Эффективность внедрения энергосберегающих технологий возделывания зерновых культур в условиях северной Лесостепи

Оценка влияния различных способов обработки и предшественников на продуктивность сельскохозяйственных культур. Экономическая оценка внедрения энергосберегающих технологий и агротехнических приемов возделывания на урожайность и качество зерновых культур.

Рубрика Сельское, лесное хозяйство и землепользование
Вид статья
Язык русский
Дата добавления 01.11.2018
Размер файла 31,0 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Эффективность внедрения энергосберегающих технологий возделывания зерновых культур в условиях северной Лесостепи

Шерер Д.В., Логуа М.Т., Котова Г.Г.

ФГОУ ВПО «Кемеровский государственный сельскохозяйственный институт»

Ключевые слова: Озимая пшеница, яровая пшеница, плотность почвы, урожайность, энергосберегающие технологии.

По влиянию на плодородие почвы и урожайность последующих культур в севооборотах озимые культуры являются одними из лучших предшественников. После них можно возделывать любую ценную продовольственную, техническую и кормовую культуру.

С целью анализа эффективности внедрения энергосберегающих технологий возделывания сельскохозяйственных культур в условиях лесостепной зоны Кемеровской области были заложен производственный опыт в структуре следующего севооборота:

1. Пшеница яровая

2. Горох+ячмень

3. Рапс (сидерат)

4. Озимая пшеница

5. Пшеница яровая

Предшественник озимая пшеница, 70 га.

Задачи:

- определить влияние различных систем обработки почвы и предшественников на агрофизические свойства почвы;

- оценить влияние различных способов обработки и предшественников на продуктивность сельскохозяйственных культур;

- дать экономическую оценку агротехнических приемов возделывания сельскохозяйственных культур с учетом изучаемых факторов.

Варианты обработки почвы и посева:

1 - поверхностная обработка (контроль)

а) Осенняя обработка культиватором РУБИН-4 (осень 2009) на глубину 10-12 см (02.10.09г.);

б) предпосевная культивация РУБИН-4 (23.05.10),

в) посев (яровая пшеница + внесение нитроаммофоски N70 P30 K30 2, 0 ц/га в физическом весе СЗП - 3,6 (25.05.10г.)

2 -минимальная

а) ПК Flexi coil 2340 посев (яровая пшеница + внесение нитроаммофоски N70 P30 K30 2, 0 ц/га в физическом весе + прикатывание (25.05.10г.);

3 - нулевая

а) Томь-10 посев (яровая пшеница + внесение нитроаммофоски N70 P30 K30 2,0 ц/га в физическом весе (25.05.10г.)).

Норма высева яровой пшеницы 5,5 млн. всхожих зерен на гектар или 230 кг на гектар.

Площадь одной делянки 7 га (в двух повторностях).

Объектом исследований являлась яровая пшеница сорта Ирень.

В период вегетации на посевах проведены следующие учеты и наблюдения:

- влажность почвы - термостатно - весовым методом по Н.А. Качинскому (Вадюнина А.Ф., 1986) перед посевом и уборкой и в основные фазы роста и развития (всходы, колошение, созревание) в слое 0-100 см;

- плотность почвы методом режущего кольца по Н.А. Качинскому (Вадюнина А.Ф., 1986) перед посевом и перед уборкой;

- структура почвы и водопрочность по методу Н.И. Саввинова (сухой и мокрый рассев);

- фенологические наблюдения за ростом и развитием растений, элементы структуры урожая по методике Государственного сортоиспытания (М., 1985);

- засоренность количественным методом в гербакритический период культур (Доспехов, Туликов, Васильев, 1987);

- определение ферментативной активности почв за весь период вегетации;

- агрохимические показатели по стандартным методикам ФГУП ЦАС «Кемеровский».

Вегетационный период 2010 года по погодным условиям был значительно сложнее для сельхозпроизводителей по сравнению с предыдущим годом.

Май месяц был очень холодным. Среднемесячная температура воздуха составила по области +7,+90С, что на 1-20 ниже нормы. Минимальная температура воздуха в большинстве дней была отрицательной и понижалась до -1,-70С, на поверхности почвы до -2,-80С.

Осадки до 22 мая по большинству районов выпадали в виде дождя и мокрого снега, который временами покрывал поля.

В июне месяце на территории области наблюдалась неустойчивая, с резкими колебаниями температуры, по большинству районов со значительным недобором осадков, погода.

Средняя за месяц температура воздуха составила по области +15,+170С, что в пределах и на 10 С выше нормы. Дожди по области выпадали в отдельные дни и были преимущественно слабыми. В Тисуле 9 и 15-го июня прошли ливни с суточным максимумом 11-39 мм.

Июль был очень холодным и дождливым. Средняя температура воздуха составила по области +16,+170С, что по большинству районов ниже нормы на 20. Осадков на большей части территории области выпало 101-140 мм, 146-213% нормы. Холодная погода июля месяца значительно задержала развитие яровых зерновых культур. Очень холодными были и первые две декады августа месяца (на 20 холоднее обычного). Теплой была лишь третья декада (на 3-40 теплее обычного). Сумма эффективных температур выше +50С составила на 31 августа 1006-12570, что по северо-западу на 70-1100 меньше нормы.

В сентябре на территории области наблюдалась неустойчивая, с резкими колебаниями температуры, погода. Очень теплой была первая декада месяца, что ускорило созревание поздних посевов зерновых культур в северных районах.

Отклонение от среднемноголетних показателей по температуре, составило 1 0С за вегетационный период. Расчетный показатель ГТК по периодам за май-сентябрь составил 1,6, что говорит о переувлажнении сельскохозяйственных культур атмосферными осадками.

Проведенные обследования полей на видовой состав сорняков выявили смешанный тип засоренности. За все годы исследований видовой состав сорняков был характерен для данной зоны и представлен в основном малолетними группами, из многолетних сорняков в основном доминировали пырей ползучий, вьюнок полевой (табл. 1).

энергосберегающий зерновая культура урожайность

Таблица 1. - Влияние систем обработки почвы на флористический состав и засоренность яровой пшеницы, 2010г., шт/м2

Вид сорняков

Способы обработки

поверхностная

ПК Flexi coil ST 820

ПК Томь-10

до обработки гербицидами

после обработки гербицидами

эффективность, %

до обработки гербицидами

после обработки гербицидами

эффективность, %

до обработки гербицидами

после обработки гербицидами

эффективность, %

Малолетние

Подмаренник цепкий

18

0

100

16

0

100

34

5

85

Пикульник

красивый

9

0

100

11

0

100

18

0

100

Щетинник сизый

9

0

100

26

0

100

30

0

100

Икотник серый

1

0

100

3

1

67

-

-

-

Итого

37

0

100

56

1

98

82

5

94

Многолетние

Пырей ползучий

2

0

100

1

1

100

18

4

77

Вьюнок полевой

4

1

75

6

3

50

2

0

100

Молочай лозный

2

0

100

1

0

100

2

0

100

Итого

8

1

87,5

8

4

50

22

4

82

Всего

45

-

-

64

-

104

-

-

В КФХ «Кедр» преобладающими сорняками в посевах были двудольные сорняки, поэтому 22 июня была проведена обработка баковой смесью гербицидов Магнум (8 г/га) + Пума-супер 100 (0,5 л/га). Эффективность гербицидов составила от 50 до 100%. Самая высокая засоренность наблюдалась на варианте с применением нулевой системы земледелия - 104 сорняка в общем количестве. На снижение количественного и видового состава сорняков повлияли механические обработки при применении поверхностной и минимальной обработки почвы. В 2010 году наблюдалась самая низкая эффективность применения баковой смеси гербицидов за 4 года исследований. Осадки, которые выпадали ежедневно в период кущения яровой пшеницы, повлияли отрицательно на эффективность гербицидов в целом по вариантам опыта. Стопроцентная эффективность препаратов была отмечена против малолетних сорняков и наименьший эффект получен против многолетних сорняков.

По полученным данным за четыре года исследований наблюдается тенденция в увеличении количества многолетних сорных растений. В 2007 году в посевах горохово-ячменной смеси преобладающим видом был пырей ползучий, то в 2008 - 2010 гг. - это вьюнок полевой и пырей ползучий по всем вариантам опыта.

Почва опытного участка (до проведения научных исследований) представлена темно-серой лесной среднемощной тяжелосуглинистой почвой, агрохимическая характеристика представлена в таблице 2.

Таблица 2 - Агрохимическая характеристика почв опытного поля

Тип почв

Балл бонитета

Агрохимические показатели почв

Гумус, %

рН сол.

N-NO3,

мг/кг

Подвижный фосфор, мг/кг

Обменный калий, мг/кг

Темно-серые лесные среднемощные

тяжелосуглинистые

89

8,6

5,8

11,2

96

180

Почва опытного участка имеет слабокислую реакцию почвенного раствора, средним обеспечением гумуса и высоким содержанием калия. Балл бонитета 89.

Как показали наши исследования, структура почвы зависела от способов обработки.

Темно-серые лесные почвы по своим признакам и свойствам близки к черноземам. Гумусовый горизонт у них более мощный, чем у серых и светло-серых, и более темной окраски. Структура его комковатая или ореховато-комковатая, что подтверждается нашими исследованиями.

По содержанию агрономически ценных агрегатов почва характеризуется как отлично оструктуренная. Пылеватая фракция представлена незначительным количеством 0,9%, что не могло не отразиться на водопрочности.

Результаты исследований 2010 года показали, что обработка почвы оказывает влияние на структурный состав. Несмотря на хорошую оструктуренность почв в целом (66-77 % на начало вегетационного периода, до 78-96% на конец вегетации), содержание агрономически ценных агрегатов при использовании нулевой и минимальной обработок были выше, чем на поверхностной в конце вегетации яровой пшеницы. На всех вариантах опыта в связи с большим количеством осадков уменьшалась глыбистость почвы, особенно это заметно на нулевой обработке (табл.3).

Таблица 3 - Агрегатный состав почвы опытного участка (слой почвы 0-20 см), 2010 г.

Система обработки

Структура, %

глыбистая

макро

структура

микро

структура

водопрочность

24 мая (до посева)

Поверхностная

27,68

66,24

6,08

29,4

Минимальная

17,72

76,61

5,67

28,30

Нулевая

26,18

66,68

7,14

28,64

15 сентября (после уборки)

Поверхностная

8,6

77,5

13,9

32,9

Минимальная

10,0

85,3

4,7

35,7

Нулевая

3,9

96,0

0,10

26,2

В 2009 году наблюдалось незначительное ухудшение агрофизических свойств почв опытного поля при применении минимальной и нулевой системы обработки почвы. Применение поверхностной системы обработки почвы в 2009 г. и использование рапса на сидерат позволило значительно улучшить агрофизические свойства почв и увеличить содержание макроагрегатов до 94,34 %. К концу вегетации содержание глыбистой фракции увеличилось, а содержание агрономически ценных агрегатов снизилось, распыляясь механическими обработками (данные отчета за 2009 год).

Применение минимальной и нулевой системы обработки почв за четыре года показало динамику улучшения структуры почв и водопрочности почвенных агрегатов за счет мульчирующего слоя пожнивных остатков и снижения числа механических обработок.

Так как гумус - это сложный динамический комплекс органических соединений, образующихся при разложении и гумификации органических остатков, то снижение количества поступления последних, невнесение органических удобрений, способствуют увеличению степени минерализации. В первую очередь это связано со смещением фракций фульвокислот к гуминовым кислотам. Фульвокислоты благодаря сильнокислой реакции и хорошей растворимости в воде энергично разрушают минеральную часть почвы, при этом степень разрушительного действия тем сильнее, чем меньше гуминовых кислот. Определение фракционного состава гумуса не входило в задачи исследования, поэтому можно только предположить, что улучшение водопрочности связано со снижением фульвокислот и увеличением гуминовых кислот в почве опытного поля.

Плотность почвы определялась в метровом слое почвы с интервалом 0 - 10 см до глубины 40 см и с интервалом 20 см до метровой глубины (табл. 4).

Таблица 4 - Плотность почвы в зависимости от систем обработки, г/см3, 2010г.

Слой

почвы, см

Поверхностная

Минимальная

Нулевая

перед посевом

после уборки

перед посевом

после уборки

перед посевом

после уборки

0-10

1,34

0,93

1,15

0,91

1,17

1,14

10-20

1,28

1,36

1,29

1,05

1,20

1,27

20-30

1,40

1,40

1,24

1,35

1,18

1,17

30-40

1,44

1,49

1,22

1,40

1,21

1,24

40-60

1,38

1,44

1,25

1,33

1,32

1,33

60-80

1,32

1,30

1,30

1,43

1,38

1,36

80-100

1,30

1,35

1,30

1,40

1,34

1,37

Показатели плотности в 2010 году свидетельствовали о достаточно рыхлом сложении почвы в слое 0-10 см, при применении минимальной и нулевой систем обработки почвы, где плотность изменялась от 1,15 до 1,17 г/см3. На поверхностной обработке до проведения посева яровой пшеницы наблюдалось плотное сложение почвы, что объясняется естественным уплотнением в результате неблагоприятных метеоусловий. Плотность темно-серой лесной почвы к концу вегетации заметно уменьшилась с 0,91-1,14 г/см3 в слое 0-10 по всем вариантам. Значительно увеличилась плотность в слое 10-20 см с 1,05 до 1,36 г/см3 по всем вариантам обработки почвы. Такая же тенденция наблюдалась за три предыдущих года, плотность почвы в пахотном горизонте по годам различалась не значительно.

КФХ «Кедр» расположен в северо-восточной части Кемеровской области, где влага не является лимитирующим фактором. Применение различных систем обработок почв, повлиявших на плотность сложения почвы от посева до уборки, также оказало влияние на водный режим почвы.

В 2010 году на агрофизические показатели почвы оказали существенное влияние осадки и их распределение по вегетации. Это просматривается как по распределению влаги в метровом слое, так и по вариантам обработки. Общие запасы влаги на начало вегетации составили от 215 до 243 мм. В целом, количество доступной влаги в верхнем 0-20 см слое можно охарактеризовать как неудовлетворительные на начало вегетации. Решающее значение в первый период развития растений имеют запасы влаги в пахотном слое мощностью 0- 20 см. В дальнейшем растения потребляют ее из слоя почвы метровой толщины, а в период засух или при высоких урожаях используют запасы с глубины до двух метров.

По запасам влаги на момент посева яровой пшеницы в зависимости от изучаемых вариантов обработки почвы в КФХ «Кедр» выделяются минимально-нулевые обработки, на контрольном варианте они минимальные и составили в метровом слое 215 мм. Чем больше уплотнялась почва в течение вегетации, тем больше запасов влаги в ней наблюдалось по вариантам опыта.

Сложившиеся погодные условия вегетационного периода 2010 года не позволили получить высокий урожай яровой пшеницы на всех вариантах опыта.

При норме высева яровой пшеницы 5,5 млн. семян, всхожесть составила 89-92%. На всхожесть и прохождение фенологических фаз развития приемы обработки почвы не оказали существенного влияния. Выживаемость растений к периоду уборки составила 81-90% (табл.5).

Таблица 5 - Полевая всхожесть и выживаемость

Вариант

Посеяно, шт./м2

Взошло, шт/м2

Полевая

всхожесть,

Осталось к уборке, шт/га

Выживаемость, %

Ирень

Поверхностная

550

506

92

482

88

Минимальная

550

490

89

448

81

Нулевая

550

501

91

493

90

Из данных (табл. 5) следует, что полевая всхожесть и выживаемость в годы исследований на минимальной обработке оказались ниже, чем на поверхностной и нулевой.

Таблица 6 - Влияние систем обработки почвы на урожайность пшеницы

Вариант обработки

Количество сохранившихся растений к уборке, шт/м2

Количество продуктивных стеблей, шт/м2

Масса зерна, г/м2

Биологическая урожайность, т/га

Фактическая урожайность, т/га

Поверхностная

482

535

278,2

2,78

2,54

Минимальная

448

510

278,4

2,78

2,51

Нулевая

493

592

346,7

3,47

3,39

Анализ данных биологической урожайности и её структуры (табл. 6) показывает, что на вариантах поверхностной и минимальной обработок получена одинаковая урожайность -2,78 (данные в пределах ошибки опыта) на нулевой на 0,7 т/га выше. Это объясняется нехваткой суммы активных температур прихода ФАР за вегетационный период. В аномальных условиях 2010 года низкие температуры воздуха и большое количество осадков отрицательно повлияли на закладку числа зерен в колосе, которое в среднем составило 20 шт.

На сохранность растений в большей мере повлияли изучаемые обработки. При посеве во влажную почву преимущество имели сеялки с дисковыми сошниками (СЗП-3,6, Томь-10), которые обеспечили равномерность высева пшеницы и глубину заделки семян в почву, что положительно повлияло на сохранность растений к уборке. Необходимо отметить очень хорошую кустистость яровой пшеницы сорта Ирень. Системы обработки почвы оказали влияние на количество продуктивных стеблей. Продуктивная кустистость при использовании поверхностной обработки составила 1,11, минимальной - 1,14, нулевой - 1,2. Системы обработки не оказали влияние на массу 1000 зерен, характерной для данного сорта. За четыре года исследований урожайность на минимально - нулевых обработках резко не отличалась, так в 2007 году при возделывании горохово-ячменной смеси выделялся по урожайности вариант с применением нулевой системы обработки. В 2009 году при выращивании озимой пшеницы - минимальной системы обработки, в 2010 году при выращивании яровой пшеницы выделился по урожайности вариант с применением нулевой системы обработки. Анализ предыдущих исследований в данном хозяйстве, доказывает целесообразность возделывания сельскохозяйственных культур по минимальным и нулевым технологиям.

Для всесторонней оценки производства продукции при внедрении минимальной системы целесообразно сделать экономическую оценку. Расчет проводят на 1 га. На варианте с минимальной обработке почвы урожайность составила 2,78 т/га, а уровень рентабельности 23%.

Таблица 7 - Состав и структура затрат при возделывании яровой пшеницы в КФХ «Кедр» по изучаемым вариантам (затраты в рублях на 1 га)

Варианты опыта

Поверхностная обработка

Минимальная обработка

Нулевая обработка

руб.

%

руб.

%

руб.

%

Оплата труда с начислениями

1725

13,1

1603

12,9

1581

12,4

Семена

5000

37,7

5000

40

5000

39,2

Минеральные удобрения

674

5

674

5,4

674

5,3

Химические средства защиты

1300

9,8

1600

12,8

1700

13,3

ГСМ

1997

15,1

1195

9,6

1350

10,6

Амортизация

1735

13

1750

16,4

1870

14,7

Прочие

835

6,3

654

5,3

575

4,5

Итого затрат

13266

100

12476

100

12750

100

На основе приведенных данных таблицы 10 можно сделать следующие выводы, что наибольшую часть всех затрат при поверхностной обработке приходится на семена, зарплату рабочим и ГСМ. При минимализации обработок почвы под посев наибольшую часть составляют семена, амортизация, химические средства защиты и зарплата рабочим. Однако затраты на горючее меньше, чем при поверхностной обработке. Это является одним из преимуществ минимально-нулевых технологий.

Однако недостаток заключается в появлении большего количества сорняков, что влечет за собой увеличение затрат на химические средства защиты растений.

Таблица 8 - Экономические показатели эффективности производства яровой пшеницы в КФХ «Кедр»

Операции

Поверхностная обработка

Минимальная обработка

Нулевая обработка

Урожайность, т/га

2,78

2,78

3,47

Стоимость продукции, руб./га

15290

15290

19085

Затраты, руб./га

13266

12476

12750

Чистый доход, руб./т

2024

2814

6335

Себестоимость, руб. /т

4771

4488

3674

Уровень рентабельности, %

15

23

50

Анализируя данные таблицы 8, можно сделать вывод, что чистый доход от реализации произведенной продукции при нулевой системе обработки в три раза больше, чем чистый доход при поверхностной обработке.

Себестоимость данной продукции в 1,3 раза больше при поверхностной обработке. Уровень рентабельности производства яровой пшеницы при нулевой системе обработки в 3,3 раза выше, чем при поверхностной обработке, что составляет 50% и 15% соответственно.

Из данных расчетов в таблице следует: достигнутые показатели урожайности и сопоставимых затрат обусловили невысокий уровень рентабельности по всем вариантам опыта. Наиболее высокая урожайность получена на варианте при возделывании культуры по нулевой технологии - 3,47 т/га, с уровнем рентабельности произведенной продукции 50 %.

Выводы и предложения

На основании проведенных исследований, можно сделать следующие выводы:

1. Метеоусловия вегетационного периода 2010 года в КФХ «Кедр» имели свои особенности. Отклонение от среднемноголетних показателей по температуре, составило 1 0С за вегетационный период. Расчетный показатель ГТК по периодам за май-сентябрь составил 1,6, что говорит о переувлажнении сельскохозяйственных культур атмосферными осадками;

2. За четыре года исследований, урожайность на минимально-нулевых обработках резко не отличалась, так в 2007 году при возделывании горохово-ячменной смеси выделился вариант с применением нулевой системы обработки. В 2009 году при выращивании озимой пшеницы - минимальной системы обработки, в 2010 году при выращивании яровой пшеницы выделился по урожайности вариант с применением нулевой системы обработки;

3. По данным расчетов, достигнутые показатели урожайности и сопоставимых затрат обусловили невысокий уровень рентабельности по всем вариантам опыта. Наиболее высокая урожайность получена на варианте при возделывании культуры по нулевой технологии - 3,47 т/га, с уровнем рентабельности произведенной продукции 50 %;

4. Для обоснования полученных результатов необходимо продолжить опытные работы, при минимализации обработок почвы выявить биологическую активность почвенной среды. Необходимо для сокращения затрат определить эффективность применения химических средств против вредителей и болезней. Необходимо расширить ассортимент ценных сортов зерновых культур адаптивных к агроклиматическим условиям региона. Для внедрения методов минимальной почвозащитной обработки на почвах кислого ряда, разрушенной структурой с низкой водопрочностью необходим специальный переходный период. Для увеличения водопрочности необходимо ввести в севооборот многолетние травы с 3-4 годичным использованием или сидеральные пары, но с обязательным известкованием. Окультуривание кислых почв, прежде всего, надо начинать с радикального приема - известкования. Следовательно, все меры по улучшению водно-физических свойств почвы, в том числе и сидерация, без известкования будут носить временный характер.

Список использованной литературы

1. Майсаялова, Д.Р. Выявление способа обработки на микробиологический состав серых лесных почв // Материалы научных чтений, посвященных столетию закладки полевых опытов И.И. Жилинским. - Новосибирск, 1997.-С. 107-109.

2. Перфильев, Н.В. Влияние минимализации основной обработки на плодородие темно-серой лесной почвы Тюменской области // Материалы научных чтений, посвященных столетию закладки полевых опытов И.И. Жилинским. -Новосибирск, 1997.- С.135-137.

3. Пупонин, А.И. Энергетическая оценка элементов системы земледелия / А.И Пупонин, А.В. Захаренко // Известие Тимирязевской СХА. - 1999. - № 3. -С.19-18.

Размещено на Allbest.ru

...

Подобные документы

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.