Содержание к диссертации
Введение
Глава 1 Литературный обзор 7
1.1 Биологические особенности культур севооборота 7
1.2 Влияние различных факторов на урожайность сельскохозяйственных культур 11
1.3 Качество сельскохозяйственной продукции при применении удобрений 21
1.4 Баланс питательных элементов при применении удобрений 28
Глава 2. Условия, объекты и методика проведения исследований. 40
2.1 Климат и почвенные условия Вологодской области 40
2.2 Агрометеорологические условия вегетационных периодов в годы проведения исследований 41
2.3 Характеристика почв опытного участка 44
2.4 Схема опыта и агротехника 46
2.5 Методики наблюдений и исследований 47
Глава 3. Результаты исследований 49
3.1 Влияние удобрений на урожайность культур севооборота 49
3.2 Урожайность побочной продукции при применении удобрений 55
3.3 Влияние удобрений на содержание азота, фосфора, калия в основной и побочной продукции изучаемых культур в среднем за 3 года 57
3.4 Влияние удобрений на кормовую ценность изучаемых культур 60
3.5 Вынос элементов питания единицей продукции с учетом побочной 69
3.6 Балансовые коэффициенты (Кб) использования элементов питания из почвы и удобрений 73
3.7 Оплата удобрений прибавкой урожая 77
3.8 Прогноз экономической эффективности производства продукции растениеводства в севообороте при применении различных доз удобрений 79
Выводы 90
Предложения производству 92
Список литературы 93
Приложения 114
- Биологические особенности культур севооборота
- Баланс питательных элементов при применении удобрений
- Влияние удобрений на урожайность культур севооборота
- Прогноз экономической эффективности производства продукции растениеводства в севообороте при применении различных доз удобрений
Введение к работе
Актуальность исследований. В Государственной программе «Развитие агропромышленного комплекса и потребительского рынка Вологодской области на 2013-2020 годы» экономически значимыми направлениями развития сельского хозяйства региона являются развитие мясного и молочного скотоводства, являющиеся традиционными для области.
В период с 2000 по 2011 годы производство молока во всех категориях хозяйств области сократилось на 48,3 тыс. т., производство мяса с 84,6 до 75 тыс. т., при этом говядины стали получать меньше на 37%.
Рост производства продукции животноводства возможен только при наличии достаточного количества полноценных кормов собственного производства, поэтому повышение продуктивности сельскохозяйственных культур – важная задача, стоящая перед наукой и производством области.
На рост урожайности и повышение качества сельскохозяйственных культур влияет комплекс факторов, действующих на растение в период вегетации. К числу этих факторов относятся влагообеспеченность, тепловой режим, наличие в почве питательных веществ в доступной для растений форме и многие другие. Из их числа наиболее легко регулируется обеспечение растений питательными веществами с помощью внесения минеральных и органических удобрений, дозы которых должны соответствовать потребностям растения, обеспечивать увеличение урожайности и продуктивности культуры, а также оптимизировать плодородие почвы.
Интенсификация животноводства напрямую связана с объемом производства и качеством кормов. В качестве основных кормовых культур в Вологодской области возделывается ячмень яровой, вико-овсяная смесь, картофель и озимая рожь. Нам представляется, что разработка оптимальной системы удобрений под данные культуры могла бы в некоторой степени способствовать решению проблемы обеспечения собственными концентрированными кормами хозяйства области.
На сегодняшний день определение оптимальных норм удобрений проводится на основе эмпирических (экспериментальных и нормативных), балансовых, а также экономико-математических методов. Известны также методы элементарного баланса расчета доз удобрений на планируемую урожайность сельскохозяйственных культур, на планируемую прибавку урожайности и др. (Державин Л.М., Литвак Ш.И., Михайлов Н.Н., 1978; Ненайденко Г.Н., Трифонова М.Ф., 1991; Ягодин Б.А., Жуков Ю.П., Кобзаренко В.И., 2002).
Ю.П. Жуковым (1983) был предложен научно-методический подход к расчету доз удобрений с помощью балансовых коэффициентов использования элементов из почв и удобрений, обеспечивающих соответствие продуктивностей культур оптимальным агрохимическим показателям плодородия почв, а также агроэкологический анализ состояния и перспектив применения удобрений.
Оптимизация расчетных доз удобрений в севооборотах с применением балансовых коэффициентов, в отличие от существующих, дает представление не только о степени усвоения растениями питательных веществ из удобрений и почвы, но и о возможном изменении плодородия почвы при внесении данного удобрения, что позволяет строго контролировать соблюдение требований охраны окружающей среды.
Применение дифференцированных балансовых коэффициентов позволит разработать системы удобрений, обеспечивающие получение плановых урожаев культур хорошего качества с одновременным регулированием агрохимических показателей эффективного плодородия почв.
Научная новизна предлагаемых в работе решений – новые экспериментальные результаты получения фактических возможных урожаев культур в опыте при внесении удобрений в дозах, рассчитанных с помощью балансовых коэффициентов. Научным экспериментом изучены фактические урожайности возделывавшихся культур (основной и побочной продукции) Уточнены размеры выноса азота, фосфора и калия единицей урожая основной с соответствующим количеством побочной продукции возделывавшихся культур и балансовые коэффициенты использования питательных элементов из удобрений и почвы при внесении удобрений в испытывавшихся видах и дозах.
Практическая значимость работы состоит в том, что выявлены оптимальные расчетные дозы удобрений, обеспечивающие на среднеокультуренной дерново-подзолистой почве в малохарактерных погодных условиях Вологодской области урожайность зеленой массы вико-овсяной смеси в 17-18 т/га, зерна озимой ржи и ячменя соответственно 3,4 – 3,9 и 2 – 2,3 т/га, клубней картофеля 19-21 т/га.
При этом сбор обменной энергии в 39-42 МДж/га, кормовых единиц – в 3,9-4,2 т/га, «сырого белка» - в 406-467 кг/га позволяет обеспечить животноводство региона высокопитательными кормами, тем самым позволяет решать проблему продовольственной безопасности Вологодской области.
Целью наших исследований является изучение влияния минеральной и органо-минеральной систем удобрений на продуктивность культур, возделываемых в кормовом севообороте.
В задачи исследований входило: выявление зависимости продуктивности культур севооборота от доз применяемых удобрений, определение содержания питательных веществ в основной и побочной продукции изучаемых культур при различных уровнях удобренности; установление питательной ценности изучаемых культур севооборота; расчет агроэнергетической оценки продуктивности культур севооборота при применении различных доз удобрений и прогноз экономической эффективности применяемых систем удобрений.
Апробация работы. Результаты работы докладывались на Ежегодном смотре-сессии аспирантов и молодых ученых по отраслям наук, г. Вологда, 2010, 2011, 2012 гг.; Ежегодной конференции аспирантов, преподавателей и молодых ученых, г. Вологда, 2010, 2011, 2012 гг.; Международной научно-практической конференции «Актуальные вопросы развития аграрного образования и науки, г. Балашиха, 21 октября 2010г.; Международной научно-практической конференции молодых ученых и специалистов «Молодежь. Наука. Будущее: технологии и проекты», г. Казань, 21-22 октября 2011г.; Международном молодежном форуме «Наука, инновации и международное сотрудничество молодых аграриев», г. Москва, 20-21 сентября 2012г.; Международной научно-практической конференции «Современная проблемы и перспективы развития сельского хозяйства и лесного комплекса», г. Вологда, 30 сентября 2012 г. и опубликованы в 12 статьях. Также выигран Грант «Молодые новаторы аграрной Росии» в 2010 г. Результаты исследования подтверждаются 2 актами о внедрении в хозяйствах.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 3 глав, выводов, предложений производству, списка литературы и приложений (таблицы и акты внедрения). Общий объем работы 135 страниц.
Биологические особенности культур севооборота
Рассмотрим биологические особенности вико-овсяной смеси, озимой ржи, картофеля, ячменя.
Замена чистых паров занятыми позволяет увеличить производство кормов. В Вологодской области парозанимающие культуры и следующая за ними озимая рожь дают высокие урожаи, поскольку наличие влаги в почве не является лимитирующим фактором (Слесарчук И.С, 1970). Вико-овсяная смесь является лучшей культурой в занятом пару в условиях Вологодской области, поскольку рано освобождает поля для посева озимых культур и за счет азотфиксации обогащает почву биологическим азотом. Трепачев Е.П. (1985) считает, что именно бобовые культуры играют ведущую роль в решении проблемы кормового белка за счет симбиотической азотфиксации. Причем ряд исследователей отмечают, что внесение под бобовые культуры даже небольших доз азотных удобрений резко снижает способность растений к азотфиксации (Посыпанов Г.А., 1985, Трепачев Е.П., 1985).
Необходимо отметить сортовую специфичность симбиотических азотфиксирующих бактерий (Степанова Г.В., Прудникова СВ., 2011). По данным Лукашова В.Н., Исакова А.Н., Коротковой Т.Н. (2011) азотфиксирующая способность вико-овсяной смеси на серых лесных почвах в Калужской области колеблется от 13,3 до 36,3 кг/га в зависимости от погодных условий года исследований.
Вика - наиболее распространенная однолетняя кормовая бобовая культура, дает питательный, легкоусвояемый корм для всех видов сельскохозяйственных животных. В сухой массе вики содержится до 19% сырого протеина (Никитин A.M., 1990). Из-за тонкого, полегающего стебля и немного горьковатого вкуса зеленой массы вики ее возделывают в смеси с овсом, на зеленый корм, сено, силос и сенаж. От соотношения вики и овса в смеси зависит содержание протеина и питательность получаемого корма, а также урожайность. Так, Кузьминых А.Н. (2010) показывает, что наибольшая урожайность зеленой массы высокого качества наблюдается при возделывании вико-овсяной смеси в соотношении 1:1.
Вико-овсяная смесь хорошо растет на дерново-подзолистых почвах при применении органических и минеральных удобрений. Сорта подбирают таким образом, чтобы укосная спелость компонентов смеси наступала одновременно. В опыте изучается сорт вики яровой - Льговская 22 (сорт среднеспелый, зерноукосного направления) и сорт овса посевного - Боррус (среднеспелый, устойчив к полеганию).
Озимая рожь используется как продовольственная и зернофуражная культура, зеленая масса ржи используется как самый ранний зеленый корм. Возможно использование зерна озимой ржи, как одного из компонентов рациона для крупного рогатого скота (Зверкова З.Н., 2008). Озимая рожь является засухоустойчивой культурой, что позволяет ей формировать высокой урожаи зерна даже в годы с недостаточным количеством летних осадков. Эта культура отличается способностью усваивать из почвы труднодоступные формы фосфора, отзывчива на внесение минеральных и органических удобрений.
В районах достаточного увлажнения (в том числе в Вологодской области) озимую рожь размещают по занятым парам. Эффективность занятого вико-овсяного пара под посевы озимой ржи доказана (Пегова Н.А., Холзаков В.М., 2008; Тиранов А.Б., Тиранова Л.В.. 2008). Однако, Гусев Г.С, Смоленова А.А. (2013), изучавшие элементы технологии озимой ржи в Ярославской области рекомендуют возделывать эту культуру по сидеральным парам. О преимуществах сидерального пара при возделывании озимой ржи в Татарстане говорят и такие исследователи как Хузин В.Н., Шакуров А.И., Хабибрахманов Х.Х. (2008). В условиях дерново-подзолистой почвы юга таежно-лесной зоны наибольшая урожайность зерна озимой ржи получена при возделывании ее по сидеральному пару, а наибольшая белковость зерна - при возделывании по занятому пару (Новоселов СИ., Соколова В.Е., Хлебников И.Г., 2007).
Сама озимая рожь является хорошим предшественникам для многих культур, в том числе картофеля.
Хотя озимую рожь мало используют в кормлении сельскохозяйственных животных имеются данные об эффективности применения зерна озимой ржи после экструдирования и плющения с консервантами в рационах крупного рогатого скота. При этом введение зерна озимой ржи в количестве 70% от всей концентратной части рациона не оказывало негативного влияния на организм животного и показатели его продуктивности (Зверкова З.Н., 2008).
Исследователи рекомендуют различные нормы удобрений для получения зерна озимой ржи высокого качества. Так, Неволина К.Н. (2012) отмечает, что сочетание (NPK)3o до посева и весенняя подкормка N3o обеспечит получение 4 т/га зерна озимой ржи на дерново-подзолистых почвах Предуралья. Однако, Чухина О.В., Куликова Е.И., (2011) рекомендуют на дерново-подзолистых почвах Вологодской области вносить НхизоРадК-бз В опыте возделывается сорт Волхова - среднепоздний, зимостойкий, устойчивость к полеганию выше средней, районированный в Вологодской области. Площадь посевов озимой ржи в Вологодской области в 2012 году составила 2 тыс. га.
Картофель принадлежит к числу важнейших сельскохозяйственных культур разностороннего пользования, имеет большое агротехническое значение. Площадь под картофелем в Вологодской области составляет около 3 тыс. га (без личных подсобных хозяйств). Картофель - требовательная к влаге и содержанию питательных элементов в почве культура. Урожайность картофеля зависит от многих факторов - погодных условий, кислотности почвы, формы удобрений и др. Наиболее эффективно совместное применение органических и минеральных удобрений (Никитин A.M., 1990; Чухина О.В., Жуков Ю.П., 2012). Относительно дозы вносимых удобрений мнения исследователей расходятся. Так, Зубарев А.А.. Каргин И.Ф., Костин Д.А. (2010) считают оптимальной дозу под картофель на аллювиальной почве (NPK)i80; Минеев В.Г предлагает вносить под планируемый урожай клубней в 25-30 т/га навоз в дозе 30-40 т/га и (NPK)9o (Органические удобрения в интенсивном земледелии, 1984); Маслов И., Акимова С. (2012) указывают, что максимальный урожай картофеля в Пермском крае в 2009 г. был получен при применении Nl5oP225K-3oo, однако выход товарных клубней был значительно выше (95,2% против 86,2%) при внесении Nj5oPi5oK2oo В опыте возделывается сорт картофеля «Елизавета» - среднеранний, столового назначения, с хорошими вкусовыми качествами, лежкий, относительно устойчивый к болезням, высокоурожайный (Мамонов Е.В., 2001). Исследованиями Лыковой Н.А. и др. (2009) выявлена высокая отзывчивость сорта картофеля «Елизавета» на внесение минеральных и органических удобрений. В условиях Вологодской области урожайность картофеля сорта «Елизавета» может превышать 30 т/га (Чухина О.В., Жуков Ю.П., 2012).
Яровой ячмень - одна из основных зернофуражных культур в нашем регионе. Лучшими предшественниками являются, в том числе, пропашные культуры. Ячмень - скороспелая культура, наибольшее количество влаги потребляет в периоды выхода в трубку и колошения. Недостаток влаги в этот период приводит к стерильности пыльцы и снижению продуктивности ячменя. В условиях модельной засухи на различных сортах ярового ячменя было выявлено, что недостаток влаги снижает урожайность культуры в среднем на 56%, в частности - густоту стеблестоя - на 7%, количество зерен с главного колоса- на 13%, массу зерна с главного колоса- на 51%о, массу 1000 зерен - на 45%) (Ионова Е.В., Анисимова Н.Н., 2010). Культура требовательна к плодородию почвы, хорошо отзывается на повышение фона питания, в частности внесение азотных удобрений (Титова Е.М., Внукова М.А., Мельник А.Ф., 2010, Беляков И.И., 1990). По мнению А.А. Полупанова (2011) наиболее экономически эффективная доза азотных удобрений под фуражный ячмень на дерново-подзолистой почве не превышает 30 кг/га на фоне РзоКэд- Кидин В.В., Малахова Ю.Е. (2012) утверждают, что ячмень может поглощать элементы питания (азот и калий) не только из пахотного, но и из подпахотного горизонта, при этом не происходит значительного снижения урожайности зерна. Ячмень отличается коротким периодом поглощения питательных веществ, поэтому для получения высоких урожаев крайне важна доступность элементов питания уже в первые стадии развития растений. Эта культура требовательна к кислотности почвы, условиям увлажнения и механическому составу почвы, плохо растет ячмень на участках с избыточным увлажнением, сильнокислых и легких песчаных почвах (Никитенко Г.Ф., Русков В.Е., 1978). В опыте возделывается сорт «Выбор», среднеспелый, устойчивый к полеганию, районированный в Вологодской области.
Баланс питательных элементов при применении удобрений
Повышение содержания элементов питания положительно сказывается на урожайности и качестве сельскохозяйственных растений. На невысоких агрофонах без применения удобрений невозможно получение значительных урожаев. При этом возможно снижение почвенного плодородия, поскольку на формирование основной и побочной продукции растения затрачивают элементы питания, находящиеся в почве. В статье Еськова А.И. (2008) приводятся данные по балансу питательных веществ в земледелии нашей страны на 2005 год. Приводятся данные по выносу и поступлению основных элементов питания - азота, фосфора и калия во всех категория хозяйств России и отмечается, что за последние 15 лет в земледелии нашей страны вынос питательных веществ с урожаем сельскохозяйственных культур значительно превышает поступление элементов питания в почву (по азоту вынос составляет 4,23 млн. т, поступление - 3,03; по фосфору вынос - 1,25, поступление - 1,02, по калию вынос равен 5,34, поступление - 2,05 млн. т), что ведет к истощению почвенного плодородия (Еськов А.И., 2008).
Применение органических и минеральных удобрений - действенное средство повышения урожайности и качества сельскохозяйственных культур и сохранения плодородия почвы. Но чрезмерное внесение минеральных и органических удобрений, повышающих фон питания свыше некоторых пределов, может вызывать ухудшение качества продукции, экологической обстановки и повышать себестоимость продукции. Поэтому для оценки экологической безопасности и экономической эффективности необходимо контролировать результаты балансы питательных элементов.
Баланс питательных элементов может быть отрицательным (вынос больше внесения), нулевым (поступает и выносится равное количество элементов питания) и положительным (поступление больше выноса).
Отрицательный баланс свидетельствует о том, что запасы элементов питания, затраченные на формирование урожая, не восполняются в почве. Отчуждаемый урожай создается за счет естественного плодородия почвы. Это может в конечном итоге привести к снижению почвенного плодородия и деградации почв. На почвах с исходным невысоким плодородием (например, на почвах европейского севера) отрицательный баланс может быстро привести к истощению почв.
Положительный баланс свидетельствует об избыточном применении удобрений, в результате чего элементы питания будут накапливаться в пахотном горизонте, перемещаться с грунтовыми водами и негативно отражаться на экологической обстановке региона. Также избыточное применение удобрений может отрицательно сказываться на качестве получаемой продукции.
Невозможно дать однозначный ответ о том, какой тип баланса предпочтительнее. Очевидно, что на бедных, малоплодородных почвах необходимо поддерживать положительный баланс, на хорошоокультуренных -нулевой или отрицательный в зависимости от возделываемых культур и направления смещения почвенного плодородия (Кидин В.В., 2009).
В настоящее время в большинстве хозяйствующих субъектов Российской Федерации происходит резкое снижение применения минеральных и органических удобрений (Сычев В.Г., Шафран С.А., 2012). Поскольку не наблюдается значительного снижения продуктивности сельскохозяйственных растений можно сделать вывод о том, что в настоящее время урожай формируется за счет естественного плодородия почвы, которое неуклонно снижается.
Баланс основных элементов питания позволяет оценить эффективность применения удобрений - утверждают Хаимбаев А.Х., Ласкин П.В., Жиров В.К. (2006). Именно, изучая баланс питательных элементов, можно минимизировать непродуктивные потери удобрений.
Швыркин С.Н. (2006) считает, что результаты баланса питательных элементов можно использовать для обоснования получения плановых урожаев с одновременным регулированием некоторых показателей эффективного плодородия почв.
Данные баланса можно использовать для расчета доз удобрений под данную культуру в конкретных условиях (Сырцев А.И., 2006).
Применение минеральных и органических удобрений будет способствовать интенсивности баланса основных элементов питания и благоприятно влиять на повышение урожайности культур и плодородия почвы (Nielsen K.F. 1961; Жуков Ю.П., 1996; Anac D., Martin-Prevel Р., 1999; Минеев В.Г., Лебедева Л.А.,2003; Ширинян М.Х. с соавт., 2008).
В балансе выделяют приходную и расходную статьи. Приходная часть баланса состоит из поступления питательных элементов с минеральными и органическими удобрениями, с растительными пожнивными, послеуборочными остатками, с посевным и посадочным материалом, с осадками, а также за счет симбиотической и несимбиотической азотфиксации. В расходной части следует учитывать вынос элементов питания с урожаем основной и побочной продукции, потери питательных элементов с талыми, грунтовыми водами, газообразные потери.
Рассмотрим приходную часть баланса элементов питания в севообороте. Вопросам влияния внесения минеральных и органических удобрений в различных дозах, формах и в разные сроки посвящено огромное количество научных работ- учебников (Ягодин Б.А., Жуков Ю.П., Кобзаренко В.И., 2002; Минеев В.Г., 2006; Муравин Э.А., Титова В.И., 2009); монографий -(Андрианов С.Н., 2004); статей. Исследователями установлен ряд закономерностей воздействия внесения удобрений на урожайность культур и на агрохимические показатели почвы. Так, отмечено, что создание положительного баланса по фосфору и калию вызывает повышение содержания этих элементов в почве, поскольку данные элементы слабо передвигаются по профилю (Сычев В.Г., Шафран С.А., 2012; Ваулин А.В., Коваленко А.А., Варламов В.А., 2010). Причем, чем ниже исходное содержание фосфора и калия в почве, тем меньше требуется затратить минеральных удобрений для повышения содержания в почве этих элементов на 10 мг/кг почвы (Платонов И.Г. идр.,2010).
Существует такое понятие, как внесение фосфорных и калийных удобрений «в запас» с тем, чтобы несколько лет данный участок не требовал удобрительных мероприятий (Arnold P.W. 1960). Внесение в запас суперфосфата по фону N60K60 и по фону навоза с N6oK6o оказывается эффективнее ежегодного внесения на черноземе в Орловской области, показывают Небытов В.Г., Мазалов В.И., Еремина B.C. (2012). Вместе с тем отмечается, что такой способ экономически менее эффективен, чем ежегодное внесение и может применяться только в исключительных случаях (закладке долголетних пастбищ, садов и виноградников, где исключена или минимизирована обработка почвы).
Однако, внесение «в запас» большинства видов и форм азотных удобрений невозможно, поскольку это подвижный элемент в почве и неиспользованные растением излишки азота будут вымываться из почвы в виде нитратов с током грунтовых вод, и теряться в газообразном виде выделяющегося аммиака (Юркин С.Н. с соавт., 1978). В литературе встречается противоположное мнение о запасном внесении азотных удобрений и содержании азота в почве. Так, Никитишен В.И. (1984) на примере большого количества проведенных опытов убедительно доказывает возможность последействия азотных удобрений. Возможность создания «запаса» азота исследователь связывает с передвижением азота в виде нитратов глубже пахотного горизонта, накоплением в слое почвы с низкой биологической активностью и сохранением в потенциально доступном для растений состоянии (Никитишен В.И., 1984). Также о возможности закрепления части минерального азота (до 9-38%) органическим веществом почвы говорят Кидин В.В., Гущина Е.О., Зенкина В.В. (2009).
Влияние удобрений на урожайность культур севооборота
Как уже было указано в главе 1, на урожайность культур севооборота оказывают влияние различные факторы: применение удобрений, степень окультуренности почвы, погодные условия года, биологические и сортовые особенности возделываемой культуры и многие другие.
Влияние удобрений на урожайность культур севооборота в годы исследований показано в приложении (прил. 5 - 8). В табл. 3.1 приведена урожайность вико-овсяной смеси за годы исследований.
Урожайность зеленой массы вико-овсяной смеси сильно зависела от погодных условий года исследования. Так, наименьшая урожайность отмечена в 2010 г. Очевидно, это связано с низкой влагообеспеченностью растений в период вегетации (см. рис. 1). При недостатке влаги доступность элементов питания растениям снижается. Данное явление подтверждается исследованиями Блэк К.А. (1973), Муравина Э.А, Титовой В.И. (2009). Исследованиями Шильникова Д.С. (2012) доказывается связь урожайности вико-овсяной смеси с влажностью почвы. Шевелуха B.C. отмечает, что отрицательное действие засухи на продуктивность одного из компонентов вико-овсяной смеси - овса возрастает на повышенном минеральном фоне (1980). Недостаток влаги в период активного роста вико-овсяной смеси наблюдался и в 2011 году, поэтому продуктивность культуры в 2011 г. была значительно меньше, чем в 2012г.
На урожайность зеленой массы вико-овсяной смеси, кроме погодных условий в период вегетации культуры, значительное влияние оказывали удобрения. Даже минимальная доза (Ni2Pi6K6) ежегодно обеспечивала существенную прибавку урожайности (1,18 - 3,87 т/га), что в среднем за 3 года составило 18%.
Дальнейшее повышение доз минеральных удобрений достоверно увеличивало урожайность культуры. Варианты с расчётными дозами удобрений (3 - 5 вар.) обеспечили существенные прибавки урожайности зеленой массы (1.7 - 3,5 т/га) в 2010-2011 засушливых годах и более значительные (3,4-5,2 т/га) в более влажном 2012 г. по сравнению с минимальной дозой удобрения (2 вар.). Эквивалентные по питательным элементам минеральная и органоминеральная системы удобрения культуры (3 и 5 вар.) ежегодно и в среднем за 3 года практически не различались. Максимальная урожайность зеленой массы вико-овсяной смеси была получена в 2012 году на вариантах 3-5. В среднем за 3 года применение расчетных систем удобрений (3-5 варианты) повышало урожайность зеленой массы вико-овсяной смеси на 37 - 46 %. Влияние применения удобрений на урожайность зерна озимой ржи приведено в приложении 6. Средние значения по годам исследований отражены в табл. 3.2.
Погодные условия, сложившиеся в 2010-2012гг., оказывали значительное влияние на урожайность озимой ржи. В 2010 году высокие температуры и недостаток влаги в период цветения - налива зерна озимой ржи отрицательно повлияли на урожайность культуры, и плановая урожайность не была получена. Условия увлажнения в 2011 и 2012 гг. сложились более благоприятно для произрастания озимой ржи, и урожайность культуры в 3-5 вариантах превысила плановую.
Применение удобрений увеличивало урожайность культуры. Минимальные дозы удобрений существенно повышали урожайность зерна озимой ржи в 2011 и 2032 гг.
Применение расчётных доз удобрений (3-5 вар.) существенно (на 1,0 - 1,5 т/га в 2010г.) повышало урожайность зерна озимой ржи по сравнению с минимальной дозой удобрения и с вариантом без удобрений, при этом эквивалентные по питательным элементам минеральная и органо-минеральная системы (3, 5 вар.) не различались по влиянию на урожайность зерна озимой ржи. Максимальная урожайность озимой ржи - 3,4 т/га в 2010 г. и 4,5 т/га в 2012 г. была получена на 4 варианте, а в 2011 году - 3,6-3,9 т/га в трех вариантах (3-5 вар.), рассчитанных на получение плановой урожайности 3,5 т/га. В среднем за 3 года исследований получение плановой урожайности обеспечило применение расчетных доз удобрений в трех вариантах (3-5), причем в эквивалентных по питательным элементам вариантах (3 и 5) практически получена одинаковая урожайность.
Применение удобрений также влияло и на урожайность клубней картофеля (прил. 7). Средние данные по урожайности клубней за 3 года исследований представлены в табл. 3.3. Экстремально высокие температуры и неблагоприятные условия увлажнения в годы исследований не позволили картофелю сформировать высокий урожай. Поэтому в 2010 и 2011 гг. и в среднем за 3 года не достигнута плановая урожайность в 25 т/га. Критическим для развития картофеля является период бутонизации - начала цветения. Резкая нехватка влаги в этот период в 2010 г. привела к тому, что урожайность клубней картофеля оказалась очень низкой и составила на контрольном варианте всего 9 т/га. Некоторое повышение урожайности клубней в 2011 г. и еще большее повышение ее в 2012 г. хорошо согласуются с количеством выпавших осадков в июле-августе в эти годы, т.е. в период клубнеобразования - один из основных этапов органогенеза картофеля (см. рис. 2 и 3).
Урожайность картофеля и в этих метеоусловиях зависит от фона питания. Повышение доз вносимых удобрений вызывает закономерное увеличение урожая (Молявко А.А., Марухленко А.В., Борисова Н.П., 2008; Шпаар Д. и др., 1999). Применение припосадочного удобрения в дозе N20P20 вызывало достоверное повышение урожайности картофеля на 3,6 т/га только в 2012 г. В среднем за 3 года увеличение урожайности от этой минимальной дозы удобрений составило 14%.
Применение расчетных систем удобрений (3-5 вар.) влекло за собой существенное повышение урожайности культуры. В среднем за 3 года исследований и ежегодно урожайность картофеля при применении удобрений в этих вариантах возросла на 58-74%.
Елькина Г.Я. (2012) отмечает, что применение органических удобрений эффективнее в годы с достаточной влагообеспеченностью, однако при недостаточном количестве осадков в 2010-2012 гг. в условиях Вологодской области урожайность картофеля была выше при применении органоминеральной системы удобрений культуры.
Минимальная урожайность картофеля была получена на варианте без удобрений в 201 Ог, максимальная - при применении органо-минеральной системы удобрений в 2012 г., которая только в этом году оказалась более эффективной, чем эквивалентная по элементам минеральная (3 вар.). В среднем за 3 года и ежегодно все расчетные системы по урожайности были почти равноценны.
Ячмень - ценный корм для всех сельскохозяйственных животных. Повышение его урожайности способствует решению проблемы обеспечения концентрированными кормами молочного животноводства - отрасли сельского хозяйства, традиционно развивающейся на Вологодчине.
Так же как и урожайность других культур севооборота, урожайность ячменя (прил. 8 и табл. 3.4) сильно варьировала по годам. Минимальная урожайность отмечалась в засушливом 2010 году. Урожайность ячменя в 2012 году была максимальной на всех удобренных вариантах (2-5).
Применение удобрений достоверно повышало урожайность ячменя ежегодно и в среднем за 3 года исследований. Полученные результаты хорошо согласуются с литературными данными.
Прогноз экономической эффективности производства продукции растениеводства в севообороте при применении различных доз удобрений
Является доказанным факт повышения урожайности сельскохозяйственных культур при применении минеральных и органических удобрений. При применении научно обоснованной системы удобрений можно также достичь высокого качества получаемой продукции и регулировать почвенное плодородие. Однако, в реалиях современной жизни, определяющим фактором для принятия решения о внесении удобрений является экономическая эффективность данного мероприятия. Так, если прибыль от реализации продукции не будет покрывать затраты на приобретение и внесение удобрений, то для большинства хозяйств они будут недоступны. Поэтому является крайне важным не только установить дозы удобрений, влияющие на повышение урожайности и питательную ценность культур севооборота в условиях Вологодской области, но и доказать их экономическую эффективность. Экономические вопросы сельскохозяйственного производства прорабатывались многими экономистами-аграрниками. Отдельные показатели и методы расчета экономической эффективности применения удобрений отражены в диссертационных исследованиях Беспятых А.В. (2004) и Фурсова Д.А. (2006), Тулинова А.Г. (2012).
Рассмотрим такие показатели экономической эффективности применения удобрений как затраты, себестоимость и рентабельность производства. Расчет затрат на производство продукции производился по технологическим картам в ценах 2012 года.
Как показано на диаграмме, затраты на производство І т зеленой массы вико-овсяной смеси повышаются при повышении дозы вносимых удобрений. Это связано с увеличением затрат на приобретение и внесение минеральных и органических удобрений. Также наблюдается некоторое различие в затратах на производство продукции по годам исследований. Так, в 2010 году по всем вариантам получены меньшие затраты, чем в 2011 и 2012 году. Связано это с тем, что урожайность зеленой массы вико-овсяной смеси в 2011 и 2012 году была выше (см. табл. 3.1 )и, следовательно, повышались затраты на доработку и транспортировку дополнительной продукции. Повышение затрат говорит о снижении экономической эффективности производства сельскохозяйственной продукции. Для того, чтобы сделать вывод о целесообразности внесения удобрений под вико-овсяную смесь в условиях Вологодской области, рассмотрим также изменение себестоимости единицы продукции (рис. 3.8).
На данной диаграмме показана тенденция повышения себестоимости единицы продукции при повышении дозы вносимых удобрений. Особенно ярко это прослеживается по изменению себестоимости в 2010 году, когда из-за недостатка влаги урожайность зеленой массы вико-овсяной смеси была значительно ниже плановой. При повышении урожайности (2012 год по сравнению с 2010) себестоимость производства единицы продукции снижается. Можно отметить, что себестоимость 1 т зеленой массы при применении органоминеральной системы удобрений лишь незначительно выше, чем на варианте без применения удобрений, а прибавка урожайности существенная, поэтому внесение удобрений под вико-овсяную смесь следует считать целесообразным, особенно в годы с достаточным увлажнением.
При производстве зерна озимой ржи затраты на единицу площади были значительно выше, чем затраты при производстве зеленой массы вико-овсяной смеси. Прослеживается аналогичная тенденция роста затрат с увеличением дозы вносимых удобрений, но практически отсутствует различие затрат в годы исследований, что связано с незначительными колебаниями урожайности зерна озимой ржи в 2010 - 2012 гг.
В среднем за 3 года исследований себестоимость зерна озимой ржи при повышении дозы вносимых удобрений снижалась. Наименьшая себестоимость отмечается в 2012 году, наибольшая в 2010 году. Такое снижение связано с повышением урожайности культуры при применении удобрений и более благоприятных условиях произрастания культуры.
В среднем закупочная цена на зерно озимой ржи в Вологодской области в 2012 году составляла 8500 рублей за тонну. Это дает возможность рассчитать рентабельность производства (рис. 3.12).
Производство зерна озимой ржи было рентабельно во все три года исследований. Рентабельность значительно отличалась в годы исследований.
Наиболее низкой она была в 2010 году по всем вариантам опыта, наиболее высокой - в 2012 году, что связано с колебаниями урожайности под воздействием агрометеорологических условий.
В 2010 году более выгодно было возделывать озимую рожь при применении расчетных систем удобрений. В 2011 и 2012 году рентабельность варьировала от 77 до 139%. сравнительно менее эффективной оказалась минеральная системы удобрений с дозой N90P40K65.
Рассмотрим показатели экономической эффективности производства клубней картофеля в Вологодской области при применении удобрений в 2010-2012 гг. (рис. 3.13-3.15).
