Содержание к диссертации
Введение
1. Природные условия Зейско-Буреинской равнины 5
1.1 Место расположения и краткая географическая характеристика Зейско-Буреинской равнины 10
1.2 Характеристика климата 10
1.3 Почвенные условия 13
1.4 Условия теплообеспеченности и естественного увлажнения атмосферными осадками 14
1.5Агроклиматическая оценка соответствия природных условий возделыванию гречихи 20
2. Состояние вопроса исследований по оценке водного и питательного режимов почвы при возделывании гречихи 24
2.1 Значение производства гречихи в хозяйствах Амурской области 24
2.2 Биологические особенности гречихи 28
2.3 Требования гречихи к факторам внешней среды 33
2.4 Агробиологическое обоснование необходимости орошения и удобрения гречихи 34
2.5 Болезни и вредители гречихи 37
3. Условия и методика проведения исследований 39
3.1 Цель и задачи исследований, схема опытов 39
3.2 Метеорологические условия и почвенная характеристика опытного участка 41
3.3 Агротехника возделывания гречихи 52
3.4 Методика проведения исследований 54
4. Оптимизация водного режима почвы и дозы внесения удобрений под планируемую урожайность гречихи 57
4.1 Динамика влажности почвы в период вегетации гречихи 57
4.2 Поливные и оросительные нормы 62
4.3 Суммарное водопотребление гречихи и его структура 66
4.4 Водопотребление гречихи по межфазным периодам 71
4.5 Биоклиматические коэффициенты испарения и водопотребления при формировании различной урожайности 73
5. Влияние антропогенно-регулируемых факторов нафотосинтетическую активность и формирование структурных показателей урожая гречихи 76
5.1 Влияние водного режима почвы и доз минеральных удобрений на сроки наступления фенологических фаз 76
5.2 Рост и развитие гречихи при разных водных режимах почвы и дозах удобрений 77
5.3 Динамика нарастания листовой поверхности и других показателей характеристики фотосинтетической активности гречихи 78
5.4 Оценка изучаемых факторов на структурные показатели урожайности гречихи 83
6. Экономическая и энергетическая эффективность возделывания гречихи при разной урожайности 89
6.1 Экономическая эффективность возделывания орошаемой гречихи 89
6.2 Энергетическая эффективность возделывания гречихи при разной урожайности 91
Заключение 94
Рекомендации производству 96
Список использованной литературы 97
Приложения 110
- Условия теплообеспеченности и естественного увлажнения атмосферными осадками
- Динамика влажности почвы в период вегетации гречихи
- Динамика нарастания листовой поверхности и других показателей характеристики фотосинтетической активности гречихи
- Энергетическая эффективность возделывания гречихи при разной урожайности
Введение к работе
Актуальность исследований. Ежегодный дефицит дождевых осадков весной и в первой половине лета, складывающийся в Амурской области, а также имеющие место большие разрывы выпадения их в период муссонных дождей затрудняют получение высоких и устойчивых урожаев сельскохозяйственных культур без орошения. В тоже время имеющиеся в области орошаемые земли пока из-за нарушения агротехники сельскохозяйственных культур и режима орошения используются недостаточно эффективно.
Гречиха, возделываемая в Амурской области, является ценной крупяной культурой. В е зерне содержится 10-15% легкоусвояемого белка, до 70% углеводов, 2,0-2,5% жиров, ценные для здоровья человека аминокислоты, микроэлементы, витамины группы В, Р, РР и др. Все это обусловливает уникальность лечебно-диетических свойств гречневой крупы, в том числе и для детского питания.
Гречиха влаголюбивая культура с изменяющейся в различные периоды роста и развития потребностью в воде. Недостаток влаги в любой период сопровождается стрессами и приводит к снижению урожая.
Решение проблемы оптимального водообеспечения растений гречихи в
условиях Амурской области сдерживается отсутствием научных разработок по
обоснованию водного режима почвы и регламента поливов этой культуры.
Поэтому исследования, направленные на обоснование оптимального водного
режима почвы путем проведения поливов гречихи, обеспечивающих получение
высокой урожайности при рациональном использовании водных и
энергетических ресурсов без утраты плодородия почвы, являются актуальными.
Степень разработанности темы. Вопросами технологии возделывания гречихи в Амурской области занимались ученые В.М. Пенчуков, А.А. Алябьева, Н.Д. Кумскова и др. Они установили, что гречиха в благоприятные годы способна давать высокие урожаи. Однако урожайность всех возделываемых в Амурской области сортов имеет значительные колебания, связанные с изменяющимися по годам погодными условиями района их возделывания. Недостаточная изученность вопросов, касающихся возделывания гречихи на орошаемых лугово-черноземовидных почвах Амурской области, и отсутствие рекомендаций по регулированию водного режима почвы в сочетании с внесением удобрений на урожайность и послужило основанием проведения наших исследований.
Цель исследований сводилась к обоснованию оптимального водного режима почвы, обеспечивающего в сочетании орошения с внесением расчетных
доз минеральных удобрений стабильное получение урожайности не ниже 1,5 т/га зерна.
Для достижения поставленной цели в исследованиях поэтапно решались следующие задачи:
установить реакцию растений гречихи на динамику водного режима в активном слое почвы при различных уровнях предполивной влажности;
дать оценку влияния водного режима почвы на рост и развитие, а также урожайность гречихи и обеспечивающего его регламента поливов для возделывания на орошаемых землях в различных погодных условиях;
- определить основные показатели фотосинтетической деятельности
гречихи при формировании различных уровней урожайности;
- определить влияние уровней урожайности на величину и структуру
суммарного водопотребления гречихи;
- дать оценку экономической эффективности и энергетических показателей
на рекомендуемых водных режимах почвы и дозах минеральных удобрений,
связанных с получением планируемой урожайности.
Научная новизна результатов исследований состоит в том, что впервые для условий Амурской области установлены закономерности формирования водного режима почвы и особенности обеспечивающих его поливов с учетом динамики водопотребления при различных уровнях урожайности гречихи. Обоснованы режимы орошения и дозы внесения макроудобрений для стабильного получения урожайности на уровне 1,0, 1,5 и 2,0 т/га зерна.
Для каждого уровня урожайности обоснованы оптимальные параметры характеристики растений в посевах гречихи, оросительные нормы, величина и структура суммарного водопотребления по межфазным периодам и в целом за вегетацию, коэффициенты водопотребления гречихи.
Теоретическая и практическая значимость работы. Теоретически
обоснованы и экспериментально подтверждены согласованные с
биологическими особенностями гречихи оптимальный водный режим почвы и дозы внесения макроудобрений, обеспечивающие получение планируемой урожайности с высокой экономической эффективностью.
Практическая значимость результатов исследований подтверждается производственной проверкой рекомендуемых положений, которая проводилась в 2010…2015 годах в учебном хозяйстве 2-го отделения ГПОАУ АО «Амурский аграрный колледж» Октябрьского района на площади 10 га и завершилась получением экономического эффекта в сумме14 тыс. рублей на 1 га.
Методология и методы исследования. При постановке и проведении полевых экспериментов использовались системные подходы, современные
научные методы планирования и проведения полевых опытов. Все необходимые наблюдения, учеты, измерения и анализы проводились по общепринятым методикам Б.А Доспехова, В.Н Плешакова, З.А. Корчагиной, В.И. Филина, А.А. Роде и других.
Положения, выносимые на защиту:
установить реакцию растений гречихи на динамику водного режима в активном слое почвы при различных уровнях предполивной влажности;
дать оценку влияния водного режима почвы на рост и развитие, а также урожайность гречихи и обеспечивающего его регламента поливов для возделывания на орошаемых землях в различных погодных условиях;
- определить основные показатели фотосинтетической деятельности
гречихи при формировании различных уровней урожайности;
- определить влияние уровней урожайности на величину и структуру
суммарного водопотребления гречихи;
- дать оценку экономической эффективности и энергетических показателей
на рекомендуемых водных режимах почвы и дозах минеральных удобрений,
связанных с получением планируемой урожайности.
Степень достоверности и апробация результатов исследований
подтверждается значительным объемом экспериментальных данных,
полученных в результате четырехлетних исследований, проведенных с использованием общепринятых методик полевого опыта, дисперсионного и корреляционного анализов и подтвержденных положительными результатами внедрения разработанной технологии в производственных условиях. Основные результаты полевых исследований докладывались и получили одобрение на XI региональной научно-практической конференции с межрегиональным и международным участием «МОЛОДЕЖЬ XXI ВЕКА: ШАГ В БУДУЩЕЕ» (г. Благовещенск, 2010г.), Международной научно-практической конференции «Научные основы природообустройства России: проблемы, современное состояние, шаги в будущее» (г. Волгоград, 2015г.), Международной научно-практической конференции «Эколого-мелиоративные аспекты рационального природопользования» (г. Волгоград, 2017г.).
Личный вклад автора заключается в выборе схемы опытов, постановке и
проведении полевых исследований, обработке полученных опытных данных и
лабораторных анализов, написании научных статей, диссертации и
автореферата, в общей сложности он составляет не менее 80%.
Публикация работ. По материалам диссертации опубликовано16 научных работ, в том числе 3 работы в рецензируемых изданиях перечня ВАК Минобрнауки РФ.
Объем и структура диссертации. Диссертационная работа включает
введение, шесть глав, заключение, рекомендации производству,
библиографический список использованной литературы. Содержание работы изложено на 124 страницах машинописного текста, включает 21 таблицу, 13 рисунков и 13 приложений. Список использованной литературы содержит 157 источников, в том числе 7 иностранных авторов.
Условия теплообеспеченности и естественного увлажнения атмосферными осадками
Теплообеспеченность является одним из основных факторов, влияющих на образование климата. Так как территория Амурской области находится в умеренных широтах, где продолжительность светового дня изменяется в течении года, изменяется и интенсивность солнечной радиации по ее тепловому действию. На ее величину влияет продолжительность солнечного сияния, то есть чем больше количество дней с ясной и солнечной погодой, тем выше инсоляция на поверхности почвы. Продолжительность солнечного сияния, помимо географических координат, зависит от высоты местности и ориентации склонов. В Амурской области ввиду ее значительной протяженности с севера на юг продолжительность солнечного сияния составляет 1900-2000 часов в год на севере и на юге более 2500 часов. Это является довольно высоким показателем для возделывания большинства сельскохозяйственных культур умеренной климатической зоны, тем более гречихи с е непродолжительным вегетационным периодом. Сумма солнечной радиации измеряется ккал/см2 в год и ее величина для территории Амурской области в среднем равна 90 - 95 ккал/см2 в год на севере и 110 - 117 ккал/см2 в год на юге области. Поступление солнечной энергии также зависит от физического состояния почвы, воздуха и рельефа местности.
Водные объекты медленно нагреваются летом, а осенью постепенно отдают накопленное тепло. Склоны, ориентированные на юг, нагреваются больше склонов другой ориентации. В сумме эти факторы оказывают большое влияние на суточный и сезонный приход и расход тепла, что отражается в радиационном балансе. Годовой радиационный баланс области характеризуется положительными величинами и составляет 25 ккал/см2 на севере и 40 ккал/см2 на юге. На интенсивность солнечной радиации оказывает влияние циркуляция атмосферы, которая над территорией Амурской области имеет хорошо выраженную сезонность, обусловливается она западно-восточным переносом воздушных масс умеренных широт и сезонными термическими изменениями суши.
Термические ресурсы Амурской области характеризуются суммой среднесуточных температур выше 10оС. Переход на среднесуточную температуру воздуха через 10оС на территории Зейско-Буреинской равнины весной в среднем происходит 15 мая, а осенью 25 сентября. Продолжительность этого периода изменяется по годам в пределах 135-155 дней. Самым теплым месяцем в году является июль, среднесуточная температура воздуха в котором составляет 20,7 – 21,4оС, а в октябре уменьшается до 2,1оС.
Годовая амплитуда температур составляет 90оС, диапазон, которой измеряется абсолютным минимумом минус 50оС и абсолютным максимумом 40оС. Ввиду того что морозный период в Амурской области имеет большую продолжительность, а снежный покров имеет малую мощность, в южной сельскохозяйственной зоне происходит интенсивное и глубокое промерзание почвы, до 2,0 м. Разница между промерзанием на оголенной поверхности почвы и со снежным покровом составляет не более 0,9 м. В апреле прекращается вторжение арктического воздуха. Одновременно с этим увеличивается приход тепла из южных широт, сопровождающийся понижением относительной влажности воздуха. В апреле-мае почти ежегодно насчитывается до десяти дней с влажностью воздуха меньше 30%. Переход от зимы к лету происходит сравнительно быстро: от окончания морозов до перехода суточной температуры воздуха через 10С занимает полтора-два месяца. Начало оттаивания приходится на первую декаду апреля и к концу мая глубина его достигает до 1,0 м.
По обеспеченности теплом Зейско-Буреинской равнина поделена на пять районов, значения сумм эффективных температур в данных районах колеблется в интервале от 1600 до 2200оС, что представлено в таблице 1.1 Агроклиматические подрайоны Iа и Iб относятся к самой теплой термической зоне, суммы средних суточных температур воздуха за период с температурами выше 10оС превышают 2200оС. Они располагаются на юге Зейско-Буреинской равнины, на территории Михайловского, Константиновского, Благовещенского и Тамбовского районов, которые относятся к южной сельскохозяйственной зоне.
Агроклиматические подрайоны IIа, IIб и IIв ограничены изолиниями сумм температур за период с температурой выше 10оС, равной 2200-2000С, ГТК изменяется в интервале 1,6 – 2,0 и характеризуются как умеренно теплые, влажные.
Подрайоны IIIб и IIIв по теплообеспеченности являются умеренно прохладные с суммой температур выше 10С равной 1600-1800оС, по влагообеспеченности характеризуются как влажные (ГТК 1,6-2,0). По северу области расположены подрайоны IVб, IVв и V, которые характеризуются как прохладные с суммой температур выше 10С, менее 1600оС и избыточно влажные (ГТК более 2,0)
Осадки в сельскохозяйственной зоне Амурской области являются основной приходной статьей водного баланса. Грунтовые воды, залегая на большой глубине (10-24 м), практически не оказывают влияния на водный режим активного слоя почвы [1,9,120]. По влагообеспеченности южная сельскохозяйственная территория делится на три зоны, характеристики которых определяются по значениям гидротермического коэффициента (ГТК) Г.Т. Селянинова (Таблица 1.2).
Сумма осадков, выпадающих в южной сельскохозяйственной зоне Зейско-Буреинской равнины в среднемноголетний год за период со среднесуточными температурами воздуха выше 10оС, составляет 400 - 450 мм. Это казалось бы вполне достаточно для нормальной водообеспеченности гречихи. Однако отмечается неравномерное распределение дождевых осадков, обусловленное воздействием муссонов, способствующих сосредоточению почти всего годового объема их на весьма короткий период года. По данным метеостанции «Благовещенск», основная часть осадков (90-95% годовой суммы) выпадает в мае-сентябре, причем 60-70% - в июле-августе.
Осадки выпадают на обширной территории в течении короткого промежутка времени (суточный максимум дождей часто превышает 100 мм) (Таблица 1.3)
Динамика влажности почвы в период вегетации гречихи
Влажность почвы является одним из основных и незаменимых факторов, влияющих на рост и развитие растений. Исследования С.И. Долгова, С.А. Вериго, Л.В. Разумовой, А.А. Роде, И.Н. Судницына показали, что достаточное количество влаги в активном слое почвы способствует повышению подвижности и доступности не только влаги, но и необходимых макро и микроэлементов, что в сочетании с благоприятными температурными и световыми условиями позволяют получать высокий урожай сельскохозяйственных культур [5, 8, 13, 14, 15, 33, 37, 47].
Анализ по литературным источникам исследований А.Н. Костякова, Б.А. Шумакова, М.Н. Багрова, Б.Б. Шумакова, И.П. Кружилина, М.С. Григорова, И.С. Шатилова и других ученых показал, что существуют критические для различных сельскохозяйственных культур пределы доступности влажности почвы. Внесение же минеральных удобрений и почвенной влаги поливами способствует созданию более благоприятных условий для роста и развития растений [5, 13, 26, 27, 45, 58, 73, 77, 83, 85, 87]. Установлено, что поддержание влажности в активном слое почвы в пределах НВ-ВРК путем проведения вегетационных поливов способствует повышению наличия легкодоступной почвенной влаги как до появления всходов, так и на протяжении всего вегетационного периода. [15, 23, 24, 33, 39, 60, 63, 86, 89, 90, 92, 99, 134, 138, 145]. В задачу исследований по регулированию водного режима почвы входит необходимость обоснования параметров верхней и нижней границы этих значений. При орошении дождеванием создается не только более благоприятный режим влажности почвы, но и приземного слоя воздуха, что способствует снижению температуры наружного воздуха в посевах. При назначении поливов необходимо соблюдать условие, при котором наибольший запас влаги в расчетном слое почвы создается при насыщении е до наименьшей влагоемкости. Частые поливы малыми поливными нормами связаны с непроизводительными потерями воды на испарение и поверхностный сток, а также с дополнительными затратами труда и материальных средств. Сочетание проведения послепосевного и вегетационных поливов, обеспечивающих поддержание влажности не ниже заданного уровня предполивной влажности почвы с внесением макроудобрений дает возможность оптимизировать водный и пищевой режимы почвы, способствуя тем самым получению запланированной урожайности.
В результате изучения литературных источников были определены подходы к установлению допустимых пределов (фактор А) снижения порога влажности в активном слое почвы (0,4 м), которые включены в схему полевых опытов наших экспериментальных исследований. Влажность почвы в годы исследований изменялась под влиянием суммарного расхода воды гречихой в различные межфазные периоды в разные по метеорологическим условиям годы, включающие сумму и распределение атмосферных осадков, а также проведение поливов. Результаты наблюдений за динамикой влажности в активном слое почвы по вариантам водного режима представлены в таблицах 4.1.- 4.3. и на рисунках 4.1.- 4.4.
Анализируя полученные данные можно сказать, что допустимые по схеме полевого опыта пределы снижения влажности почвы выдерживались. Отклонения от установленных нижних пределов влажности почвы не превышали 2,5%. В одинаковых по водному режиму вариантах, но в разные по погодным условиям годы исследований, количество и сроки проведения поливов различались, за исключением первого послепосевного, который проводили в один день во всех вариантах опытов группы А.
Так, в сухих 2011 и 2014 годах снижение влажности почвы до 80% НВ, помимо предпосевного во второй декаде июня, отмечалось 5 раз, во влажных 2010 и 2013 годах из-за разного количества и интенсивности выпадения осадков снижение влажности почвы до 80% НВ в период вегетации гречихи наблюдалось 4 раза. В вариантах водного режима почвы 70 и 60% НВ, число вегетационных поливов было меньше, чем в варианте 80% НВ. Для поддержания влажности почвы не ниже 70% НВ в сухих (2011,2014 г) было проведено 4 полива, во влажные годы - 3 полива. В варианте водного режима с предельным снижением влажности почвы не ниже 60% НВ, в разные по сумме выпавших осадков годы были проведены от 2 до 3 поливов.
Необходимость в проведении поливов в более ранние сроки, по сравнению с другими вариантами, возникала в варианте водного режима 80% НВ. Это происходило благодаря более интенсивному росту и развитию растений гречихи на фоне лучшей обеспеченности влагой, что сопровождалось увеличением общего расхода влаги из активного слоя почвы для образования зеленой массы растений до заданного схемой опытов порога иссушения (Рисунок 4.1.-4.4.)
Интенсивность снижения влажности активного слоя почвы до заданных предполивных значений зависит от численных значений предполивного уровня влажности почвы, количества и распределения осадков, среднесуточной температуры воздуха, а также динамики нарастания вегетативной массы растений гречихи.
В связи с этим, на варианте водного режима с предполивной влажностью почвы не ниже 80% НВ, имеющего самый высокий предполивной порог влажности почвы, где объм доступной для растений в активном слое почвы влаги оказывался меньше, чем в двух других вариантах, она расходовалась быстрее.
Следовательно, снижение предполивного порога влажности почвы в активном слое в других вариантах водного режима приводит к более длительному потреблению растениями имеющихся запасов почвенной влаги. Отсюда количество поливов в этих вариантах водного режима почвы уменьшается, но при этом поливная норма увеличивается.
Динамика нарастания листовой поверхности и других показателей характеристики фотосинтетической активности гречихи
Ценность растений гречихи в агротехническом отношении определяется быстрым формированием мощной вегетативной массы и листовой поверхности. На растениях гречихи имеется три формы листьев. Два семядольных листочка имеют округлую форму. Затем развиваются длинночерешковые листья сердцевидно - треугольной или стреловидной формы. На верхушках стебля и ветвей образуются почти сидячие, стреловидные листья.
В местах прикрепления листа к стеблю имеются прилистники, которые срастаясь образуют перепончатый раструб. Отсутствие опушения и сравнительно тонкая кожица листа способствуют значительной транспирации. За весь период роста и развития на растении образуется в среднем 10 - 25 листьев. Количество и площадь листовых пластинок зависит от сортовых особенностей, плодородия и степени увлажнения почвы.
В наших опытах листовая поверхность растений в пересчте на один гектар непрерывно нарастала, достигая максимальных значений в фазу плодообразования. В первые фазы роста и развития растений гречихи прирост листовой поверхности происходил в основном за счет появления и увеличения числа новых листьев, а максимум е наблюдался к фазе начала созревания первых плодов. Суммарная площадь активно действующей листовой поверхности гречихи из-за пожелтевших и частично поврежденных листьев уменьшалась к уборке. (Рисунок 5.1; приложения 3-6).
В вариантах без орошения внесение минеральных удобрений способствовало увеличению площади листьев. Так, в вариантах с внесением максимальных доз удобрений, N40P80K20 и N50P100K30, она достигала 29,09 тыс. м2/га, что больше на 5,99 тыс. м2/га по сравнению с контролем, без удобрений.
Поддержание водного режима в активном слое почвы проведением поливов не ниже 80% НВ в сочетании с N50P100K30 позволило увеличить площадь листьев до 53,78 тыс. м/га.
Максимальная площадь листьев не единственный показатель, определяющий продуктивность посевов гречихи. Она лишь может служить критерием для оценки степени соответствия внешних условий для формирования растениями урожая общей биомассы. Более точными показателями для определения эффективности реализации тепла и водных ресурсов на формирование надземной массы растений являются интенсивность работы площади листьев для создания урожая в течение всего вегетационного периода гречихи, которые характеризуются фотосинтетическим потенциалом (ФП) и чистой продуктивностью фотосинтеза (ЧПФ).
Результаты четырехлетних исследований показали, что изучаемые факторы активизировали фотосинтетическую деятельность гречихи. Повышение дозы удобрений от N30P60 до N50P100K30 во всех вариантах водного режима почвы, включая контрольный, как видно из рисунка 5.2, способствовало повышению фотосинтетического потенциала гречихи, главным образом, за счет активизации чистой продуктивности фотосинтеза, и как следствие этого, урожайности.
Так, в варианте с внесением макроудобрений в дозе N50P100K30 значение фотосинтетического потенциала (в среднем за 2010-2014 гг) возросло по сравнению с контролем на 282,16 тыс. м2дней/га и составило 1122,68 тыс. м2 дней/га.
Улучшение обеспеченности растений влагой за счет увеличения предполивного порога влажности почвы с 60% до 80% НВ способствовало повышению фотосинтетического потенциала на 829,84 тыс. м2 дней/га по сравнению с вариантом без орошения.
В варианте поддержания влажности почвы не ниже 70% НВ численные значения фотосинтетического потенциала в зависимости от вносимых доз минеральных удобрений изменялись в пределах 1253,97-1917,23 тыс. м2 дней/га или увеличились более чем на 50%. В вариантах с предполивными порогами влажности 60% и 80% НВ значения ФП за вегетацию изменялись в пределах 1060,19 - 1376,36 тыс. м2 дней/га и 1720,36 - 2246,85 тыс. м2 дней/га соответственно.
Основным показателем активности фотосинтетической деятельности растений является чистая продуктивность фотосинтеза. Связь ЧПФ с уровнем формируемого урожая самая непосредственная, поскольку интенсивность фотосинтеза вегетирующих растений характеризуется приростом вегетативной массы и измеряется в расчете на единицу фотосинтезирующей площади листьев в единицах вновь созданной органической массы [150,154].
Поэтому улучшение водного режима почвы за счет повышения предполивного уровня влажности почвы с внесением удобрений активизирует чистую продуктивность фотосинтеза, способствуя тем самым повышению урожайности (Таблица 5.3)
Полученные значения ЧПФ на всех вариантах полевого опыта постепенно нарастали, достигая максимума значений в межфазный период цветение -плодообразование и затем постепенно снижались. Одновременно с этим установлено, что внесение макроудобрений, как и орошение, способствует активизации продуктивности фотосинтетической деятельности растений гречихи. Максимальная чистая продуктивность фотосинтеза, 6,6 г/м в сутки, сложилась в варианте водного режима почвы 80% НВ на фоне внесения удобрений N50P100K30. В варианте с предполивным уровнем влажности почвы 70%НВ продуктивность фотосинтеза снизилась до 5,3 г/м2в сутки. Минимальные значение ЧПФ, 2,5 г/м2 в сутки, сложилось на контрольном варианте без орошения и без внесения удобрений.
Энергетическая эффективность возделывания гречихи при разной урожайности
Энергетический анализ по вариантам полевого опыта для обоснования водного режима почвы и доз внесения удобрений при возделывании орошаемой гречихи основывался на сравнении следующих показателей: коэффициента энергетической эффективности, затрат совокупной энергии и энергоемкости полученной продукции.
Энергетический метод не заменяет, а дополняет и существенно расширяет возможности экономического анализа, направляет на экономию энергетических затрат, поиск энергосберегающих технологий и систем, повышение их энергетической эффективности [104].
Расчет затрат совокупной энергии более трудоемкий, так как он представляяет сумму всех затраченных энергий, участвующих как напрямую так и косвенно в выполнении технологических приемов. Расчет совокупных затрат проводится по формуле:
Q3 = QX + QZ + Q2 +- + Qni (6.2)
Где, Qз - затраты совокупной энергии;
Qi - затраты совокупной энергии, вложенной трудовыми ресурсами;
Q2 - затраты энергии на все виды ГСМ;
Q3 - затраты на производство минеральных удобрений;
Q4 - затраты на производство пестицидов;
Qs - затраты на производство семян гречихи;
Q6 - затраты электроэнергии;
Q7 – затраты, понесенные на производство сельскохозяйственных машин и автотранспорта;
Qn – другие виды затрат энергии.
Под прямыми затратами подразумеваются затраты, непосредственно связанные с выполнением работ технологического цикла. К ним относятся труд человека, расход топлива и смазочных материалов всеми видами движителей, затраты электрической энергии для привода машин, расход других средств, используемых в процессе производства. К косвенным затратам относятся энергозатраты на изготовление средств производства для сельского хозяйства (тракторов, автомобилей, сельскохозяйственных машин и орудий, минеральных удобрений, получение посевного материала).
Энергетический коэффициент или коэффициент полезного действия определяется делением валовой энергии, содержащейся в продукции, на затраты совокупной энергии.
Энергетическая эффективность возделывания гречихи на орошении с применением расчетных доз удобрений представлена в таблице 6.2
Анализ полученных данных показал, что затраты совокупной энергии на получение продукции увеличиваются с увеличением предполивной влажности почвы и доз минеральных удобрений. Так, наименьшие показатели затрат были получены в варианте без орошения и без внесения удобрений, максимальные - в варианте с предполивной влажностью 80% НВ и дозой внесения удобрений N50P100K30.
Показатель энергии, получаемый с урожаем, прямо пропорционален урожайности гречихи в вариантах исследований. Минимальный показатель, 6550,2 МДж/га, наблюдался в варианте без орошения и без внесения удобрений, где урожайность составила 0,63т/га. Максимальный 24260,0 МДж/га, был в варианте с предполивной влажностью почвы 80% НВ и дозе внесения минеральных удобрений N50P100K30, что обеспечило получение урожайности на уровне 2,00 т/га. Но в связи с недобором урожайности лучшим признан вариант с поддержанием водного режима почвы 70% НВ. Где затраты совокупной энергии составили 6267,0 МДж/га, а энергия урожая 19286,7 МДж/га, при этих показателях коэффициент энергетической эффективности составил 3,08.