Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. История изучения почвенного покрова Центрального Предкавказья (обзор литературы) 14
1.1. Краткая характеристика условий почвообразования черноземов 20
1.2. География черноземов 33
1.3. Тенденции в изменении плодородия черноземных почв 39
Глава 2. Условия, объекты и методы исследований 59
2.1. Почвенно-климатические условия зоны проведения исследований 59
2.2. Место проведения и схемы опытов 68
2.3. Методы проведения исследований 75
Глава3. Динамика содержания гумуса в черноземах Центрального Предкавказья 78
3.1. Гумусовое состояние 78
3.2. Мероприятия по улучшению гумусового состояния 101
Глава 4. Динамика содержания фосфора в черноземах Центрального Предкавказья 112
4.1. Фосфатное состояние 112
4.2. Мероприятия по улучшению фосфатного состояния 135
Глава 5. Динамика содержания калия в черноземах Центрального Предкавказья 151
5.1. Калийное состояние 151
5.2. Мероприятия по улучшению калийного состояния 180
Глава 6. Динамика содержания микроэлементов в черноземах Центрального Предкавказья 185
6.1. Микроэлементное состояние 185
6.2. Мероприятия по улучшению содержания микроэлементов 197
Глава 7. Изменение реакции среды почвенного раствора в черноземах Центрального Предкавказья 209
Глава 8. Последствия многолетнего применения удобрений на черноземах Центрального Предкавказья 253
Глава 9. Влияние применения удобрений на продуктивность сельскохозяйственных культур 296
Глава 10. Экономическая эффективность 342
Выводы 355
Предложения производству 361
Список литературы 374
Приложения 424
- География черноземов
- Мероприятия по улучшению фосфатного состояния
- Изменение реакции среды почвенного раствора в черноземах Центрального Предкавказья
- Экономическая эффективность
География черноземов
На территории Ставропольского края выделяется два преобладающих типа почв: черноземы и каштановые почвы. Черноземы занимают западную половину территории Ставрополья на площади 3136 тыс. га, или 47,4%, каштановые – восточную часть края на площади 3480 тыс. га, или 52,6%. Граница между этими типами почв проходит по линии, идущей через населенные пункты Большевик – Ипатово – Шведино – Каменная Балка – Красный Ключ – Журавское – Ус и л и е – Обильное – Урухская. Эта граница детально уточнялась путем маршрутных экспедиционных исследований группы ученых-почвоведов Ставропольского НИИСХ и Ставрополь-НИИгипрозема в 1967 г. в составе: И.Ф. Горбунов, С.Р. Есаян, Т.М. Моцненко, Е.И. Рябов, М.Т. Куприченков, Н.С. Пищугина, В.А. Барановская, Г.Е. Немеровский, которые отобрали и проанализировали массу почвенных образцов [380, 394].
На основании средних многолетних данных для 287 метеостанций учеными Почвенного института им. В.В. Докучаева проанализированы характеристики сезонов года, их продолжительности, сумм осадков и температур, а также суточных величин тепла и влаги, что позволило проследить закономерности пространственной дифференциации климата на территории черноземов Восточной Европы. Ареалы подтиповых формаций черноземов обнаруживают связь с климатическими рубежами разной значимости. Почвообразующие породы – покровные лессовидные глины и суглинки – вследствие однообразия их строения и свойств не оказывают влияния на географию почв [5, 17, 243, 396].
Среди черноземов выделяются подтипы выщелоченных, типичных, обыкновенных с выделением рода солонцеватых, южных черноземов, а по территориальному признаку выделяются еще и предгорные черноземы [1, 18, 27, 219].
Неоднородность почвенного покрова края еще более усиливается, если рассматривать роды, виды, разновидности, а также если учесть комплексность почвенного покрова в районе Янкульской котловины и Кум о -Манычской впадины, связанную с засоленностью пород в геологическом прошлом и в современную эпоху [5, 55, 78, 108, 125, 139].
В зоне черноземов структура почвенного покрова представлена древовидными эрозионными сочетаниями, умеренно сложными и умеренно контрастными. Здесь главным компонентом почвенного покрова выступает тип черноземов, залегающий на водоразделах и плоских равнинах. На склонах же почвенный покров представлен черноземами разной степени эродированности, а в отрицательных формах рельефа (понижения, балки, потяжины, западины) распространены луговые и лугово-черноземные почвы [146, 153, 193, 198].
При этом на водоразделах микрокомбинации представлены чаще всего округлыми пятнистостями, а на склонах – струйчатыми. Почвы здесь различаются по степени выщелоченности, луговости, гумусированности, мощности и др. [14, 123, 172, 195].
В условиях становления рыночных отношений использование земельного фонда выступает главной доминантой развития народного хозяйства в целом и особенно его экологического потенциала. Организация рационального использования земельных ресурсов в каждом регионе, в том числе и в условиях Ставропольского края, приобретает большое значение, поскольку от эффективности этого природно-ресурсного потенциала во многом зависит уровень интенсификации сельскохозяйственного производства. В восточной части зоны, в подзоне распространения южных черноземов, встречаются пятнистости, вариации и даже комплексы по степени солонцеватости [6, 13, 192, 198, 355].
Наиболее типичные представители черноземов предгорных тучных распространены восточнее и западнее реки Куб а н ь на платообразных вершинах. В ряду вертикальной поясности они следуют за горными черноземами и горно-луговыми черноземовидными почвами, но морфологически отличаются от них более отчетливой выраженностью генетических горизонтов, крайне непостоянной мощностью почвенного профиля вследствие формирования их на различных элементах рельефа и разнообразных почвообразующих породах [8, 23, 87, 354].
В формировании почв предгорных равнин и предгорий главную роль играют климат, рельеф, почвообразующие породы и биологический фактор, причем трудно отдать какому-то предпочтение. Почвы здесь формируются в зоне достаточного увлажнения под остепненными лугами, и районы их распространения характеризуются исключительно богатой растительностью. Эволюция луговой растительности здесь идет по пути ксерофитизации и представлена осочково-разнотравными, типчаково-разнотравными, овсяницево-разнотравными растительными ассоциациями [353, 360, 372].
Подтипы выщелоченных и типичных черноземов распространены в предгорной зоне, представляющей платообразное пространство, расчлененное долинами Куб а н и, Большого и Малого Зеленчуков, Кум ы . В ряду вертикальной зональности они следуют за предгорными черноземами, формируясь на территориях с отметками 500–800 м над уровнем моря. Покрывают они также центральную часть Ставропольской возвышенности и отчасти обособленный массив Прикалаусских высот [376].
Разделение этих двух подтипов до сих пор еще недостаточно четкое. Уверенно можно лишь отметить, что в связи с более влажным климатом в выщелоченных черноземах глубже промыты карбонаты и они в большей степени ненасыщенны основаниями, нежели типичные. Так, если в первых гидролитическая кислотность составляет в верхнем горизонте от 2 до 5, то во-вторых лишь 1–2 мг-экв. на 100 г почвы. Хорошо заметная гумусовая лакировка и затеки гумуса в нижней части профиля свидетельствуют о глубоком промачивании этих черноземов [381, 393, 400, 406].
Выщелоченные и типичные черноземы практически не отличаются по запасам гумуса. Тем не менее первые имеют свои особенности, отличающие их от типичных: относительное увеличение содержания гуматов кальция в нижней половине профиля, пониженный уровень залегания карбонатов с присутствием устойчивого бескарбонатного горизонта мощностью 25–30 см между нижней границей гумусового и верхней карбонатного горизонта, слабое перераспределение ила и полуторных окислов, обусловленное главным образом процессами почвообразования. Основной зоной распространения является предгорная зона Центрального Предкавказья [5, 8, 23, 87, 354, 410, 414].
Формирование выщелоченных и типичных черноземов происходило под лугово-степной растительностью в условиях влажного климата на лессовидных породах, тяжелых и средних суглинках, галечниках, иногда на элювии плотных пород. Ввиду отмеченного разнообразия почвообразующих пород, степени выщелоченности, гумусированности и мощности здесь отмечается большая пестрота почвенного покрова. В процессе агрогенного почвообразования черноземы теряют свои первозданные и приобретают новые признаки, приводящие к деградации. В основе деградации черноземов лежит усиление темпов выветривания и преобразования минеральной основы, вызванное изменениями в условиях питания растений [8, 23, 87, 354].
Высокое плодородие рассматриваемых подтипов черноземов обусловило и соответственно высокую степень вовлечения их в земледельческое использование. Так, из общей площади около 70% их находится под пашней, 20 – под пастбищами и 10% занято сенокосами [12, 18]. Черноземы обыкновенные мицеллярно-карбонатные на территории края – это самый распространенный подтип почв, так как на их долю приходится пятая часть площади Ставрополья. Они покрывают обширную Западно-Предкавказскую и Восточно-Предкавказскую равнины, значительные площади их находятся и на Ставропольской возвышенности, кроме ее центральной, наиболее высокой части, где они сменяются выщелоченными и типичными черноземами в связи с повышением высоты местности над уровнем моря. Формирование их происходило под богатой разнотравно-злаковой растительностью с глубокой корневой системой, что не могло не отразиться на мощности почвенного профиля и глубине проникновения органического вещества [24, 36, 362].
Выше при характеристике почвообразующих пород уже отмечалось, что сарматские отложения распространены главным образом на Ставропольской возвышенности, майкопские глины – в обширных Янкульской и Сенгилеевской котловинах, а также в Армавирском понижении, вытянутом по линии Невинномысск – Курсавка – Минеральные Воды [5, 17, 54, 195].
Климат районов распространения черноземов солонцеватых характеризуется как континентальный со среднегодовым количеством осадков 480–650 мм, значительная часть которых выпадает летом в виде ливней или осадков большой интенсивности. Увлажнению и переувлажнению почвы способствует также значительное количество влаги в зимне-ранневесенний период при наличии положительных температур, но низком испарении. Часто повторяются дни с атмосферной засухой – за вегетационный период их насчитывается до 90 [369, 377].
Мероприятия по улучшению фосфатного состояния
На протяжении всей истории сельскохозяйственного производства внимание ученых-агрохимиков приковано к проблемам питания растений фосфором, содержания элемента в почве и его формам в ней. Поступление фосфора извне возможно только за счет внесения его с удобрениями. Существует мнение о том, что отсутствуют естественные источники пополнения фосфора в почве, с ярко выраженной ретроградацией и отчуждением из хозяйства [5, 63].
Если фосфор, внесенный с удобрениями, не расходуется растениями, то он быстро связывается почвами, соответственно находится в постоянном дефиците. И поэтому необходимо наращивать производство фосфорных удобрений, поскольку постоянно необходимы новые порции фосфорных удобрений [8, 19, 68].
Способность почв к поглощению Н3РО4 достаточно велика. Для того чтобы получить полное насыщение почвенно-поглощающего комплекса, необходимо вносить от 5 до 10 т/га фосфора при наличии довольно высокого валового содержания фосфатов в черноземных почвах Центрального Предкавказья.
К сожалению, отечественные ученые видели выход не в мобилизации минеральных и органических форм фосфатов для питания растений, а в применении удобрений. Несмотря на то что именно П.А. Костычеву принадлежат первые работы о нормативной способности почв и изучении форм почвенных фосфатов черноземов. Выделяемая корнями растений кислота переводит Р2О5 в раствор Са3(РО4)2, другие соли почвы, взаимодействуя с фосфоритами в почве, переводят их фосфор в состояние, доступное для растений [80].
А.И. Голубцов (1970), изучая динамику фосфатов в черноземе выщелоченном при попеременном увлажнении и высушивании, характерном для условий Центрального Предкавказья, пришел к выводу – это явление приводит к резкому повышению подвижности фосфорнокислых солей, что само по себе предполагает миграцию элемента по профилю почвы, а не только улучшает питание растений [105].
Позже М.Т. Куприченков (1989) объяснил это явление: при быстром смачивании высушенной почвы, например после ливня, происходит разрушение почвенных агрегатов, в результате этого обнажаются новые, внутренние поверхности, с которых переходят в раствор соединения фосфорной кислоты. При достаточном увлажнении диффузия фосфорнокислых солей очень заметна в глинистых почвах [330].
Если глинистые минералы, составляющие минеральную фазу почвы, обладают свойством поглощать и обменивать Н2РО4–, НРО42–, РО42– в значительном объеме, то, естественно, к такому обмену должна быть способна и почва. По А.Г. Морковскому, доля обменно адсорбированных фосфатов достигает на разных почвах 30–75% от внесенного количества. И.П. Сердобольский (1955) открыл реакции обменного поглощения фосфат-ионов у обыкновенных черноземов. В.М. Клечковский (1960) также утверждает, что в нейтральном черноземе значительное количество внесенной Н3РО4 закрепляется в обменной форме и что эти ионы могут быть снова вытеснены в раствор и подобно Са2+, Mg2+ вымыты из корнеобитаемого слоя [5, 9].
Состав органических соединений, влажность и температура почвы оказывают влияние на поведение фосфатов. Увеличение подвижности фосфатов в почве зачастую происходит за счет наличия в почве гуматов Na+; подвижность Са(Н2РО4)2Н2О повышается за счет вновь образованного гумуса. Поглощение органических анионов на почвенных коллоидных частицах с положительным зарядом происходит за счет адсорбции, что создает условия для миграции фосфора и тем самым мешает связыванию фосфатного иона.
В почвах Центрального Предкавказья наибольшая часть органических фосфатов представлена фитатами кальция. Нуклеиновые кислоты содержат более 5% фосфора, также встречаются фосфатиды, сахарофосфаты и другие фосфорорганические соединения. Минеральные соли фосфорной кислоты в доступном для растений виде могут образовываться при распаде гумуса. Однако в водорастворимом состоянии они не накапливаются, так как связываются почвой химически, физико-химически и биологически [121, 216].
При наличии в почве многих органических кислот наблюдается связывание ими Al3+, Fe3+, что создает условия фосфат-ионам оставаться не связанными и мигрировать по профилю почвы. Несколько позже на почвах каштанового комплекса и черноземах Центрального Предкавказья выяснилось необычайное длительное последействие фосфорных удобрений, внесенных в «запас», что указало на необоснованность опасений «мертвого» связывания фосфатов в почвах, богатых полуторными окислами.
Среди почвенных факторов, определяющих растворение фосфатов в почве, особенное внимание исследователей привлекла «обменная кислотность». Предполагалось, что в результате обменных реакций Са2+, Mg2+ фосфатов обмениваются на Н+ и таким путем переводят их в формы, доступные для растений.
Обсуждая вопрос взаимодействия почвы с труднорастворимыми фосфатами, содержащимися в дисперсном состоянии по всему профилю, необходимо считаться со сложным характером этого явления, исходя из того, что оно протекает в две фазы: первая – растворение; вторая – ретроградация (иммобилизация) образовавшейся H3PО4 в почве растениями, микроорганизмами. И если с характером процессов на первой фазе, как мы показали выше, более или менее ясно, то о второй фазе пока ничего определенного сказать нельзя, хотя нам хорошо известно, что «запасное» внесение фосфорных удобрений в севооборотах Центрального Предкавказья однозначно свидетельствует о преувеличении значения ретроградации фосфатов в почве.
Растворяющее действие на фосфаты почвы физиологически кислых удобрений четко и приоритетно подчеркивалось русскими исследователями: П.С. Косовичем, Д.Н. Прянишниковым, Г.Г. Петровым, И.С. Шуловым и другими. Это подтверждено научными исследованиями и практикой на протяжении последних 50–60 лет [220, 226].
Длительное применение фосфорных удобрений со временем снижает их эффективность. Последействие фосфорных удобрений связано не со связыванием фосфатов в почве, а с недостаточным содержанием в почве доступных для растений азота и калия. Азотные подкормки растений способствуют эффективному извлечению фосфатов. Поэтому напрашивается вывод, что в почве отсутствует так называемое мертвое связывание доступных форм фосфора. Связывание фосфора, или так называемое зафосфачивание, наблюдается только при недостаточном содержании основных элементов питания в почве, доступных для растений. Для эффективного применения фосфорных удобрений необходимо рассчитывать нормы удобрений на основании ежегодного мониторинга за содержанием H3PO4 в почве.
Мы не можем сомневаться в том, что факт обменного поглощения почвами фосфатных анионов имеет место, критическая масса для почв Центрального Предкавказья – 40 мг/кг. Это имеет большое значение для питания растений, но и указывает на возможность миграции анионов фосфатов в почвенном профиле. Содержащиеся в почвах Центрального Предкавказья в большом количестве анионы бикарбонатов и органических кислот способствуют вытеснению в раствор фосфат-ионов, адсорбированных твердой фазой почвы. Вносимые фосфорные удобрения, содержащие водорастворимую форму фосфора, остаются подвижными, доступными для растений и мигрируют по всему 1,5-метровому профилю чернозема выщелоченного.
Минеральные и органические соединения фосфора находятся в составе черноземных почв. Для питания растения используют минеральные формы фосфора в виде солей ортофосфорной (Н3РО4) и метафосфорной (НРО3) кислот. Для корневой системы растений доступен фосфор в виде Н2РО4–, НРО42–, реже РО43–. При оптимальной кислотности почвы в интервале рН 5–6 растениями преимущественно поглощается Н2РО4, при рН 7–8 – НРО42–, Н2РО4– и НРО4– поглощаются 1:1 при рН 7,2. Концентрация фосфора в почвенном растворе может достигать 0,05 мг/л Р2О5, но возможности растений более широкие, они способны поглощать фосфор при большой концентрации раствора. Наименьшая концентрация фосфора – около 0,1 мг/л, и она пригодна для питания большинства сельскохозяйственных культур.
Существует классическая градация по степени доступности фосфора растениям, описанная во многих учебниках по агрохимии, это и Ягодин, и Агеев, и многие другие агрохимики. Общедоступны для всех растений соли одновалентных катионов КН2РО4, К2НРО4, К3РО4 или NH4H2PО4, (NH4)2HPО4, (NH4)3PO4 , они легко растворимы в воде и почвенном растворе.
Доступны растениям и содержат водорастворимую форму соли двухвалентных катионов в первой степени замещения Са(Н2РО4)2, Mg(H2PO4)2.
Изменение реакции среды почвенного раствора в черноземах Центрального Предкавказья
Почвенный покров Центрального Предкавказья характеризуется множеством свойств, к которым прежде всего относятся ее гранулометрический и минералогический состав, физические, химические, физико-химические, водные, воздушные, тепловые свойства, поглотительная способность, буферность и целый ряд других. Такое разнообразие свойств обусловлено тем, что почва – многокомпонентная система, состоящая из твердой, жидкой и газообразной фаз, не считая ее живой части – микробиоты. Наиболее динамичной и важной представляется жидкая фаза, или почвенный раствор, от состояния которого прямо зависит урожайность растений, так как их корни извлекают из него необходимые питательные вещества и воду [26, 40, 79, 116].
От преобладания в почвенном растворе тех или иных катионов и анионов зависит его реакция – щелочная, нейтральная, кислая. Реакция почв настолько важный показатель почвенного плодородия, что, когда она выходит за границы оптимальных значений, земледельцу приходится различными приемами воздействовать на нее, чтобы возвратить почву в первоначальное исходное состояние. Так, сильнокислые почвы приходится известковать, а сильнощелочные – кисловать, промывать пресными орошаемыми водами, вносить физиологически кислые удобрения и т.д. В противном случае растения на таких почвах сильно угнетаются и даже погибают.
Необходимо ответить на вопрос, действительно ли обозначилась четкая тенденция подщелачивания почв Центрального Предкавказья, когда рН нередко уже приближается к 9, а иногда и превышает этот показатель, или имеет место мнение о якобы идущем подкислении почв по аналогии с лесостепными и лесными почвами северной и центральной полос Российской Федерации. Однако подобные заключения не отвечают реальному положению дел, возможно, по причине некорректности исходной информации.
В ситуации, когда рН угрожающе растет, приближаясь даже на черноземах к 9 единицам, особое значение должна приобрести разработка мероприятий по снижению щелочности почв, но это затруднительно, а скорее невозможно без знания механизма, причин, масштабов и последствий подщелачивания.
Реакция почвенной среды решающим образом влияет на растения и почвенные микроорганизмы. Большая часть культурных растений лучше всего произрастает при нейтральной или слабокислой реакции. Кислая и щелочная среды для них губительны [2, 64, 88, 108].
Реакция среды оказывает также большое влияние на протекающие в почве биологические и химические процессы. От нее зависит характер поступления питательных веществ в растения. Так, при подкислении почвенного раствора повышается растворимость фосфатов кальция и магния, а при подщелачивании, наоборот, растворимость и доступность их растениям снижается. Кроме того, подкисление почвы снижает доступность растениям молибдена, но повышает доступность бора. Кислая реакция усиливает поступление анионов, а щелочная – катионов [12, 39, 91, 200, 364].
Реакция почвенного раствора оказывает на растения прямое и косвенное воздействие. При прямом действии изменяется колич е ство ионов Н+, НСО3– и ОН– на поверхности корневых волосков, что влияет на концентрацию этих ионов в клеточном соке. В результате изменяется характер поступления питательных веществ из почвы. Повышенная кислотность или щелочность почвенного раствора нарушает физиологическую уравновешенность ионов, что ухудшает питание растений, в частности нарушается углеводный, белковый и фосфатный обмен.
Реакция почвенного раствора вызывает и косвенные действия. Так, увеличение концентрации водородных ионов сопровождается повышением содержания подвижных форм алюминия, марганца, иногда железа, которые оказывают на растение токсичное действие [75, 98, 195].
Почвенный раствор представляет собой наиболее динамичную часть почвы. Большая роль его в почвообразовательных процессах общеизвестна.
В почвенном растворе или с его участием происходят процессы разрушения или синтеза органических веществ, вторичных минералов, образования органо-минеральных соединений. С передвижением жидкой фазы связано перемещение по почвенному профилю продуктов выветривания и почвообразования. В то же время именно жидкая фаза почвы представляет собой непосредственный источник воды и элементов питания, которые растения извлекают из почвы. Последним определяется важнейшая роль почвенного раствора в питании растений.
Проблема почвенного раствора – труднейшая в химии почв и в теоретическом, и в методическом отношении. Процессы формирования химического состава почвенных растворов весьма сложны и совершаются под воздействием разнообразных факторов. Одним из таких факторов является характер важнейшего химического равновесия в почвенных растворах – карбонатно-кальциевого. От состояния последнего зависят химический состав, рН, окислительно-восстановительный потенциал, буферность жидкой фазы, процессы растворения, миграции, осадкообразования карбонатов в почвенном профиле и ландшафте, характер ионообменных процессов на границе раздела фаз.
Изучение характера карбонатно-кальциевого равновесия позволяет установить растворимость СаСО3 в конкретных условиях (а карбонат кальция – главный мелиорант при агротехническом методе окультуривания солонцов) и тем самым прогнозировать течение мелиоративных процессов. Знание истинной величины насыщенности почвенного раствора карбонатом кальция дает возможность рассмотреть условия образования соды в почве и рассчитать сульфатно-кальциевый резерв для ее нейтрализации [58, 109, 422].
Необходимо отметить, что в природных условиях в большинстве случаев не содержание НСО3, СО3 и Н2СО3 зависит от рН, а именно соотношение форм карбонатного равновесия определяет значение рН. Важность изучения карбонатной системы обусловливается тем, что она определяет рН, буферность и окислительно-восстановительные свойства почвенного раствора, характер ионообменного равновесия в системе «твердая фаза – раствор», растворимость многих минеральных и органических соединений.
Осаждение или растворение СаСО3, связанное с удалением или поступлением ионов Са, НСО3, СО3 и обусловленное состоянием карбонатного равновесия, отражается на ионном составе почвенного раствора и определяет тип миграции и аккумуляции различных форм карбонатных образований по почвенному профилю.
Ученых и практиков земледелия всегда интересовали параметры оптимальных условий или свойств почвы для роста и развития тех или иных сельскохозяйственных культур. Одним из этих условий является реакция почвенной среды. Вполне понятно, что одни группы культур предпочитают для своего развития в качестве оптимальной нейтральную реакцию, другие – слабощелочную, третьи, и их большинство, – слабокислую или кислую среду. Это связано с биологическими особенностями растений, с первоначальными условиями их возникновения на земле. Для нормального роста и развития наиболее распространенных в условиях Центрального Предкавказья сельскохозяйственных культур оптимальными являются величины рН, представленные в таблице 33.
Как видим, максимальные величины рН в таблице составляют 7,0–7,5, то есть тот уровень, которого в условиях черноземных почв Центрального Предкавказья уже по сути дела практически нет.
Экономическая эффективность
Рассмотренные выше экспериментальные данные убедительно показали, что различные системы удобрения в севообороте повышают урожайность полевых культур, улучшают качество продукции, позволяют сохранять плодородие почвы. Однако, этих сведений недостаточно для установления наиболее рациональной системы удобрения. Помимо агрономической оценки необходима экономическая, критериями которой являются оправданность затрат и выгодность использования рекомендуемых приемов, технологий.
Рациональное применение химических средств, в частности систем удобрения, – важнейший фактор интенсификации сельскохозяйственного производства, необходимое условие повышения продуктивности севооборота. Результатирующими показателями экономической эффективности систем удобрения, изученных в стационаре, нами приняты урожайность, стоимость валовой продукции, затраты труда на 1 га и на 1 ц продукции, ее себестоимость, прибыль и уровень рентабельности.
Действие систем удобрения оказало положительное влияние на основные показатели экономической эффективности производства зерна озимой пшеницы на различных подтипах черноземных почв в производственных условиях Центрального Предкавказья (таблица 69, рисунок 32). Расчеты выполнены в текущих ценах на основании технологических карт (приложения 45–53). Так, по сравнению с контролем (принятой в хозяйстве системой питания культуры) применение расчетной системы удобрения в зависимости от подтипа черноземов способствовало возрастанию следуюших показателей: урожайность с 1 га – на 51–66%, денежная выручка с 1 га – на 15000–17000 руб., затраты труда на 1 га – на 24–32%, производственные затраты на 1 га – на 4360,9–8593,2 руб., прибыль – на 7697,2–12648,1 руб. Благодаря полученной прибавке урожая от применяемых расчетных систем удобрения по сравнению с контролем снижались затраты труда на 1 ц зерна – на 13,3–17,9% и себестоимость 1 т – на 1018,9–1772,8 руб., а уровень рентабельности возрастал на 18,3–38,0%.
Столь высокая эффективность систем удобрения в период проведения исследований связана, на наш взгляд, с созданием оптимального уровня эффективного плодородия почвы и высокой отзывчивостью озимой пшеницы на вносимые удобрения.
Наибольшими показателями экономической эффективности характеризуется производство озимой пшеницы в условиях чернозема выщелоченного на фоне наибольшей продуктивности культуры как при традиционной системе удобрения, так и при расчетной относительно других подтипов черноземов. Производство зерна озимой пшеницы с применением системы удобрения на планируемый урожай позволило получить максимальную прибыль в опыте 19993,2 руб/га при наименьшей себестоимости 6001,4 руб/т, а уровень рентабельности достиг 66,6%.
Проанализируем экономическую эффективность производства сельскохозяйственных культур зернопропашного севооборота на различных подтипах черноземных почв в условиях Центрального Предкавказья (таблица 70, рисунок 33).
Как видно из данных, приведённых в таблице 70, системы удобрения, изучавшиеся в севооборотах в условиях производственных опытов в период с 2002 по 2018 г., по сравнению с контролем – системой удобрения хозяйства, вне зависимости от подтипа почвы увеличили среднегодовую продуктивность севооборота на 36–38%, а денежную выручку с 1 га – на 11600–13200 руб. В зависимости от насыщенности 1 га севооборота туками расчетные системы удобрения, по сравнению с контролем – технологией хозяйства, увеличивали затраты труда на 1 га на 21–37%, производственные затраты – на 12–29%. Расчётная система удобрения оказалась более эффективной по сравнению с применяемой в базовых хозяйствах, в связи с чем снизила себестоимость 1 т зерновых единиц на 40,9–142,6 руб. и обеспечила максимальный уровень рентабельности, выше хозяйственного варианта на 8,6–28,2%.
Применение научно обоснованной системы удобрения в севообороте на чернозёме южном обеспечивает максимальные показатели прибыли с 1 га – 18098,1 и рентабельности – 61,8%. Расчет экономической эффективности производства сельскохозяйственных культур в севообороте на чернозёме выщелоченном представлен в связи с ротациями севооборота, действием, последействием систем удобрения в сопоставимых ценах 2008–2015 гг., т.е. в годы, соответствующие современному этапу развития экономики.
Как видно из данных, приведенных в таблице 71 и на рисунке 34, системы удобрения, изучавшиеся в севообороте в период с 1978 по 1993 г., по сравнению с естественным агрохимическим фоном увеличили среднегодовую продуктивность севооборота на 9,8–17,4%, а стоимость валовой продукции – на 7060–9760 руб. В зависимости от насыщенности 1 га севооборота туками системы удобрения по сравнению с естественным агрохимическим фоном увеличивали затраты труда на 1 га на 30–62%, производственные затраты – на 39–79%, себестоимость единицы продукции – на 139,5–263,7 руб.
Несмотря на увеличение затрат труда (22–40%) на производство 1 ц з.е. системы удобрения с ростом насыщенности севооборота туками снижали уровень рентабельности на 20,4–44,8% по сравнению с естественным агрохимическим фоном.
Приведенные итоги анализа длительного действия систем удобрения в севообороте могут показаться недостаточно высокими. Созданный уровень как эффективного, так и потенциального почвенного плодородия за период 16-летнего применения систем удобрения оказал положительное влияние на урожайность сельскохозяйственных культур севооборота (таблица 72, рисунок 34).