальной техники требует значительно меньших вложений оборотных средств , чем узкоспециализированных агрегатов .

Опыт показывает , что получившая довольно ши рокое распространение минимальная обработка почвы , способствует ресурсосбережению . Например , при применении плоскорезной обработки почвы затраты топлива могут снижаться в 5…6 раз , повышается про изводительность , и , в конечном счете - выигрывается время . Во многих хозяйствах имеются плоскорезы , но на подготовке зяби они практически не используются . М ногие специалисты предпочитают проводить вспаш ку плугами с отвалами . В результате – большие пло щади остаются под весновспашку , которая хуже зяби .

Результаты многолетних исследований различных систем основной обработки почвы в зернопаровых , зернотравяных , зернопаропропашных севооборотах показали агроэнергетическую целесообразность соче тания отвальной вспашки и безотвального рыхления , а также разноглубинной основной обработки почвы .

Таблица 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 куль тур севооборота , шт ./ м 2	Расход топлива на основную обработку почвы , кг / га	Энергозатраты на возделывание куль тур , 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 энерго сберегающих технологий является рациональное использование предшествующих культур . Высокая эффективность зернобобовых известна и объясня ется рядом причин . На первом месте стоит их спо собность к симбиозу с клубеньковыми бактериями , фиксирующими азот воздуха для себя , растения – хозяина и обогащающими азотом почву и эндоми - коризными грибами – позволяющими усваивать труднодоступные для других растений фосфаты , и , таким образом , активизирующими их в биологиче ский круговорот . На втором - исключительно важ ная роль в накоплении белка придается симбиотиче скому взаимодействию бобовых культур с микроор ганизмами , обеспечивающими их минеральное пи тание , адаптацию к абиотическим стрессам , а также защиту от патогенов и вредителей .

В настоящее время у бобовых растений выявлена единая система развития бобово - ризобиального сим биоза и арбускулярной микоризы , которая имеет мно го общих элементов с системами защиты растений от патогенов и является основой растительно - микробного континуума ( совокупности ). Поэтому повысить эф фективность симбиотических систем зернобобовых культур можно путем использования двойной иноку ляции ( ризобии + грибы арбускулярной микоризы ).

В институте создан и передан на Государствен ное сортоиспытание новый сорт гороха Триумф , отзывчивый на одновременную инокуляцию ризо - биями и грибами арбускулярной микоризы . За годы конкурсного сортоиспытания (2002-2005 гг .) сред няя урожайность сорта составила 43,8 ц / га , что на 15% выше , чем у стандарта .

В этой связи заслуживает внимания использова ние в производстве препарата БисолбиМ икс , разра ботанного учеными ВНИИСХ микробиологии и представляющего комплексное микробное удобре ние , состоящее из трех компонентов : грибов арбу - скулярной микоризы ( Glomus), ассоциативных (Agrobacterium и др .) и ризобиальных бактерий (Rhi-zobium leguminosarum bv. viciae) , показала эффек тивность этого приема ( табл .2) .

Таблица 2 - Урожайность сортов гороха при обработке препаратом БисолбиМикс , т / га

Сорт	Контроль ( без обра ботки )	Бисолби - Микс	± к кон тролю
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 , неосы - пающийся )	1,88	2,55	+0,67
Татьяна ( усатый , неосы - пающийся , многоплодный с двойными крупными при - цветничками )	1,79	2,57	+0,78
НСР 05	0,636	1,033

Возделывание зернобобовых в севообороте позволяет сократить долю азотных минеральных удобрений под основные культуры севооборота на 15…20% без ущерба для их продуктивности, а также практически исключить из севооборота азотные удобрения под сами зернобобовые культуры. Кроме того, благоприятное соотношение азота и углерода в пожнивных и корневых остатках способствует их активной мобилизации в процессе разложения и минерализации. Зернобобовые уменьшают расход гумуса на выращивание культур севооборота. Если в севообороте без бобовых из гумуса расходовалось 21 М дж/кг, то с введением поля гороха – только 13,3 или на 32% меньше, а введение двух полей позволило иметь бездефицитный баланс гумуса.

Результаты многолетних исследований института показывают , что после уборки зернобобовых культур на одном гектаре в почве остается 20…70 ц корневых и пожнивных остатков , в которых содержится 45…130 кг азота , 10…20 кг фосфора и 20…70 кг калия . Наиболее высокими показателями характеризуются желтый и узколистный люпины , кормовые бобы , несколько меньшими – белый люпин , фасоль , чина , чечевица , го рох и вика . Бобовые позволяют иметь бездефицитный баланс азота в севооборотах ( табл .3).

Из таблицы видно , что даже при внесении за ро тацию 80 т / га навоза не компенсируется вынос азота с урожаем – дефицит составляет 118 кг . Севооборот с зернобобовыми культурами позволяет накапливать 150 кг азота , из них 44 кг – симбиотического .

Баланс азота зависит от доли бобовых культур в севообороте ( табл .4). При 16,7% бобовых ( одно по ле ) в севообороте дефицит азота сокращается на 130 кг / га , а при двух полях бобовых баланс азота уже положительный . При этом больше азота накаплива ется , если одно поле многолетних бобовых , а одно – однолетних + 205 кг . Доля симбиотического азота составляет от 5 до 22%. Севообороты следует на сыщать бобовыми до 30%, большее их количество приводит к накоплению болезней .

Возделывание ячменя после овса и однолетних бобовых культур показало , что наибольшая прибав ка формируется после кормовых бобов - + 7,1 ц / га , затем – вики яровой - +6,4 ц / га .

Горох , люпин белый и фасоль обеспечивают до полнительное получение с одного гектара от 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 также убедительно доказана высокая эффек тивность использования бобовых культур в занятых парах , особенно сидеральных , в моно - и совмест ных посевах гороха , люпина , вики со злаковыми и другими культурами . Анализ экспериментальных данных , полученных в разных зонах , свидетельству ет , что расширение посевов многолетних и однолет них бобовых культур и их смесей в севооборотах до рекомендуемых размеров позволит вовлечь в зем леделие не менее 1,5 млн . т . биологического азота , снизить применение минеральных удобрений , а за счет этого и загрязнение грунтовых вод и экологии ,

Таблица 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 севооборота	Кг / га	всего	В т . ч . симбиоти чески фиксиро ванного азота
Без удобрений	без зернобобовых	1045	625	-420	-35	139
	с зернобобовыми	1477	1294	-133	-11	230	40
Навоз 80 т / га Р 660 К 660 д . в . ( за 2 ротации севооборота )	без зернобобовых	1147	1029	-118	-10	181	-
	с зернобобовыми	1576	1716	+150	+13	274	44

Таблица 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 органического вещества , необходимого для безде фицитного баланса гумуса , повысить устойчивость земледелия и агроэкосистемы в целом .

Повышение ресурсосбережения и экологической безопасности в интенсивном растениеводстве обеспе чивают современные , экономически оправданные тех нологии возделывания сельскохозяйственных культур .

К числу ресурсосберегающих , экологически безопасных технологий относится разработанная в институте технология возделывания сои , базирую щаяся на использовании подгребневого способа по сева ( патент № 219110), который позволяет не толь ко сохранить влагу в зоне заделки семян под греб нями , но и при ликвидации гребней в период про растания семян сои , уничтожить нити и проростки сорняков , что снижает засоренность посевов во вто рой половине лета , обеспечивает благоприятные условия для появления всходов сои . Посевные греб ни также позволяют ориентировать движение агре гата при проведении первой довсходовой обработ - ки . На основе подгребневого посева разработаны рядко вые технологии ухода за посевами сои , как без приме нения гербицидов с использованием фиксированной технологической колеи , позволяющей обеспечить уменьшение защитной зоны до 5…6 см , так и с ограни ченным ( полосным ) внесением 1/3 дозы гербицидов в зоне рядка (15 см ) на сильнозасоренных полях .

Применение рядковой технологии возделывания сои сорта Ланцетная позволяет повысить полноту всходов в среднем на 18%, снизить засоренность посе вов на 33…84%, повысить урожайность до 34,5%.

С энергетической точки зрения технологические процессы производства зерна сои являются энерго сберегающими , так как критерий энергетической эффективности превышает единицу как минимум в полтора раза .

Экономическая оценка подтверждает преимущество разработанной в институте технологии возделывания сои. Себестоимость семян при этом сни- зилась до 1136 руб./га, уровень рентабельности производства увеличился на 60% (табл.5).

Таблица 5 - Экономическая эффективность возделывания сои

Показатели	Технологии
	Общепринятая	Рядковая
Урожайность , т / га	1,18	1,47
Стоимость валовой продукции , руб ./ га	8260	10290
Производственные затраты , руб ./ га	5035	4602
Себестоимость семян , руб ./ т	4267	3131
Условный чистый доход , руб ./ га	3225	5688
Уровень рентабельности , %	64	124

Биологизированная ресурсосберегающая техно логия выращивания гречихи предполагает макси мальное использование альтернативных удобрений . Для этого необходимо под гречиху вносить измель ченную солому предшествующих зерновых культур .

При размещении гречихи на почвах с содержа нием гумуса от 3,5 до 4,5% по хорошо удобренному предшественнику , система удобрений включает внесение соломы и биоудобрений при нормах рас хода 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 раствора / га под пред посевную культивацию .

На почвах с низким и средним уровнем естествен ного плодородия с содержанием гумуса 1,5-3,0% под гречиху вносят солому и фитомассу сидеральных куль тур ( капустные и люпин ) посеянные пожнивно . Эффек тивность совместного внесения соломы и зеленой мас сы сидеральных культур почти равнозначна внесению от 20 до 40 кг д . в . на 1 га минеральных удобрений .

При этом к моменту посева гречихи , к началу третьей декады мая , разлагается 75-80% запаханной осенью растительной массы и аллелопатическая обстановка в почвенной среде благоприятна для роста и развития растений .

Использование на посеве гречихи сеялки с совмещенными операциями (подготовка почвы, посев и прикатывание) обеспечивает 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 засоренности на 12%; затрат труда в 0,25 раза, экономию топлива 8,8 л/га, прибавку урожайности 3,1 ц/га и снижает энергетические затраты до 620 М дж/га.

Просо также является хорошим предшественни ком для других культур , в частности , для яровой пшеницы , овса и других зерновых . М ощная корне вая система оставляет после себя большое количест во органических веществ и рыхлую почву . Как культура поздних сроков посева , способствует очи щению полей от сорняков , в том числе от овсюга . Поэтому необходимо полностью использовать это его качество для борьбы со злостными сорняками путем увеличения кратности обработок .

Применение органических удобрений в виде соло мы и фитомассы пожнивных сидератов совместно с внесением стартовой дозы (N₂₀P₂₀K₂₀) минеральных удобрений обеспечивает урожай экологически чистого зерна 3,48…3,72 т / га , получение от 2,1 до 2,37 руб . при были на рубль затрат при сокращении до 14 Мдж на килограмм питательных веществ . Выращивание нового устойчивого к головне сорта проса Квартет снижает затраты энергии от 402…512 М дж / га за счет ограниче ния применения пестицидов . Выращивать просо по среднезатратной технологии следует в хозяйствах с бо лее высокими экономическими возможностями для обеспечения внесения умеренных доз агрохимикатов .

Следует отметить , что включение в технологию возделывания гречихи и проса выращивание и запаш ку 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 . азота , фосфора и калия ;

• -    улучшить физические свойства почвы , уменьшая плотность , активизировать микробиологическую актив ность в пахотном слое , создать условия для формирова ния более продуктивных растений , повысить урожай ность гречихи на 14,3…29,8%, проса на 6,0…12,3%;

• -    создает условия для дополнительного накопления влаги в пахотном слое , особенно в засушливые годы и благоприятно сказывается на повышении урожайности ;

• -    на фоне внесения соломы и запашки сидерата эффективно внесение в почву стартовой дозы удоб рений - 20 кг / га д . в . азота , фосфора и калия , их оку паемость достигает 5,7…11,5 кг зерна , увеличение доз до 40 кг малоэффективно .

Таким образом , диверсификация культур севообо рота и включение в него зернобобовых и крупяных позволяет сократить техногенную нагрузку и получить высокие урожаи экологически чистой продукции .

Адаптивные реакции современных сортов зер нобобовых и крупяных культур , их средоулучшаю щий потенциал являются важным условием лучшего использования естественного плодородия почвы , что способствует устойчивому росту продуктивно сти , ресурсоэнергоэкономичности , природоохранно - сти и рентабельности растениеводства .

УДК : 633.1/.4 631.5(470 + 571)

Научный анализ проблем и достиж ений при ВОЗДЕЛЫВАНИИ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ культур в России

Г.И. Дурнев, д.с.- х .н. (Орел ГАУ)

Современное состояние растениеводства в России.

Поскольку мы вступаем в ВТО , то при изложе нии этого материала придется сравнивать состояние растениеводства в России и в передовых капитали стических странах – СШ А и Западной Европы .

Отечественное сельское хозяйство переживает тяжелые времена : не отрегулированные земельные отношения , сокращение поголовья скота , низкая обеспеченность производственными ресурсами . Смешались противоречия , унаследованные от Со ветской власти с условиями стихийного рынка . При этом подсчитано , если население России в среднем за год сокращается на 1 млн . человек , то в сельской местности – в четыре раза быстрее .

Один работник в сельском хозяйстве СШ А 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 сред нем 80 млн . т . зерна в год ( в 2006 г . – 73 млн . т .). В СШ А с населением в 265 млн . человек производят : 220 млн . т . зерна кукурузы – 50% от мирового сбо ра ; 90 млн . т . зерна сои ; 80 млн . т . зерна пшеницы .

• 5 0% зерна этих культур страна экспортирует .

Зерно импортируют 120 стран , а экспортируют в основном пять : СШ А , Канада , Франция , Аргентина и Австралия .

Продает зерно и Россия , правда , при условии снижения собственных потребностей в концентри рованных кормах из - за сокращения поголовья ско та ( рис . 1).

^^“Зерновые всего ^^™Пшеница

----Ячмень (фураж)

Рисунок 1 - Структура экспорта зерна в России , тыс . т . ( Ж ученко А . А ., 2004 г .)

В России 55% черноземных почв от мировой площади . Немало их и в СШ А – 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 рен табельность зерновых снизилась ( Ж ученко А . А ., 2004 г .). В частности , по Орловской области :