Содержание к диссертации
Введение
Глава 1 Состояние изученности проблемы (литературный обзор) 8
1.1 Биологическая характеристика рапса 8
1.2 Народнохозяйственное значение рапса 11
1.3 Особенности минерального питания ярового рапса 13
Глава 2 Объекты, методы и условия проведения исследований 29
2.1 Характеристика почвенно-климатических условий 29
2.2 Климатические и погодные условия района проведения исследования 32
2.3 Методика проведения полевых опытов 38
2.4 Методы проведения исследований 40
Глава 3 Условия влагообеспеченности и минерального питания ярового рапса 44
3.1 Особенности влагообеспеченности посевов и потребления яровым рапсом влаги в течение вегетационного периода 44
3.2 Динамика элементов питания в почве 49
3.3 Динамика накопления рапсом надземной массы в зависимости от фазы развития, вида и дозы минерального удобрения 53
Глава 4 Влияние минеральных удобрений на содержание элементов питания в биомассе рапса и их вынос с урожаем 62
4.1 Химический состав растений в зависимости от фазы развития и доз минеральных удобрений 62
4.2 Потребление и вынос элементов питания надземной биомассой рапса по фазам развития 66
4.3 Сравнительная оценка процессов минерализации в почве надземной биомассы рапса и пшеничной соломы 71
Глава 5 Эффективность применения минеральных удобрений под яровой рапс 85
5.1 Влияние минеральных удобрений на урожайность ярового рапса 85
5.2 Действие минеральных удобрений на структурные показатели урожая ярового рапса 93
5.3 Использование элементов питания рапсом из почвы и удобрений 96
5.4 Баланс элементов питания 99
5.5 Влияние минеральных удобрений на качество маслосемян рапса 102
5.6 Экономическая эффективность применения минеральных удобрений под рапс 107
Заключение 111
Предложения производству 114
Список литературы 115
- Особенности минерального питания ярового рапса
- Динамика накопления рапсом надземной массы в зависимости от фазы развития, вида и дозы минерального удобрения
- Сравнительная оценка процессов минерализации в почве надземной биомассы рапса и пшеничной соломы
- Экономическая эффективность применения минеральных удобрений под рапс
Особенности минерального питания ярового рапса
Для производства высококачественных маслосемян рапса в Северном Казахстане необходимо ориентироваться на тщательно разработанные технологии возделывания в конкретных экологических и экономических условиях. Технологии представляют собой совокупность агроприемов, управляя которыми можно добиваться наибольшей продуктивности культуры, для чего необходимо определить особенности влияния каждого из этих приемов на протекающие в растениях процессы. Значительную роль в интенсификации продукционного процесса растений играют минеральные удобрения [Афендулов, 1976; Ермохин и др., 2000].
На эффективность действия удобрений оказывают влияние почвенно-климатические и погодные условия, а также сроки, способы и дозы внесения туков. При этом выявлено, что в экстремальных условиях, как в засуху, так и при переувлажнении, на урожае маслосемян рапса отрицательно сказывается наличие избыточного в почве минерального азота. Избыток фосфора, напротив, оказывает на урожайность благоприятное влияние [Сдобникова, Илларионова, 1979; Сдобникова, 1985]. В условиях континентального климата, где расположена степная зона Северного Казахстана, часто наблюдается недостаток атмосферных осадков в период вегетации, поэтому большое значение имеет определение минимально необходимых доз, без чего невозможно рациональное использование удобрений.
Рапс предъявляет высокие требования к плодородию почвы и хорошо отзывается на применение удобрений. Почвы Северного Казахстана хорошо обеспечены валовыми формами азота и фосфора, но содержат низкое количество подвижного фосфора [Кияницкая, 1970; Лапоников, 1971; Рычагова, 1980; Хабиров, 1982; Казанцев, 1993]. По содержанию обменного калия почвы, как правило, характеризуются как высокообеспеченные. Обеспеченность почв азотом зависит от содержания и качества гумуса, предшественника и погодных условий года, влияющих на протекание процессов нитрификации [Лапоников, 1971; Гамзиков и др., 1985; Лихтенберг, 1995; Черненок, 1997].
По данным агрохимического обследования пашни, проведённого Республиканским научно-методическим центром агрохимической службы, из 17620,48 тыс. га сельскохозяйственных земель 79,6% по содержанию азота и 80,9% по содержанию подвижного фосфора недостаточно обеспечены этими элементами и требуют применения азотных и фосфорных удобрений [Сапаров и др., 2012]. Однако в настоящее время применение минеральных удобрений в Республике Казахстан очень низкое и составляет в среднем за 2009–2011 гг. около 4 кг/га в действующем веществе [Черненок, 2009; Елешев, Сапаров, 2010]. По многочисленным данным как отечественных, так и зарубежных учёных, минеральные удобрения увеличивают урожайность культур на 50–80% [Черненок, 1997; Са-довникова и др., 2006].
Понимание роли элементов минерального питания в растениях позволяет правильно оценить условия их питания и повысить продуктивность за счет применения удобрений.
Одним из важнейших элементов питания растений является азот, органические и неорганические соединения которого составляют значительную часть биомассы. Он входит в состав таких жизненно важных веществ, как белки, нуклеиновые кислоты, нуклеопротеиды, хлорофилл, алкалоиды, витамины и др. Известна огромная роль нуклеиновых кислот (ДНК и РНК) в обмене веществ и как носителей наследственной информации. Кроме того, азот является важнейшей составной частью хлорофилла, без которого не может протекать процесс фотосинтеза, и, следовательно, синтезироваться органические вещества [Блэк, 1973; Панников, Минеев, 1977; Ягодин и др., 2004]. При дефиците азота снижается семенная продуктивность рапса [Артемов, Непобедимая, 1992; Власенко, 1999].
Количество азота в биомассе зависит от его потребления растениями, существенно изменяется в зависимости от их вида и возраста, почвенно-климатических условий выращивания, приемов агротехники и т.д. Большинство растений накапливает азот энергичнее всего в первый период роста. В последующие фазы, несмотря на продолжающееся увеличение его количества в массе растения на единице площади, содержание азота в процентах к массе сухого вещества резко снижается. Это означает, что прирост органических веществ во второй период онтогенеза опережает поступление минеральных элементов через корни. Следовательно, в первый период роста растение создает их запас, который расходуется позднее [Петербургский, 1989].
Азот занимает ведущее место в повышении продуктивности культур во всех почвенно-климатических зонах при условии, если растения не страдают от недостатка влаги. При водном дефиците азотные удобрения поглощаются растениями, но не используются на создание урожая, поэтому в засуху их эффективность низка. К примеру, культуры, развивающиеся под влиянием хорошего азотного питания в первый период вегетации, впоследствии сильнее страдают при наступлении длительной засухи, чем те, которые испытывали недостаток азота ранее и сформировали меньшую испаряющую поверхность листьев [Турчин, 1972; Петербургский, 1989].
Азот может оказывать также ряд отрицательных действий на растения. Часто вследствие большой облиственности растений снижается их семенная продуктивность, что происходит из-за избытка азота, который приводит к мощному развитию вегетативной массы. Затягивание вегетационного периода культур, особенно в годы с достаточным увлажнением, действует отрицательно на образование генеративных органов растений, что приводит к формированию неполноценных семян [Гамзиков и др., 1985; Дольникова, 1989; Берестов, 1993].
Фосфор – второй по значимости элемент питания, который необходим для формирования полноценного урожая семян рапса [Гареев, 1995; Власенко, Коротких, 2004; Елфимова, 2005]. Физиологическая роль фосфора – участие в синтезе и передвижении органических соединений, обмене энергии, особенно интенсивно происходящих при формировании репродуктивных органов и образовании запасных веществ в семенах. Растения, недостаточно обеспеченные фосфором, остаются низкорослыми при заметно замедленном развитии, поскольку они позднее цветут и созревают. Отмечено влияние фосфорных удобрений на морозостойкость, засухоустойчивость и урожайность ярового рапса [Максимова, Геворкянц, 1944; Мильян, 1947; Каарли, 1967; Рогов, 1973]. Фосфор повышает водоудерживающую способность тканей и синтез нуклеиновых кислот и тем самым помогает растениям легче переносить засуху за счёт снижения интенсивности транспирации и водопотребления [Минеральные удобрения…, 1975; Сдобникова, 1985; Пономарева, Елешев, 1991; Лихтенберг, 1995]. Улучшение фосфорного питания растений, за счёт применения удобрений, способствует более производительному расходу ими влаги [Панников, 1974], что, по мнению И.И. Синягина (1976), связано с повышением концентрации веществ в почвенном растворе, в связи с чем для поглощения одного и того же их количества растению нужно меньше влаги. Это особенно важно в условиях недостатка влаги.
Растения должны быть обеспечены фосфором с первого момента своего развития, чтобы в начале вегетационного периода они могли развивать глубокую корневую систему [Соколов, 1950; Ермолаев, 1990; Grant et al., 2001]. В.А. Францессон (1963), изучавший особенности генезиса почв Казахстана, писал, что «… в старопахотных почвах начальное развитие растений происходит в среде, бедной фосфором и содержащей избыток усвояемого азота».
В зависимости от почвенно-климатической зоны семенная продуктивность капустных культур повышалась на фоне внесения фосфора на 7–10% [Милащенко, Абрамов, 1989; Емельянов, Емельянова, 2001; Казанцев, 2001]. Это особенно важно, так как осенне–весенние запасы влаги позволяют растениям потреблять фосфор и азот почвенного профиля, но быстро наступающая засуха в Северном Казахстане тормозит этот процесс. Фосфорные удобрения повышают плодородие почвы и эффективность использования растениями нитратного азота [Минеральные удобрения …, 1975; Синягин, 1975; Синягин, Кузнецов, 1979; Малыгина, 1985; Ягодин и др., 1989; Ермолаев, 1990; Лихтенберг, 1995]. Азотное и фосфорное питание тесно взаимосвязаны. Недостаток или избыток фосфора, по отношению к азоту, приводят к нарушению белкового обмена в растениях. Особенно в сильной степени это наблюдается при недостатке фосфора и избыточном снабжении растений азотом [Пономарёва, 1970]. По мнению Р.Я. Кузнецовой (1975), уровень азотного и фосфорного питания в период цветения и созревания семян рапса в значительной степени влияет на содержание и качество масла в семенах. Причём большое влияние на содержание элементов питания в растениях оказывают погодные условия, к примеру, внезапная засуха влияет на распределение азота в органах растений [Ткачук, 1986].
Естественно, что в экстремальных условиях климата в степной зоне Северного Казахстана, где часто наблюдается недостаток атмосферных осадков в период вегетации, внимание исследователей постоянно привлекает изучение вопросов рационального использования удобрений.
Традиционное размещение капустных культур в севооборотах по лучшим предшественникам связано, прежде всего, с попытками оптимизации минерального питания растений.
Ряд авторов указывает, что самые благоприятные условия азотного питания рапса складываются при размещении культуры по чистому пару [Хлебов, 1985; Сатубалдин 1989; Чесневский, 1996; Хусаинов, Шайхина, 2010]. Этот предшественник в силу хорошей обеспеченности почвы азотом, лучшего водного режима, меньшей засоренности является одним из наиболее предпочтительных для рапса. По данным канадских учёных [Angadi et al., 2008], в полузасушливых условиях рапс, при наступлении засухи, давал одинаково низкий урожай независимо от того, по какому предшественнику он возделывался – по пару или по стерне.
Динамика накопления рапсом надземной массы в зависимости от фазы развития, вида и дозы минерального удобрения
Накопление большой надземной массы растениями – необходимое, но не достаточное условие получения высокого урожая маслосемян рапса. На степень накопления вегетативной массы рапсом влияют не только биологические особенности культуры, но и многочисленные факторы среды, оказывающие действие на рост и развитие растений в течение вегетационного периода.
Действие минеральных удобрений в опыте отчётливо проявлялось уже на ранних стадиях развития растений, за счёт улучшения условий минерального питания. В среднем за два засушливых года, в фазу стеблевания рапса, наибольшая сухая масса растений была получена в вариантах внесения фосфора совместно с азотом (таблица 8). В контрольном варианте сухая масса растений составляла 0,34 т/га, внесение фосфора совместно с азотом в дозах N20 и N40 достоверно увеличивало (на 26–85%) количество сухого вещества в сравнении с неудобрявшимся вариантом опыта. Применение одного суперфосфата или только аммиачной селитры существенного влияния на развитие растений рапса не оказывало. Как видно из таблицы 8, масса растений рапса в контроле в 2006 году была в два раза больше, чем в 2010 г. Это связано с тем, что растения в начальный период интенсивно развивались при хорошем стартовом увлажнении почвы и при осадках июня выше среднемноголетней нормы (см. таблицу 2). Столь благоприятные условия увлажнения не были отмечены в другие годы. В таких относительно хороших начальных условиях увлажнения достоверное повышение массы растений рапса (на 23–40%) обеспечивалось только при совместном применении фосфора с азотом. Добавление к нитроаммофосу аммиачной селитры не повысило урожай надземной массы рапса в сравнении с контрольным вариантом, что, возможно, было обусловлено негативным влиянием на растения избыточного количества минерального азота.
В 2010 году растения рапса росли и развивались в жёстких погодных условиях, при отсутствии продуктивных осадков в июне и июле, поэтому их масса в контроле была наименьшей за все годы. Внесение удобрений способствовало получению максимального прироста надземной массы рапса даже в таких экстремальных условиях. Применение одного фосфорного удобрения обеспечивало повышение массы сухого вещества на 60% относительно контроля, а совместное применение фосфора с азотом – на 75–195%.
В умеренно увлажненные годы стеблевание рапса проходило в условиях июньской засухи. В варианте без удобрений сухая масса растений рапса в среднем составляла 0,42 т/га, применение суперфосфата достоверно повышало её на 60%. Совместное внесение фосфора с азотом, хотя и увеличивало надземную массу рапса на 31–55% по отношению к контролю, но не имело достоверного преимущества перед одним фосфорным удобрением.
Применение азотного удобрения не обеспечивало существенного увеличения надземной биомассы рапса в эту фазу во все годы проведения исследований. Также не получено значительных различий в надземной массе рапса в фазу стеблевания между умеренно увлажненными и засушливыми годами.
В фазу цветения рапса действие удобрений было аналогично фазе стеблевания. В засушливые годы средняя сухая масса растений в контрольном варианте составляла 2,58 т/га. Достоверное ее увеличение на 49–121% отмечалось в вариантах с азотно-фосфорными удобрениями (таблица 9).
В умеренно увлажнённые годы сухая масса растений рапса в варианте без удобрений в среднем составляла 2,31 т/га. Применение двойного суперфосфата повысило её на 63%. Достоверное увеличение надземной массы (на 56-63%) наблюдалось также под влиянием совместного применения суперфосфата с аммиачной селитрой, нитроаммофоса и его смеси с селитрой. Однако эти варианты достоверно не отличались от применения только фосфорного удобрения.
Ряд авторов [Чесневский, 1996; Чичкань, 2001; Лобанова, 2006] указывает на потребность ярового рапса в азоте при возделывании его второй культурой после пара. В наших исследованиях внесение аммиачной селитры не способствовало увеличению надземной биомассы рапса, как на фоне фосфорного удобрения, так и без него.
Четкие различия по величине сухой массы рапса в фазу цветения отмечены в 2006 году, что было связано с максимумом выпадения осадков в июне, которые превысили среднемноголетнюю норму. Осадки продолжали выпадать и в начале июля, создавая благоприятные условия для вегетации рапса в начальный период. Растения хорошо развивались в фазы стеблевания и цветения, особенно в вариантах с азотно-фосфорными удобрениями. В остальные годы развитие растений рапса проходило при остром дефиците осадков в июне, тогда было отмечено преимущество одного фосфорного удобрения за счёт улучшения фосфорного питания.
На первый взгляд кажется удивительным, что в фазу цветения надземная биомасса рапса в увлажненные годы была ниже, чем в засушливые (см. таблица 9). Однако в сравнении с умеренно увлажненными годами в засушливые годы после этой фазы продукционный процесс рапса замедлялся, и надземная масса растений резко снижалась. Это совпадает с мнением ряда учёных [Савенков, 2007, 2010; Власенко, Садохина, 2010; Шпаар и др, 2013], по мнению которых наибольшее влияние на урожай оказывают осадки, выпадающие в период цветение-налив семян рапса.
Среднегодовое накопление сухой надземной биомассы рапса в засушливые и умеренно-увлажненные годы представлено в виде графика (рисунок 2). В условиях засухи надземная биомасса рапса в контрольном варианте после цветения начинает заметно снижаться, тогда, как в увлажненные годы она в этом же варианте увеличивается вплоть до уборки культуры.
Как видно из рисунка 2, в уборку в засушливые годы сухая масса растений рапса составляла 1,46 т/га, что на 43% меньше, чем в фазу цветения (2,58 т). Такое снижение объясняется тем, что при наступлении засухи часть надземной биомассы растений отмирает, что способствует лучшей их выживаемости вследствие более экономного расходования влаги. Поскольку почвенные запасы влаги уже использованы, а атмосферные осадки не выпадают, то поддержание такой большой биомассы становится невозможным.
В увлажненные годы ситуация оказывается прямо противоположной: осадки, выпадающие в июле и приходящиеся на фазы цветения и налив, способствуют увеличению надземной биомассы рапса почти в два раза с 2,31 т/га (в цветение) до 5,07 т/га (в уборку).
По мнению ряда авторов [Косторной, 1982; Козленко, Иващенко, 1984], рапс, благодаря ветвлению и продолжительному цветению (до 30–35 дней), использует осадки и обеспечивает прирост надземной массы в течение всего периода вегетации, вплоть до начала созревания. Урожайность сухого вещества ко времени созревания, по сравнению с фазой цветения, возрастает в несколько раз. Полученные нами данные совпадают с мнением этих учёных.
Аналогичное действие условий вегетации и минеральных удобрений было отмечено на высоту растений рапса. В фазу стеблевания рапса небольшое преимущество по средней высоте растений имели засушливые годы, где она колебалась по вариантам опыта от 15,8 до 19,5 см, в умеренно увлажненные варьирование составляло от 13,2 до 16,0 см (таблица 10). Такое небольшое превалирование засушливых лет над умеренно увлажнёнными связано с высотой растений рапса в 2006 году, когда их начальное развитие совпало с июньским максимумом осадков. Как видно из таблицы 10, именно в этот год отмечена максимальная высота растений рапса.
Сравнительная оценка процессов минерализации в почве надземной биомассы рапса и пшеничной соломы
В современном земледелии при производстве сельскохозяйственной продукции уделяется большое внимание уменьшению деградации почв и биологи-зации агротехнологий. Особое значение в решении этих задач отводится использованию растительных остатков, которые являются важным средством регулирования плодородия почвы [Серая и др., 2013]. Растительные остатки оказывают прямое и косвенное влияние на физические, химические и биологические свойства почвы, её воздушный, температурный и пищевой режимы [Семёнов, Ходжаева, 2006; Ходжаева и др., 2010]. Поступление растительных остатков в почву и их трансформация в гумусовые вещества и органоминеральные комплексы представляет собой один из путей секвестирования углерода и снижения содержания СО2 в атмосфере [Lal, 2004].
Количество растительных остатков зависит от почвенно-климатических условий, уровня химизации земледелия, качества агротехники (сроков и норм высева семян), технологий уборки урожая и др. В современной литературе под растительными остатками подразумевается вся побочная продукция культур, поступающая или заделываемая в почву [Семёнов, Ходжаева, 2006]. В настоящее время особый интерес представляет исследование процессов трансформации растительных остатков зерновых и масличных культур, поскольку последние часто рассматриваются в качестве одного из основных средств диверсификации растениеводства.
Доступность растительных остатков почвенным микроорганизмам считается основным критерием их качества. Наибольшее влияние на доступность микроорганизмам биомассы оказывает содержание в ней клетчатки и лигнина, а также соотношение С и N [Семёнов, Ходжаева, 2006].
В наших исследованиях изучена минерализация растительных остатков (побочной продукции) рапса и пшеничной соломы. Для этого по одинаковой схеме в разное время были заложены три лабораторных опыта [Наздрачёв и др., 2018]. Перед закладкой опытов в пожнивных остатках пшеницы и рапса определяли содержание азота и углерода (таблица 17). Количество азота в соломе пшеницы было высоким и не отличалось от его содержания в биомассе рапса. Соотношение углерода и азота в соломе и остатках рапса также незначительно отличалось друг от друга.
По градации качества и доступности к разложению [Praveen-Kumar et al., 2003], послеуборочные остатки пшеницы и рапса в 1-ю и 2-ю закладки опыта имели умеренную степень разложения и характеризовались средним качеством (таблица 18). В 3-ю закладку остатки по данной градации имели высокое качество и характеризовались быстрым разложением.
При инкубировании почвы отмечались некоторые общие для соломы и остатков рапса закономерности процессов минерализации. Наименьшее количество выделившегося углерода по периодам (0–20, 20–40, 40–60 суток и в сумме за 60 суток) было отмечено в варианте с почвой без растительных остатков (таблица 19). Во всех вариантах наибольшее количество углерода выделялось за первые 20 суток эксперимента, затем продуцирование СО2 снижалось, достигая наименьшего значения к концу опыта.
В 1-ю закладку лабораторного опыта существенных различий по скорости разложения растительных остатков пшеницы и рапса за первые 20 суток не выявлено (см. таблица 19). Дополнительное внесение азотного удобрения к растительным остаткам также не оказало влияния на интенсивность выделения углерода. Отсутствие различий между двумя культурами можно объяснить близким отношением С:N в биомассе.
Отсутствие влияния азота удобрения на разложение растительных остатков объясняется, по-видимому, сравнительно малым в них отношением С:N (см. таблицу 17), а также повышенным содержанием нитратного азота в исходных почвенных образцах – 20 мг N/кг почвы. Почву для опыта отбирали в засушливый год, а метеорологические условия конца лета – начала осени способствовали накоплению минерального азота в почве.
За период 20–40 дней наибольшее количество C–CО2 выделилось в варианте с пожнивными остатками пшеницы (519 мг/кг почвы), в варианте с остатками рапса эмиссия была на 11% меньше. Внесение азота с пожнивными остатками пшеницы снижало выделение углерода почти в два раза в сравнении с вариантом без его внесения. Аналогичная ситуация наблюдалась при внесении азота с остатками рапса, но интенсивность выделения углерода была всего на 25% меньше в сравнении с безазотным вариантом. Таким образом, применение минерального азота в виде аммиачной селитры в обоих случаях приводило к ингибированию процессов минерализации остатков. Аналогичная ситуация отмечена рядом авторов [Шарков, 1984; Назарюк, 2002]. В последние 20 дней эксперимента наибольшее количество C-CО2 выделилось в вариантах с растительными остатками рапса: без азота – 263 мг/кг, с азотом 275 мг/кг почвы. Внесение азота удобрения не оказывало влияния на выделение углерода в варианте с остатками рапса, на пшенице же внесение азота достоверно повышало его выделение на 16% по отношению к неудобренному варианту. В сумме за 60 суток эксперимента различий в продуцировании CО2 между вариантами опыта с пожнивными остатками пшеницы и рапса не выявлено – количество C–CО2 соответственно составило 2016 и 2079 мг/кг почвы. Добавленный в почву минеральный азот практически не оказал существенного влияния на результаты, полученные в целом за 2 месяца опыта.
Во вторую закладку за первые 20 суток опыта с пожнивными остатками рапса CО2 было выделено на 9% больше, чем на аналогичном варианте с остатками пшеницы (1467 мг/кг). В отличие от варианта опыта с остатками рапса добавление азота к соломе пшеницы повышало выделение СО2 на 15% в сравнении с одной соломой. Возможно, причина этого заключалась в сравнительно малом стартовом содержании азота в почве – 10–11 мг/кг. В последующие периоды наблюдений азот влияния на уровень выделения C–CО2 не оказывал. За период 20–40 дней преимущество по выделению углерода было за соломой пшеницы, за 40–60 дней – за остатками рапса. В сумме за 60 дней эксперимента, как и в первую закладку, достоверных различий по выделению CО2 между растительными остатками рапса и пшеницы (как с внесением азота, так и без него) не выявлено. В третью закладку была отмечена аналогичная ситуация: солома пшеницы за первые 20 дней уступала по выделению CО2 пожнивным остаткам рапса, и только дополнительное внесение азота несколько стимулировало процесс ее разложения. В последующем отмечалось преимущество вариантов с остатками пшеницы. За 60 дней эксперимента, как и в предыдущие две закладки, различий между растительными остатками пшеницы и рапса по выделению СО2 не выявлено.
Усредненные данные за три закладки опыта представлены на рисунке 4, из которого видно, что более 50% выделившегося углерода приходится на первые 20 суток эксперимента, в дальнейшем продуцирование С–СО2 резко снижалось. Наименьшее количество СО2, по всем периодам учета, выделялось в варианте с почвой без растительных остатков: 449 мг/кг – за 0–20 суток, 201 – за 20– 40, 177 – за 40–60 и 828 мг/кг – за 0–60 суток. Добавление к почве растительных остатков пшеницы и рапса, как с азотным удобрением, так и без него, повышало эмиссию углерода примерно в 3 раза.
Экономическая эффективность применения минеральных удобрений под рапс
Основным ориентиром современного сельскохозяйственного производства является рост прибыли с гектара пашни за счет увеличения урожайности культур и снижения технологических затрат. При сравнительно невысоких ценах на производимую продукцию и высоких капитальных и производственных затратах многие аграрии ищут способы сокращения затрат для увеличения прибыли. Земледельцам необходимо знать, как различные производственные затраты влияют на урожайность возделываемой культуры, чтобы иметь возможность выбирать эффективные комбинации вложений денежных средств. Им так же нужно знать, как использование затрат на производство влияет на их прибыльность при различных ценах на средства производства и продукцию возделываемых культур. Применение удобрений в оптимальных дозах является необходимым условием наращивания прибыли [Дайветтер, Шлегел, 2013].
Одним из главных показателей эффективности применения удобрений является их окупаемость прибавкой урожая. При оценке технологии возделывания рапса общие технологические затраты на контрольном варианте составили 5725,52 руб./га.
Экономическая эффективность применения удобрений оценена в ценах 2017 г. Стоимость 1 т маслосемян рапса принята равной 22727,27 рублей. Цены на удобрения: (руб./т): аммиачная селитра (аа) – 12727,27 руб., двойной суперфосфат (сд) – 22727,27, нитроаммофос (наф) – 20550 руб. Учитывали также существующие в Республике Казахстан дотации на возделывание рапса, составляющие примерно 2327,27 рублей на 1 га. К этому можно добавить, что урожайность рапса ниже 0,3 т/га попадает под страховой случай, при этом полагаются страховые выплаты около 1 тыс. руб./га.
Несмотря на низкий уровень урожая в засушливые годы затраты на возделывание рапса (5725,52 руб./га) почти окупаются: стоимость семян рапса 0,08 т/га составляет 1785,68 руб./га вместе со страховыми выплатами и дотациями – 3327,27 руб./га, составили 5112,95 руб./га. При этом убыток составляет 612,57 руб./га. Возможно, именно из-за такого убытка и произошло снижение посевных площадей рапса в Республике Казахстан с 350 тыс. га в 2010 г. до 250 тыс. в дальнейшем. Можно ещё добавить, что стоимость маслосемян взята одинаковой как в сухие, так и в умеренно увлажненные годы, но, как известно, в сухие годы из-за низкой урожайности цена на маслосемена выше, чем в увлажненные годы.
В засушливые годы наибольшую окупаемость затрат, связанных с применением удобрений, обеспечивало внесение нитроаммофоса в дозе Р20N20. При этом прибыль без дотаций на удобрения составляла 1069,85 руб./га, а с дотациями – 2097,39 руб./га (таблица 32). Внесение одной аммиачной селитры и совместно с нитроаммофосом было убыточным.
В умеренно увлажнённые годы урожайность рапса в среднем за три года составил 0,60 т/га, а цена её реализации составляла 13318,20 рублей. С учётом технологических затрат в 5725,52 руб./га чистая прибыль в таком случае равна 7592,68 руб./га, а рентабельность производства 132%. Даже без дотаций такая урожайность уже позволяет хозяйству получать значительную прибыль.
Аналогичная ситуация складывалась и при применении других вариантов удобрений под рапс, которые обеспечивали получение прибыли независимо от уровня дотации. Исключением был вариант с применением одной аммиачной селитры, в котором не было получено прибавки урожая маслосемян (см. табл. 22).
Наибольшая стоимость дополнительной продукции – 13839,02 руб./га и чистая прибыль 12600,84 руб./га получены при внесении суперфосфата Р20 с аммиачной селитрой в дозе N40. Максимальная окупаемость затрат на применение удобрений обеспечивалась в варианте с применением одного фосфорного удобрения и составляла без дотации примерно 9,79 руб./руб., с дотацией – 20,58 руб./руб. Аналогичные результаты были получены в условиях Кустанайской области, где наибольшую окупаемость затрат была получена при внесении Р20 в рядки при посеве [Абуова, 2013].
Производители обычно стараются получить максимальную урожайность при минимальных затратах на гектар пашни. Однако максимально чистый доход редко совпадает с максимальным урожаем и минимумом затрат на единицу продукции [Дайветтер, Шлегел, 2013]. В нашем случае максимальные урожайность, затраты и прибыль получены в варианте внесения суперфосфата с аммиачной селитрой в дозе N40. Наименьшие затраты и наибольшая окупаемость получены при внесении Р20 в рядки при посеве. Поэтому производителям, имеющим достаточно денежных средств, разумнее выбрать первый вариант, а при недостаточном финансировании – второй.
Таким образом, в засушливые годы наибольшую прибыль 2097,39 руб./га и окупаемость 2,04 руб./руб. обеспечивало применение нитроаммофоса в дозе Р20N20. В увлажненные годы прибыль обеспечивали все варианты, за исключением только одного азотного удобрения. Наибольшие стоимость дополнительной продукции 13839,02 руб./га и чистая прибыль 12600,84 руб./га получены при внесении суперфосфата с аммиачной селитрой в дозе N40. Максимальную окупаемость 9,79–20,58 руб./руб. обеспечивало применение двойного суперфосфата Р20 в рядки.