Содержание к диссертации
Введение
1. Состояние и перспективы картофелеводства 6
2. Условия и методика проведения исследований 23
2.1. Методика проведения исследований 23
2.2. Почвенно-климатические условия 25
3. Технология возделывания картофеля при капельном орошении 37
3.1. Система обработки почвы 37
3.2. Уход за посадками 41
3.3. Особенности технологии возделывания картофеля при капельном орошении 43
3.4. Биохимический состав клубней сортов картофеля (на сырую массу при капельном орошении 49
3.5. Изменения морфологических признаков растений различных сортов картофеля при капельном орошении 50
3.6. Элемент вождения сельскохозяйственного агрегата в междурядьях при капельном орошении 51
4. Энергетическая оценка картофеля при капельном орошении 55
4.1. Энергетическая оценка сельскохозяйственных культур 55
4.2. Целевая оценка картофеля 60
5. Ресурсосберегающая технология возделывания картофеля при ка пельном орошении 68
5.1. Анализ затрат при возделывании картофеля с 1946 по 2006 гг... 68
5.2. Классификация агротехнических приемов по затратам при возделывании картофеля 73
5.3. Энергетическая оценка возделывания картофеля в трех уровнях.. 75
6. Водосберегающая оценка возделывания картофеля при капельном орошении 80
7. Экономическая и энергетическая оценка возделывания картофеля при капельном орошении 92
Выводы 96
Рекомендации производству 97
Список использованной литературы 98
Приложения 113
- Система обработки почвы
- Особенности технологии возделывания картофеля при капельном орошении
- Энергетическая оценка сельскохозяйственных культур
- Экономическая и энергетическая оценка возделывания картофеля при капельном орошении
Введение к работе
В мировом объеме производства растительных продуктов питания картофель занимает четвёртое место после риса, пшеницы, кукурузы. В 2000 году площадь под картофелем составила 19,9 млн. га, в России - 3,2 млн.га. Россия занимает III место в мире по производству картофеля.
Картофель возделывается на всей территории Астраханской области, но своеобразие природных условий в значительной мере влияющих на получение гарантированных урожаев этой культуры, обуславливало то, что до 2000 г. более 70% картофеля завозили из других регионов.
Производство картофеля в Астраханской области требует особого отношения к подбору сортов, качеству посадочного материала, сроков посадки и технологии возделывания картофеля с учетом влияния внешней среды и в соответствии с биологическими требованиями культуры.
В последние годы область увеличила объем производства, что позволило обеспечить продовольственным картофелем не только население области, но и реализовать часть раннем картофелем другие регионы страны.
Учитывая высокую ценность картофеля и растущую потребность в этом продукте, значительные площади под капельным орошением в хозяйствах области были отведены под эту культуру.
Широкомасштабный эксперимент в хозяйствах Астраханской области показал, что применение капельного орошения - один из важнейших путей повышения урожайности и увеличения производства овощных, бахчевых, картофеля и других сельскохозяйственных культур.
Однако, научного обоснования, изучения в условиях Астраханской области на картофеле не было сделано,
Актуальность темы. Картофель - одна из наиболее ценных продовольственных культур. Он превосходит многие культуры по производству белка на единицу площади и времени, а также большинство - по производству энергии. По особой ценности картофель называют вторым хлебом.
; 4
В настоящий период в области производстве используется более 20 сортов картофеля, при этом нет научно-обоснованной их оценки с учетом региональных особенностей климата, почв, орошения сроков и способов их посадки.
Подбор сортов элементов технологии картофеля при капельном орошении в разных агроэкологических условиях Астраханской области дает возможность повысить экономическую и энергетическую эффективность возделывания картофеля.
Поэтому разработка ресурсосберегающей технологии производства картофеля при капельном орошении является для области актуальной. Цель и задачи исследований. Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:
для аридной зоны дать оценку картофеля по накоплению энергии на 1 га пашни;
оценить влияние агроэкологических условий на урожай сортов картофеля;
изучить сортообразцы картофеля;
выделить лучшие сорта и образцы картофеля при капельном орошении в аридной зоне;
дать оценку водосберегающей технологии капельного орошения;
провести энергетическую и экономическую оценку возделывания картофеля при капельном орошении.
Научная новизна. Впервые для условий аридной зоны изучены сортообразцы картофеля при капельном орошении.
Впервые дана агроэкологическая оценка сортообразцов картофеля при капельном орошении (Ахтубинский, Лиманский и Харабалинский районы).
Проведена энергетическая и водосберегающая оценка картофеля при капельном орошении,
Структура и объем работы. Диссертация изложена на 129 страницах компьютерного текста и состоит из введения, 7 глав, выводов и предложений производству, включает 25 таблиц, 19 рисунков и 10
приложений. Список литературы включает 161 источников, втом числе 11 - иностранных.
Основные положения, выносимые на защиту.
Изучение сортообразцов картофеля при капельном орошении в разных агро-экологических зонах Астраханской области.
Агроэкологическая оценка сортов картофеля при капельном орошении (Ах-тубинский, Лиманский, Харабалинский районы).
Водо сберегающая оценка возделывания картофеля при капельном орошении.
Экономическая и энергетическая оценка возделывания картофеля при капельном орошении.
Система обработки почвы
В последние годы все более пристальное внимание привлекают публикации, посвященные решению проблем стратегии адаптивной интенсификации технологий возделывания сельскохозяйственных культур, базирующиеся на более дифференцированном и комплексном использовании природных ресурсов и техногенных факторов. Основное внимание при этом уделяется экологизации и биологизациии интенсификационных процессов. [2,12,14,18,19,21,25]
Существует несколько подходов к разработке и оптимизации технологий и управлению технологическими процессами.
Технология возделывания картофеля состоит из отдельных взаимосвязанных элементов: сорт, удобрения, орошение, предшественник, обработка почвы, норма высадки, сроки и схемы (посадки), комплекса машин, организация труда и рабочих процессов и другие. [105,109,110,111,112]
Технология выращивания картофеля при капельном орошении предусматривает конкретное количественное и качественное выражение всех этих звеньев, своевременное выполнение которых обеспечивает получение максимальных урожаев в данных почвенно- климатических условиях. Объективной предпосылкой разработки такой технологии в картофелеводстве явилось изменение закономерности в комплексном действии агроприемов в установленное необходимое их количество для получения высоких урожаев [31,32,34,35,42,46,48,49,50,52,53,69].
В комплексе агротехнических мероприятий, направленных на создание оптимальных условий для выращивания картофеля в условиях капельного орошения, важнейшим звеном является система обработки почвы.
Картофель предъявляет повышенные требования к почве и ее обработке. Ему необходим, как правило, глубокий корнеобитаемый слой, наименее засоренный, структурный, с большим запасом питательных веществ. Основоположник Российской сельскохозяйственной науки Болотов А.Т. писал, что земля, чем «рыхлее, тем более родится картофель».[22]
Традиционная основная осенняя обработка включает лущение или дискование и зяблевую вспашку. Обязательным приемом является предварительное удаление послеуборочных остатков с помощью измельчителя КИР 1,5, что облегчает вспашку и обеспечивает ее высокое качество.
Лущение проводят на глубину до 10 см дисковыми гидрофицированными лущильниками ЛДГ-10. На тяжелых почвах применяют тяжелые дисковые двухследные бороны БДТ-3,0.
Осеннюю вспашку проводят плугом с предплужниками на глубину 27-30 см, а при меньшем пахотном горизонте - на всю его глубину с ежегодным углублением на 1-2 см. В результате этого проросшие сорняки хорошо заделываются и перегнивают. Еще лучше вспашку участков под капельное орошение выполнять ярусным прицепным плугом ПЯ-3-35 на глубину 30см. Участки капельного орошения, в основном площадью 10-20 га, очень хорошо подходят для пахоты таким плугом.
Если предшественник люцерна, то во избежание ее отрастания за две недели до пахоты проводят дискование, чтобы подрезать корневые шейки, затем выполняют мелкую безотвальную вспашку. В этом случае корневая шейка полностью отделяется от корней. Ярусный плуг ПЯ-3-35 заделывает растительные остатки люцерны за один проход.
Важнейшим элементом предпосевной подготовки почвы является фрезерная обработка культиватором КВФ-2,8 или КФГ-3,6.
Приемы механической обработки почвы подразделяются на основные и поверхностные. К первым относятся различные виды вспашки плугами (с отвалом или без отвала), глубокое рыхление чизелем плугом, фрезерование и т.д.; ко вторым - лущение, дискование, культивация, боронование, нарезка гребней, прикатывание и т.д. Они имеют различные затраты энергии. В таблице 7 приведены затраты энергии при выполнении агротехнических приемов трактором Т-150К. Из данных таблицы видно, что максимальные затраты энергии приходят
ся на вспашку от 672,6 до 1426,6 Мдж/ra. Наименьшие затраты энергии на боронование и прикатываиие соответственно 38,4 до 150 и 38,4 до 85,4 Мдж. В рекомендациях научно-обоснованной системы земледелия приведены схемы обработки почвы, они являются примерными и должны уточняться и совершенствоваться в каждом хозяйстве [116].
Особенности технологии возделывания картофеля при капельном орошении
Капельное орошение имеет особенности, в частности, оно применимо там, где другие способы полива использовать невозможно: -при сложном рельефе и значительном уклоне участка (до 45); - при наличии малодебетных источников; - на почвах с малой мощностью и очень низкой или высокой гигроскопичностью; - на почвах, склонных к засолению; - при использовании для орошения воды с большим содержанием водорастворимых солей [ 118,121 ].
Очень эффективным является применение капельного орошения при интенсивных технологиях выращивания сельскохозяйственных культур, в том числе картофеля, когда размер и качество получаемого урожая напрямую зависят от точности поддержания влажности почвы и режима питания растений. По многочисленным литературным источникам, в том числе зарубежным, прибавка урожая при капельном орошении в сравнении с дождеванием достигает на плодовых насаждениях и виноградниках 20-40, на овощных культурах- 50-80% и более, при этом отмечается созревание овощей на 5-Ю дней раньше обычного срока. Экономия трудозатрат на единицу площади при воздельшаїїии овощных культур в сравнении с дождеванием составляет 60-65, а экономия поливной воды - 40-45%. Возможность обеспечивать подачу удобрений с поливной водой позволяет оптимизировать питательный режим растений с учетом их потребности в различные фазы роста и развития, при этом количество удобрений сокращается примерно на 50% [121] .
Общеизвестно, что картофель развивается лучше всего на хорошо аэрированных почвах.
При капельном орошении лучшая аэрация по сравнению с другими способами полива. Не происходит переувлажнение почвы, это обеспечивает интенсивное дыхание корней на протяжении всего цикла роста и поддерживает уровень влажности.
Почвенный кислород позволяет активно функционировать корневой системе.
Обобщая материалы по капельному орошению следует отметить его влияние на основные факторы развития растений картофеля [124,153].
Корневая система развивается лучше, чем при любом другом способе орошения. Основная масса корней сосредотачивается в зоне капельниц, корневая система становится более мочковатой, с обилием активных корневых волосков. Учитывается интенсивность потребления воды и питательных веществ.
Питание. Растворенные удобрения вносятся непосредственно в корневую зону вместе с поливом. Происходит быстрое и интенсивное поглощение питательных веществ. Это самый эффективный способ внесения удобрений в засушливых климатических условиях.
Защита растений. Листья растений не увлажняются, как при дождевании, снижается вероятность распространения грибковых и других болезней, инфекций.
Агротехнология. Капельный полив позволяет осуществлять обработку почвы, опрыскивание и сбор урожая в любое время, независимо от проведения орошения. Значительно уменьшается количество сорняков в междурядьях. (Рис. 5).
Предотвращение эрозии почвы. Капельное орошение дает возможность применять полив на склонах или участках со сложной топографией, без сооружения специальных уступов и переноса почвы.
Значительная экономия воды. Увлажняется только прикорневая зона растений, от 40 до 60% объема площади. Снижаются потери на испарение. Отсутствуют потери от периферийного стока воды и на фильтрацию в нижележащие горизонты почвы.
Раннее созревание. При капельном орошении температура почвы выше, чем при дождевании, поэтому можно получить более ранний урожай.
Энергетическая оценка сельскохозяйственных культур
Значения культивируемых сортов картофеля, адаптированных к местным условиям велико, поскольку именно их биологические свойства позволяют с наибольшей эффективностью использовать вегетационный период, успешно противостоять жаре и суховеям, заморозкам, тяжелым и засоленным почвам и другим стрессам. Адаптивным свойством культивируемых видов и сортов принадлежит также решающая роль в снижении риска и смягчении последствий чрезвычайных погодных ситуаций для экономики сельскохозяйственных товаропроизводителей [117,118,119,120,123,125].
С учетом того, что набор сортов является важнейшим фактором энергосберегающих технологий производства сельскохозяйственных культур, в том числе и картофеля в специфических природных условиях каждого региона, особого внимания заслуживают те сорта картофеля, которые лучше других приспособлены к местным почвенно-климатическим и погодным условиям и одновременно способствуют полноценному питанию населения, а соответственно, и продовольственной безопасности государства [127,128,129,130,131,132,134,135,137].
В последнее время селекцию картофеля вели в направлении повышения продуктивного потенциала. Отбирали все более и более урожайные растения с большим требованием к условиям окружающей среды. Высокая урожайность культур обеспечивалась за счет все более возрастающих затрат на применение энергоемких приемов - минеральных удобрений, пестицидов и др. Так, за последние двадцать лет стоимость основных фондов в сельском хозяйстве возросла с 43,9 по 227 млрд рублей, энергетические мощности- с 156,9 до 603,9 млнл.с, площадь мелиорированных земель - с 16,1 до 31 млн. га, поставка минеральных удобрений - с 2,0 до 16,8 млн. т. Энергозатраты возросли в 4 раза , а урожайность сельскохозяйственных культур более чем на 30 %. По расчетам на 100 калорий продукции в 1928 г. затрачивалось 48 калорий совокупной энергии, в 1950 г. -57, в 1960, 1970 и 1980 п 86 калорий, в 2000 г. - до 95 калорий [30,38,40,64,65,88,91,92,143].
Анализ данных показывает, что рост урожайности сельскохозяйственных культур, в том числе и картофеля, в условиях интенсивного земледелия в настоящее время обеспечивается преимущественно за счет вложения ресурсов.
Каждый последующий этап в повышении урожая требует дополнительных невозобновляемых энергозатрат. При возделывании картофеля максимальное количество энергии приходится на средства защиты и топливно-смазочные материалы. Энергозатраты на минеральные удобрения составляют 25-30 %. Значительные затраты энергии идут на механизированные полевые и транспортные работы, расходы топ-ливно- смазочных материалов. [138,141,142,142,143,144,147]
Энергетические аспекты современного растениеводства, в особенности рост потребления антропогенной энергии, свидетельствуют о недостатках существующих основ технологий сельского хозяйства. Хотя они, как отмечено, и незначительны в общей энергетической структуре.
Количественная же оценка продуктивности при сравнении различного растительного генофонда на основе урожайности затруднительна и не объективна. Оценки сельскохозяйственных растений будут иметь научное и практическое значение в том случае, если объективны критерии оценки. [149,151,155]
Первичными продуцентами в органическом мире являются растения, которые способны использовать энергию солнечного света для синтеза богатых энергией соединений. [152,154] Эволюционные процессы в экосистеме осуществляются всегда при естественном отборе; причем отбираются те растения, которые максимально поглощают солнечную энергию. В древности пища была значительно более разнообразной по сравнению с пищей настоящего времени. За длительный период времени человек путем проб и ошибок пришел к культурам более энергоемким, которые занимают значительные площади.
К настоящему времени накоплен достаточный фактический и теоретический материал для разработки новой оценки. Для этого необходимо определить объективные показатели, которые позволили бы отличить одну группу растений от другой. Эти показатели должны характеризовать генофонд растений на целевой основе, критерий которых мог бы эффективно реализоваться в практике общественной жизни.
При этом необходимо отметить, что глобальной проблемой современности является энергетическое обеспечение социальной, производственной и биологической деятельности. Данную проблему можно считать стержневой для развития исследований и разработок ряда научных направлений. Кроме того, все процессы, как в живой, так и в неживой природе протекают в зависимости от энергии. Это свидетельствует о том, что оценку следует разрабатывать на основе системно-энергетического подхода. [66]
Экономическая и энергетическая оценка возделывания картофеля при капельном орошении
Основной принцип оценки экономической эффективности технологии производства картофеля - сопоставление эффекта, полученного в результате их производственного применения по величине и качеству урожая, и затрат на осуществление технологии в целом или отдельных ее звеньев.
Эффективность технологии в значительной степени определяется величиной урожая и его качеством. В соответствии с целями оценки экономической и энергетической эффективности проводят сбор и обработку соответствующей информации. При оценке экономической и энергетической эффективности технологии в целом учитывают урожай и его качественные характеристики, затраты на его производство по фактическим показателям.
Одна из зависимостей между производством и потреблением заключается в том, что производство находит свое окончательное завершение в потреблении. Критерий эффективности производства картофеля в результате действия множества конкретных экономических форм: цена, плата за фонд, платежей, амортизация, себестоимости, прибыли, заработной платы и фонда заработной платы и т.д.
Каждая из этих экономических форм имеет свой механизм действия.
Задача повышения экономической эффективности производства картофеля всегда стояла, поскольку уменьшение труда-главный источник богатства производства. Сокращение затрат труда, а следовательно-богатство предприятия.
Для получения высокой прибыли необходимо иметь рынок с «абсолютной информацией».
Так в исследованиях Рубаева О.Д. и Харковенко О.А. построена модель агропредприятий картофеле водч ее ко го направления в условиях несовершенного информационного обеспечения. Общеизвестно, что товаро-денежные отношения иррациональны и поэтому важна энергетическая оценка.
Под эффективностью производства (в т.ч. энергетической) принято понимать соотношение затрат и результатов. В экономической науке и практике имеется много показателей, с помощью которых измеряется эффективность производства. Наиболее распространенными из них являются: производительность труда, норма прибыли, уровень рента бельности, фондоотдача, фондоемкость и другие.
Эффективность возделывания картофеля является частным вопросом по отношению к эффективности сельскохозяйственного предприятия, отрасли сельского хозяйства и материального производства в целом. Поэтому определение энергетической эффективности затрат в отдельных элементах возделывания картофеля невозможно без выявления сущности и содержания данной экономической категории, без исследования ее всеобщих и специфических особенностей. Такой подход позволит определить показатели изменения энергетической эффективности элементов возделывания картофеля, выявит их взаимосвязь с отрицательными последствиями земледелия.
Поздняков A.M. пишет, что наибольший энергетический коэффициент у всех сортов о среднем за три года наблюдений отмечался на варианте совместного действия дозы минеральных удобрений N9oP% 60 энергии СВЧ и составлял по сорту Лорх - 5,05 , по сорту Свитангак Киевский - 6,36 и по Пензенской скороспелой - 4,55. Наименьший энергетический коэффициент отмечен на вариантах С умеренной ДОЗОЙ МИНераЛЬНЫХ удобрений N tff Р ад К бо.
В условиях рыночной экономики особую роль играют доходообразующие культуры, обеспечивающие лучшую приспособленность агрофитоценозов к специфике местных природных условий, которые позволяют более эффективно использовать техногенные факторы.
Культура картофеля выступает в качестве важнейшего рентообразующего фактора, как бы «озвучившего» в цене величину и качество урожая благодаря лучшему использованию местных почвенно-климатических условий и т.д. В данном случае картофель должен обеспечивать доходы тем, кто его выращивает.
Критерий эффективности производства картофеля складывается в результате действия множества конкретных экономических форм: цена, плата за фонды, платежи, амортизация, себестоимость, прибыль, заработная плата и т.д. Каждая из этих экономических форм имеет свой механизм действия (что и представлено в табл. 24,25).
Энергетический подход к оценке технологий производства продукции служит объективным методом обоснования ресурсосберегающих технологий, потому, что товаро-денежные отношения иррациональны.
