Содержание к диссертации
Введение
1. Теоретические основы применения рогокопытной крошки и цеолитсодержащего трепела в звене севооборота с пропашными культурами 11
1.1. Использование под пропашные культуры нетрадиционных органических удобрений 11
1.2. Использование почвоулучшителей сорбционного типа под пропашные культуры 28
1.3. Роль пропашных культур в севооборотах Волго-Вятской зоны 39
1.4. Влияние пропашных культур на продуктивность звена севооборота 46
2.Условия и методика исследования 57
2.1. Схема опыта и методы исследований 57
2.2. Характеристика почвенно-климатических условий 61
2.2.1. Почвенные условия в опыте 61
2.2.2. Климатические условия 63
3. Результаты исследования 67
3.1. Рост и развитие сельскохозяйственных культур 67
3.1.1. Фазы роста и развития растений картофеля за годы исследования 67
3.1.2. Влияние удобрений на формирование ассимиляционного аппарата растений картофеля 69
3.1.3. Фазы роста и развития растений кормовой свеклы в зависимости от вносимых удобрений 70
3.1.4. Влияние удобрений на формирование ассимиляционного аппарата растений кормовой свёклы 73
3.2. Биологическая активность почвы в опыте 76
3.2.1. Биологическая активность почвы в посадках картофеля 76
3.2.2. Биологическая активность почвы в посевах кормовой свеклы 79
3.3. Формирование урожайности картофеля и кормовой свеклы в зависимости от применения удобрений 80
3.3.1. Картофель 80
3.3.2. Кормовая свёкла 85
3.4. Качественные показатели растениеводческой продукции пропашных культур 88
3.4.1. Содержание нитратов в урожае пропашных культур 88
3.4.2. Содержание сухого вещества и крахмала в клубнеплодах картофеля 92
3.4.3. Содержание сухого вещества и сахара в корнеплодах кормовой свеклы 94
3.5. Последействие рого-копытной крошки на посевах ячменя 96
3.5.1. Биологическая активность почвы в посевах ячменя 98
3.5.2. Структура урожая и урожайность ячменя после пропашных культур 99
4. Экономическая, биоэнергетическая и хозяйственная оценка зернопропашного звена 105
4.1. Экономическая оценка зернопропашного звена севооборота 105
4.1.1. Экономическая оценка внесения удобрений и цеолитсодержащего трепела при возделывании картофеля 105
4.1.2. Экономическая оценка внесения удобрений и цеолитсодержащего трепела при возделывании кормовой свёклы 111
4.1.3. Экономическая оценка возделывания ячменя в последействии внесения удобрений и цеолитсодержащего трепела под картофель 116
4.2. Биоэнергетическая оценка зернопропашного звена севооборота 120
4.3. Оценка продуктивности зернопропашного звена 138
Заключение 140
Предложение производству 142
Список использованной литературы 143
Приложения 160
- Использование почвоулучшителей сорбционного типа под пропашные культуры
- Фазы роста и развития растений кормовой свеклы в зависимости от вносимых удобрений
- Экономическая оценка внесения удобрений и цеолитсодержащего трепела при возделывании картофеля
- Биоэнергетическая оценка зернопропашного звена севооборота
Введение к работе
Актуальность темы. За последние годы в структуре посевных площадей сельскохозяйственных организаций республики наметилась тенденция снижения доли пропашных культур. Несмотря на это они остаются важным компонентом в обеспечении продуктами питания и кормовой базы земледельческой отрасли, из которых картофель и кормовая свекла получили наибольшее распространение. В современных условиях для любого производителя растениеводческой продукции основной задачей является повышение продуктивности агро-ценоза. Производственный опыт и научные данные свидетельствуют о том, что в полеводстве пропашные культуры относят к энергозатратным, значительная доля затрат энергии которых приходится на борьбу с сорняками, болезнями и вредителями, снабжение элементами питания для формирования урожая. Высокие дозы азотных удобрений, несбалансированность их для конкретных почв и культур могут стимулировать накопление в растительной продукции нитратов-нитритов – веществ, снижающих качественный показатель продукции растениеводства при превышении норм ПДК. Общеизвестным является факт, что в год внесения удобрений растениями используется лишь небольшая часть питательных веществ. Оставшаяся их часть поглощается почвой, вымывается, а также частично может усваиваться растениями в последующие годы. Сорбированные почвой элементы питания растений как органических, так и минеральных удобрений в последействии обеспечивают прибавку урожая. В связи с этим актуальным является поиск нетрадиционных форм удобрений, обеспечивающих не только полноценное питание растений в год их применения, но и длительное пролонгированное действие. В этом отношении представляет интерес использования отхода отрасли мясоперерабатывающей промышленности - рого-копытной крошки в качестве органического удобрения и цеолитсодержащего трепела в качестве почвоулучшителя сорбцион-ного типа в звене севооборота с пропашными культурами.
Степень разработанности темы. Вопросы использования отходов мясопереработки рогов и копыт в качестве органического удобрения были отмечены в работах Д.И. Менделеева (1951), А.Д. Димитриева (1995), А.Д. Неклюдова (1999), Э.Л. Митрофанова (2002), Васильева О.А. (2008), а действие и последействие цеолита в качестве ионообменника сорбци-онного типа описаны в трудах: Ю.Н. Водяницкого (1984) У.Г. Дистанова (1989,1997) Г.В. Сафронова (1989), Е.П. Зинковича (1990), А.В. Постникова (1990, 1992, 1999), И.М. Емельяновой (1992), Е.В. Балашова (1996), О.А. Карасева (1996), Ю.С. Колягина (1996), Г.П. Скребкова (1997), Н.С. Шишкиной и Н.Б. Нильчевской (1998), Л.Н. Алексеева (1998), А.И. Кузнецова (1998), Н.Г. Сихарудидзе (1998), А.Н. Горбунова (2000), В.В. Матыченкова (2002), Е.В. Просянникова (2007), А.Х. Куликовой (2007, 2010, 2011, 2017), О.А. Васильева (2008), Е.Н. Кузина и Е.Е. Кузиной (2010, 2014, 2016, 2017), А.Н. Арефьева (2014, 2016, 2017) и др.
Цель диссертационной работы - научно обосновать и разработать приемы эффективного применения отхода мясоперерабатывающей отрасли - рого-копытной крошки в качестве органической формы азотного удобрения в комплексе с фосфорно-калийными минеральными удобрениями, и цеолитсодержащим трепелом под картофель и кормовую свеклу, а так же их последействие на ячмене для получения высоких, устойчивых урожаев сельскохозяйственных культур хорошего качества в пропашном звене полевого севооборота на серой лесной почве в условиях Волго-Вятской зоны. В задачи исследований входило:
изучить влияние азотного удобрения органического происхождения - рого-копытной крошки (РКК) при совместном внесении с фосфорно-калийными минеральными удобрениями в сравнении с минеральной формой азота, как самостоятельно, так и на фоне цеолитсо-держащего трепела на рост и развитие картофеля и кормовой свеклы;
определить биологическую активность почвы в звене севооборота при внесении под пропашные культуры различных форм азотных удобрений совместно с фосфорно-калийными минеральными удобрениями в вариантах опыта;
выявить влияние различных форм азотных удобрений совместно с фосфорно-калийными минеральными удобрениями, как отдельно, так и на фоне цеолитсодержащего трепела на площадь листовой поверхности, урожайность и качественные показатели клубней картофеля и корнеплодов кормовой свеклы;
установить последействие различных форм азотных удобрений на урожайность ячменя в звеньях севооборота "картофель - ячмень" и "кормовая свекла - ячмень";
определить продуктивность звена севооборота "картофель - ячмень" и "кормовая свекла - ячмень" при использовании различных форм азотных удобрений как самостоятельно, так и на фоне цеолитсодержащего трепела;
дать экономическую и энергетическую оценку эффективности применения различных форм азотных удобрений при возделывании пропашных культур в звене севооборота "картофель - ячмень" и "кормовая свекла - ячмень".
Научная новизна. Уточнено название отхода мясоперерабатывающей отрасли из рогов и копыт - старое название «рого-копытный шрот» (РКШ), заменено на «рого-копытная крошка» (РКК). Установлена эффективность применения рого-копытной крошки в качестве азотного удобрения органической формы в комплексе с фосфорно-калийными минеральными удобрениями, а так же действие их на фоне цеолитсодержащего трепела на светло-серой лесной почве в прямом действии под пропашные культуры и в последействии на ячмене.
Теоретическая и практическая значимость работы. Полученные результаты применения отхода мясоперерабатывающей промышленности - рого-копытной крошки - в качестве азотного удобрения и трепела - в качестве почвоулучшителя сорбционного типа как факторов экологизации и биологизации земледелия в звене полевого севооборота с пропашными культурами, являются практической и теоретической основой для разработки и совершенствования технологий возделывания пропашных культур. Результаты исследований позволят рекомендовать их к использованию на практике для улучшения технологии возделывания сельскохозяйственных культур. Рого-копытную крошку и цеолитсодержащий трепел необходимо использовать в системе удобрений в звене севооборота с пропашными культурами и ячменем для получения высоких урожаев качественной продукции. Результаты исследований соискателя применяются в учебном процессе на кафедре земледелия растениеводства, селекции и семеноводства. На основе материалов исследований разработаны и включены в методическое пособие для выполнения курсовой работы по земледелию с основами почвоведения и агрохимии по дисциплине «Земледелие с основами почвоведения и агрохимии», материалы исследований используются в изучении дисциплины «Информационные технологии в агробизнесе». Исследования включены в план научно-исследовательской работы ФГБОУ ВО Чувашская ГСХА согласно приказа №733/1-с от 11.11.2015 г. о утверждении темы диссертационных работ на соискание ученой степени кандидата наук и назначении руководителем доктора сельскохозяйственных наук, профессора Шашкарова Леонида Геннадьевича.
Методология и методы исследования по изучению эффективного применения отхода мясоперерабатывающей отрасли - рого-копытной крошки в качестве органической формы азотного удобрения в комплексе с фосфорно-калийными минеральными удобрениями и цеолитсодер-жащим трепелом в зернопропашном звене севооборота основаны на анализе научной литературы отечественных и зарубежных авторов, определении цели, задач и программы исследований. Методы исследований включали: полевой опыт, наблюдения и учеты, лабораторные анализы; математическая и статистическая обработка на достоверность результатов выполнялась с помощью программного обеспечения MS Excel.
Основные положения, выносимые на защиту:
биологическая активность почвы и условия минерального питания пропашных культур на фоне применения в пропашном звене полевого севооборота отхода мясоперерабатывающей промышленности - рого-копытной крошки в качестве органической формы азотного удобрения;
площадь ассимиляционной поверхности картофеля и кормовой свеклы при использовании органической и минеральной формы азотного удобрения и цеолитсодержащего трепела;
урожайность и качественные показатели возделываемых сельскохозяйственных культур при использовании в пропашном звене полевого севооборота органической (РКК) и минеральной (аммиачная селитра) форм азотного удобрения как самостоятельно, так и на фоне цеолитсодержащего трепела под картофель и кормовую свеклу;
последействие второго года рого-копытной крошки и цеолитсодержащего трепела на ячмене.
энергетическая и экономическая эффективность применения под пропашные культуры рого-копытной крошки и трепела в качестве почвоулучшителя сорбционного типа.
Достоверность результатов исследований. Экспериментальные данные полевых, лабораторных и производственных исследований получены с использованием рекомендованных методик и ГОСТов. Достоверность результатов исследований подтверждена статистической обработкой. Проверка методики и оформления проведения полевых опытов ежегодно осуществлялась методической комиссией по приемке опытов ФГБОУ ВО «Чувашская государственная сельскохозяйственная академия»
Апробация работы. Результаты исследований и основные положения диссертации, выносимые на защиту, апробировались на научно-практических конференциях профессорско-преподавательского состава, аспирантов и научных сотрудников ФГБОУ ВО ЧГСХА (2012…2017 гг.) и получили положительную оценку на кафедре земледелия, растениеводства, селекции и семеноводства (2012…2017 гг.), на Ученом совете факультета биотехнологий и агрономии и на Ученом совете академии (2017 г.).
Личный вклад соискателя. Соискателем разработана программа исследований по применению отхода мясоперерабатывающей отрасли (РКК) в качестве органической формы азотного удобрения в комплексе с фосфорно-калийными минеральными удобрениями и цеолитсодер-жащим трепелом. Автором лично за период с 2012 по 2016 гг. проведены полевые опыты и наблюдения за растениями, обобщены и проанализированы результаты наблюдений за погодными условиями, лабораторные анализы растительных образцов, определена биологическая активность почвы, заложен почвенный разрез профиля и его описание, проведен отбор почвенных образцов на агрохимические анализы; проведен анализ и обобщение полученных
результатов и литературных источников по тематике исследования, формирование выводов работы и предложение производству.
Публикации. По материалам диссертации опубликованы 13 работ, в том числе 4 статей в изданиях, рекомендованных ВАК РФ.
Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 142 страницах компьютерного текста, состоит из введения, 4 глав, заключения, предложение производству, содержит 62 таблицы, 6 приложений на 48 страницах и 22 рисунка. Список использованной литературы включает 165 наименований, в том числе 13 иностранных авторов и 9 интернет источников.
Благодарность. Автор выражает благодарность первому научному руководителю: Заслуженному деятелю науки Российской Федерации и Чувашской Республики, доктору сельскохозяйственных наук, профессору Александру Ивановичу Кузнецову за помощь в проведении исследований. А так же выражаю искреннюю признательность и благодарность второму научному руководителю Заслуженному работнику сельского хозяйства Чувашской Республики, доктору сельскохозяйственных наук, профессору Шашкарову Леониду Геннадьевичу за помощь в оформлении диссертации.
Использование почвоулучшителей сорбционного типа под пропашные культуры
Рациональное использование ресурсов, вовлеченных в производство растениеводческой продукции, в том числе - элементов питания вносимых удобрений, является одним из важных направлений современного земледелия. Поэтому рассмотрение вопросов использования в качестве почвоулучшителей сорб-ционного типа является актуальным.
О. Володько (1983) указывает на исследования, проведенные в 1978 – 1980 гг. по влиянию жженой извести и пылевидной доломитовой муки, по срокам, приемам обработки почвы и фазам роста вегетирующих растений и разных дозах. Результатами установлено положительное влияние жженой извести, внесенной по ботве при высоте растений 25-30 см, на урожай клубней картофеля. Содержание крахмала в клубнях при этом возрастало соответственно на 0,4 – 0,6 % и 3,8 – 6,4 ц/га. Однако при известковании доломитовой мукой достоверное увеличение показателей по всем вариантам опыта отмечено только по одному из сортов. Однако внесение извести по ботве не увеличило поражаемость клубней паршой, а во все другие сроки усиливало развитие болезни на 2,2 – 2,3%.
В Кемеровском НИИСХ изучали прямое действие и последействие различных доз цеолита на выщелоченном тяжелосуглинистом чернозёме на рост, развитие, величину и качество урожая гороха и ячменя. Дозы цеолита, внесённые в почву, влияли на длительность прохождения фаз и вегетационный период в целом. Внесение цеолита в дозе до 5 т/га обусловлено прибавкой урожая гороха на 10,7 %, ячменя – на 5,9 %, при внесении цеолита до 10 т/га отмечено влияние последействия цеолитового туфа на качество зерна ячменя. С увеличением дозы цеолита до 20 т/га повышалось содержание сахара на 19,5%, переваримого протеина – на 8,9 % (Зинкович Е.П., 1990).
Высококремнистые породы являются природными сорбентами со специфическим характером пористости, обладают высокими адсорбционными, каталитическими и ионообменными свойствами (Дистанов У.Г., 1989).
Применение цеолитов при хранении способствует снижению интенсивности дыхания листовой зелени, сохраняет тургор тканей и зелёную окраску листьев. В результате процессы (созревания) старения растительных тканей замедляются (Шишкина Н.С., 1998).
К цеолитам относят большую группу минералов, которые имеют трехмерный каркас, пронизанный полостями и каналами. В них находятся молекулы воды и катионы металлов, аммония и др. Способны селективно отдавать и вновь поглощать воду, различные вещества в зависимости от температуры и влажности, а так же свойством - способностью к ионному обмену. Словарь Брокгауза и Ефрона указывает на наличие в группе цеолитов около двадцати минералов. Все они по своему химическому составу являются водными алюмосиликатами кальция, натрия, бария, калия. (http://www. вокабула. рф/энциклопедии/бсэ/цеолиты., Энциклопедия Брокгауза и Ефрона). Цеолиты - это кристаллические алюмосиликаты каркасного строения. Они состоят из алюмокислородного каркаса, содержащего пустоты и каналы. в которых расположены катионы щелочных и щелочно-земельных металлов и молекул воды.
Природные цеолиты – это полиминеральные (клиноптилолит, морденит, шабазит, феррьерит, эрионит и филлипсит и др.) глинистые породы, широко распространённые в природе. В статье (Просянников, 2007) отмечает, что в России их разведанные ресурсы составляют около 8-10 млрд. тонн.
Ресурс цеолитового сырья в России оцениваются миллиардами тонн, а потребляется ежегодно не более 250 тысяч тонн, и в основном, в сельском хозяйстве. Благодаря кристаллохимическим особенностям своего строения, цеолиты обладают одновременно биологической активностью, кислотоустойчиво-стью и уникальным сочетанием пролонгирующих адсорбционных, катионооб-менных, каталитических и детоксикационных свойств. Эти свойства позволили широко и эффективно применять цеолиты в сельском хозяйстве, промышленности, медицине, экологии и других сферах деятельности человека.
Н.С. Шишкина и Н.Б. Нильчевская (1998) отмечают, что запасы природных цеолитов в России составляет около 4 – 5 млрд. т. его добыча и потребление в различных отраслях составляет в настоящее время около 150 тыс. т. в год (Сибирь, Чувашия, Орловская обл.).
Учеными Пензенского ГАУ изучались вопросы использования природных цеолитов Бессоновского проявления Пензенской области и их сочетаний с органическими и минеральными удобрениями. Результаты длительных исследований по изучению их действия и последействия природного цеолита указывают на положительное их использование с целью увеличения продуктивности сельскохозяйственных культур и получение качественной растениеводческой продукции, и положительное их влияние на основные показатели плодородия серой лесной почвы (Кузина Е.Е., Арефьев А.Н., Кузин Е.Н., 2014).
В результате проведённых в последнее десятилетие исследований расширилось количество цеолитсодержащих пород. По мнению многих учёных и специалистов, природные цеолиты выходят на первое место среди нерудных полезных ископаемых, а 80-е годы отмечали вступление в «цеолитовый век». Вместе с тем, большинство исследователей отмечают, что, учитывая сложный состав цеолитсодержащих пород конкретного месторождения, каждая из них нуждается в агроэкологическом изучении и оценке. Недавно началась разработка Хотынецкого месторождения цеолитсодержащих трепелов в Орловской области с разведанным запасом 20 – 22 млн. тонн (Просянников Е.В., 2007).
Из справки о состоянии минерально-сырьевой базы Чувашской Республики о запасах кремнистых цеолитсодержащих пород учтено 2 месторождения с суммарными запасами кат. С2 - 91328 тыс. т: Русско-Чукалинское с запасами кат. С2 – 6960,5 тыс. т, Шумское с запасами кат. С2 - 84367,5 тыс. т.
F. Mumpton (1998) в материалах, коллоквиума Национальной академии наук «Геология, минералогия и благосостояние человека» отмечает, что осадочные породы диатомит и сопутствующие ей хризотил, вермикулит, бентонит, цеолит обладают адсорбцией, катионообменом, дегидратационной регидрата-цией и свойствами катализа. Вследствие высокой гигроскопичности сорбиро-ванности применимы в сушке воздуха, при удалении NH3 из питьевой воды и муниципальных сточных вод, в извлечении тяжелых металлов из отходов и смягчении радиоактивных осадков, в качестве пищевых добавок для улучшения производства животных, почвенного ионообменника сорбционного типа; в качестве субстрата для закрытого грунта, а так же в дезодорации подстилки животных, складов, очищения от запахов в холодильниках и проч. Кроме того, они используются в медицине при удалении аммиачного азота из растворов солевого раствора, для гемодиализа, и как бактерициды, инсектициды и антациды для людей и животных.
Трепел - тонкопористая осадочная порода. Отличается от диатомита примесью глинистых и песчаных частиц, малым содержанием органических остатков и состоит из мелких округлых опаловых частиц с примесью глинистого минерала, кварца, глауконита и полевого шпата. В трепеле, применяемом в опытах, содержатся цеолиты – каркасные алюмосиликаты, способные обменивать ионы и молекулы.
Информация о карбонатно-кремнистых цеолитсодержащих породах Чувашии, известных под названием трепелы и опоки, имеющих распространение в юго-восточной части Алатырского района, имеется с начала 30-х годов прошлого века. Запасы трепела открыты в Шумском месторождении на площади около 300 га с запасом – 75 – 100 млн. т; Первомайском – на 17,5 га около 1,9 млн. м3, что составляет около 3 млн. т.; Новоайбесинском – оценивается в десятки млн.т. (Скребков Г.П. и Дистанов У.Г., 1997).
По данным анализов на содержание тяжелых металлов и радионуклеидов трепелы Первомайского месторождения являются экологически безопасными.
Трепел имеет хорошие мелиоративные свойства для почв с низким естественным плодородием: увеличивает емкость поглощения, степень насыщенности основаниями, уменьшает гидролитическую и обменную кислотность. Как адсорбент и ионообменник, уменьшает подвижность тяжелых металлов и интенсивность их поступления в растения. Кроме того, трепел значительно уменьшает негативное действие гербицидов на почвенную среду и культурные растения. Результаты экспериментов показали, что совместное внесение трепела в почву с азотно-фосфорно-калийными минеральными удобрениями, достоверно повысил урожайность ячменя на 46,9%, картофеля - на 15,8 %, кормовой свеклы - на 25,5 %. Трепел первомайского месторождения имел следующий агрохимический состав (Алексеев Л.Н. и др., 1998) (таблица 1, 2).
В качестве причин эффективности цеолитсодержащего трепела авторы указывают на более интенсивное поступление фосфора, азота и калия и более активное протекание процессов синтеза органического вещества (Кузнецов А.И., и др., 1998).
Фазы роста и развития растений кормовой свеклы в зависимости от вносимых удобрений
В первый год жизни корнеплоды проходят следующие фазы развития: всходы, фаза вилочки, образование первой пары настоящих листьев, образование последующих пар настоящих листьев, смыкание листьев в рядках и междурядьях, начало отмирания нижних листьев, техническая и физиологическая спелость (Щепетков, Н.Г., 1981).
Фенологические фазы роста и развития кормовой свеклы. В первый период вегетации после сева растения около 1,5 – 2 мес. до появления первых трех пар листьев формируют листья и корневую систему, хотя корень практически не утолщается. В этот период растения особо нуждаются в прореживании и рыхлению междурядий.
В последний месяц вегетации, когда суточные приросты массы корня снижаются, но продолжается энергичное накопление сухих веществ и повышение сахаристости. В конце этого периода нижние листья желтеют и отмирают.
Вегетационный период у кормовой свеклы в первый год жизни составляет около 125 – 150 дней в зависимости от сорта климатических особенностей агрофитоценоза.
Наибольшее количество формирующихся листьев к концу вегетационного периода наблюдалось в вариантах, где применялась рого-копытная крошка в качестве азотного удобрения органической формы.
Минеральная форма азотного удобрения оказалась эффективной по нарастанию листьев только в начальный период, это может сделать предположение о постепенном высвобождении азота органического удобрения - рого-копытного шрота, а так же сорбционные свойства цеолитсодержащего трепела (таблица 7), (рисунок 5). Быстрое нарастание ассимиляционного аппарата отмечается в начале вегетационного периода. Далее в июле и августе листья интенсивно развиваются при температуре почвы 20 – 25С.
Листья растений кормовой свеклы начинают отмирать с 2-3-ей декады августа. К уборке площадь листовой поверхности кормовой свеклы на 1 га составляет 8 – 9 тыс. м2. Большая площадь листового аппарата растений свеклы обеспечивает интенсивный фотосинтез, позволяет сформировать высокий урожай корнеплодов кормовой свеклы к уборке. Наиболее интенсивное нарастание листьев кормовой свеклы протекает в августе – сентябре, рисунок 5.
Применение РКК и цеолитсодержащего трепела способствовало увеличению числа листьев кормовой свеклы (таблица 8), где прибавка составила от 2 до 2,8 пар листьев по сравнению с контрольным вариантом.
К началу октября завершается рост ассимиляционной поверхности свеклы кормовой и к данному времени площадь листьев растений кормовой свеклы составляла 9,1 тыс. м2/га, (таблица 9). В наиболее благоприятные вегетационные периоды площадь листьев растения кормовой свеклы может достигать 12 тыс. м2 /га.
Экономическая оценка внесения удобрений и цеолитсодержащего трепела при возделывании картофеля
Анализ результатов экономической оценки возделывания картофеля в 2012 г. указывает на эффективность внесения удобрений, а наибольший уровень рентабельности - 69,9% был получен в варианте, где была внесена минеральная форма азотного удобрения на фоне фосфорно-калийных минеральных удобрений.
Вариант с внесением РКК в качестве органической формы азотного удобрения совместно с фосфорно-калийными минеральными удобрениями уступал варианту с минеральной формой азота на 2,4%. Аналогичные варианты на фоне цеолитсодержащего трепела по сравнению с вариантами без него имели снижение уровня рентабельности на 11,4 и 3,0% (таблица 32).
Анализ результатов экономической оценки возделывания картофеля в 2013 г. так же как и в предыдущем году указывает на эффективность внесения удобрений (таблица 34).
Наибольший уровень рентабельности – 84,6% был получен в 2013 г. в варианте, где была внесена органическая форма азотного удобрения на фоне фосфорно-калийных минеральных удобрений. Вариант РКК 60+P60K60 имел превышение урожайности на 1,2 т/га по сравнению с минеральной формой азотного удобрения, а так же и превышение рентабельности на 5,3 %, не смотря на незначительное повышение себестоимости на 1,9 руб./ц клубней картофеля.
Использование цеолитсодержащего трепела совместно с азотно-фосфорно-калийными удобрениями позволило увеличить урожайность картофеля. Однако рост урожайности повлиял на увеличение производственных затрат, которые отразились на повышение себестоимости продукции в вариантах 4 и 5 на 28,5 и 13,9 руб./ц. в 2012 году и на 31,2 и 27,5 руб./ц. соответственно в 2013 г.
Погодные условия вегетационного периода 2014 года сказались на экономических показателях эксперимента по изучению роли органических и минеральных удобрений и цеолитсодержащего трепела. Наибольшая урожайность была получена в вариантах, где вносились удобрения на фоне цеолитсодержа-щего трепела (таблица 34).
Однако анализ результатов экономической оценки возделывания картофеля в 2014 г. выявил эффективность внесения удобрений в вариантах без внесения цеолитсодержащего трепела. Так, наибольший уровень рентабельности -44,9% был получен в варианте, где была внесена минеральная форма азотного удобрения на фоне фосфорно-калийных минеральных удобрений и в варианте с органической формой азотного удобрения - 34 %. В вариантах с внесением трепела уровень рентабельности составил 30,4 и 29% соответственно.
Анализ результатов экономической оценки возделывания картофеля по уровню рентабельности на картофеле в 2015 г. в таблице 36 указывает на эффективность применения удобрений и цеолитсодержащего трепела, так как превышение контрольного варианта от внесения удобрений и цеолитсодержа-щего трепела составило 19,4 – 30,3%.
Наибольший уровень рентабельности – 64,7% был выявлен в варианте -РКК совместно с фосфорно-калийными минеральными удобрениями, превышение урожайности по сравнению с вариантом с минеральной формой азотного удобрения составило 1,09 т/га. Вариант с применением минеральной формы азотного удобрения совместно с фосфорно-калийными минеральными удобрениями в опыте имел наименьшую себестоимость клубней картофеля - 226,1 руб./ц., а вариант с органической формой азотного удобрения имел лишь незначительное превышение минеральной формы на 3,7 руб./ц. продукции (таблица 35).
Экономические показатели оценки эффективности внесения удобрений и цеолитсодержащего трепела на посадках картофеля в среднем за 2012-2015гг. выявили, что вносимые удобрения как самостоятельно, так и на фоне цеолитсодержащего трепела имели эффективность по сравнению с контрольным вариантом.
Так, наибольший уровень рентабельности клубнеплодов был отмечен в варианте с РКК, где прибавка увеличения составила 0,7% по сравнению с минеральной формой – аммиачной селитрой – 62,7 %, несмотря на некоторое превышение затрат труда и себестоимости относительно варианта с минеральной формой азота. При совместном внесении РКК совместно с фосфорно-калийными минеральными удобрениями на фоне трепела уровень рентабельности составил 55,6%, а в варианте с минеральной формой азотного удобрения он был ниже на 1,4%.
Вариант с применением азота органической формы – РКК показал прибавку рентабельности на 4,2% по сравнению с минеральной формой – аммиачной селитрой и составил 8,0 % (таблица 36, рисунок 12).
Не смотря на прибавку урожайности в вариантах при внесении почво-улучшителя сорбционного типа – цеолитсодержащего трепела уровень рентабельности на посадках картофеля оказался ниже относительно вариантов с минеральной и с органической формой азотного удобрения при совместном внесении фосфорно-калийных минеральных удобрений на 7,8% и 7,1% соответственно.
Биоэнергетическая оценка зернопропашного звена севооборота
В условиях рыночной экономики, при существенном и постоянном изменении цен на энергоносители, удобрения, сельскохозяйственную технику и средства защиты растений существующие методы экономической оценки эффективности технологии возделывания сельскохозяйственных культур недостаточно адекватны и нуждаются в постоянной корректировке. В этой связи мировая практика для оценки технологии возделывания сельскохозяйственных культур предлагает использовать другие энергетические критерии, менее подверженные конъюнктуре рынка и рыночной экономике.
Идею универсального показателя естественных производительных сил была выдвинута В.И. Вернадским в конце 20-х гг. XX века. Особое значение она приобретает именно в земледелии, поскольку именно в урожае возделываемых сельскохозяйственных культур происходит накопление энергии. Следовательно, энергетическая оценка может служить общим критерием процессов для оценки как природных, так и агротехногенных процессов (Сутягин В.П., 2008).
На сегодняшний день во всем мире интенсификация растениеводства вызывает энтропию - переход кинетической энергии (активной) в потенциальную (неактивную). Иными словами, энергия теряется больше на производство единицы продукции. Так, например, на производство килограмма действующего вещества азота требуется в среднем 86 МДж, применяя этот килограмм азота под зерновые, мы получаем прибавку урожая зерна всего 4-5 кг, в эквиваленте 22,0-27,5 МДж, следовательно, почти 64-58,5 МДж безвозвратно теряются.
Биоэнергетическая оценка определяется соотношением количества энергии, аккумулированной в полученном урожае в процессе фотосинтеза и затраченной совокупной энергии на его производство. Данная оценка показывает степень окупаемости энергетических затрат, позволяет определить энергоемкость технологических операций и разработать энергосберегающую технологию возделывания сельскохозяйственной культуры (Парахин Н.В., 2010; Ки-рюшин Б.Д., 2009)
Для проведения данной оценки технологии возделывания проведены расчеты: 1) совокупных затрат на производство продукции; 2) энергии, аккумулированной в урожае; 3) основных показателей энергетической эффективности технологии возделывания сельскохозяйственной культуры; 4) коэффициента энергетической эффективности.
Энергию, накопленную в урожае сельскохозяйственной культуры, рассчитывают по основной продукции, а затем определяют общее накопление энергии всей полезной продукцией, исходя из среднего содержания энергии в единице полезной продукции.
К основным показателям энергетической оценки технологии возделывания полевых культур относятся следующие: 1) чистый энергетический доход – рассчитывают как разницу между полученной с урожаем энергией и энергетическими затратами на производство продукции, МДж/га; 2) коэффициент энергетической эффективности – отношение чистого энергетического дохода к затраченной энергии; 3) энергетический коэффициент полезного действия посева – определяют как отношение полученной с урожаем энергии к затраченной; 4) энергетическая себестоимость продукции – отношение затраченной энергии к урожайности, МДж/т.
За полученную с урожаем энергию чаще принимают энергию, содержащуюся в полезной (основной + побочной) продукции (у зерновых и зернобобовых, корнеплодов, льна-долгунца и т.д.). Если чистый энергетический доход представляет положительное число, коэффициент энергетической эффективности больше 0, а энергетический коэффициент полезного действия посева больше 1, то технологию можно считать энергетически эффективной.
Для большинства пропашных культур энергия, заключенная в побочной продукции, не представляет большой практической значимости. Поэтому для более строгой оценки технологии в расчет берется только энергия, аккумулированная в урожае основной продукции.
Расчеты биоэнергетической эффективности при внесении удобрений и цеолитсодержащего трепела под картофель в 2012 г выявили, что коэффициент энергетической эффективности превышающий единицу имел вариант с внесением органической формы азотного удобрения совместно с фосфорно-калийными минеральными удобрениями - коэффициент энергетической эффективности составил 1,02, а так же вариант с внесением органической формы азотного удобрения совместно с фосфорно-калийными минеральными удобрениями на фоне трепела с коэффициентом 1,17. Самый низкий коэффициент энергетической эффективности наблюдался на контрольном варианте (таблица 45).
Оценка биоэнергетической эффективности при внесении удобрений и це-олитсодержащего трепела под картофель в 2013 г, как и в 2012 г. выявила коэффициент энергетической эффективности, превышающий единицу в вариантах, где вносилась органическая форма азотного удобрения – рого-копытная крошка совместно с фосфорно-калийными минеральными удобрениями как самостоятельно, так и на фоне трепела.
Вариант с внесением органической формы азотного удобрения совместно с фосфорно-калийными минеральными удобрениями имел коэффициент энергетической эффективности 1,04, а вариант с внесением РКК совместно с фосфорно-калийными минеральными удобрениями на фоне трепела - 1,17. Самый низкий коэффициент энергетической эффективности 0,68 имел вариант с минеральной формой азотного удобрения (таблица 46).
Погодные условия 2014 г. отразились не только на урожайности картофеля, но и в целом на эффективности внесения удобрений под картофель. Так, оценка биоэнергетических затрат не выявила эффективности при внесении удобрений и цеолитсодержащего трепела под картофель, т.к. коэффициент энергетической эффективности во всех вариантах не превышал единицу. Самый низкий коэффициент энергетической эффективности 0,23 имел контрольный вариант (таблица 47).
Оценка биоэнергетической эффективности при внесении удобрений и це-олитсодержащего трепела под картофель в 2015 г выявила, что коэффициент энергетической эффективности Кээ, превышающий единицу, имели варианты, где под картофель вносилась органическая форма азотного удобрения – рого-копытная крошка совместно с фосфорно-калийными минеральными удобрениями на фоне трепела, так и самостоятельно без трепела. Вариант с внесением органической формы азотного удобрения совместно с фосфорно-калийными минеральными удобрениями на фоне трепела показал коэффициент энергетической эффективности 1,17, а вариант с внесением органической формы азотного удобрения совместно с фосфорно-калийными минеральными удобрениями -1,02. Самый низкий коэффициент энергетической эффективности 0,61 был в контрольном варианте (таблица 48).
Расчеты биоэнергетической эффективности при внесении удобрений и цеолитсодержащего трепела под кормовую свеклу в 2012 г выявили эффективность внесения удобрений в вариантах, где вносилась органическая форма азотного удобрения – рого-копытная крошка совместно с фосфорно-калийными минеральными удобрениями как самостоятельно, так и на фоне трепела. Вариант с внесением органической формы азотного удобрения совместно с фосфорно-калийными минеральными удобрениями имел коэффициент энергетической эффективности 1,06, а вариант с внесением органической формы азотного удобрения совместно с фосфорно-калийными минеральными удобрениями на фоне трепела - коэффициент 1,3.
Низкие Кээ наблюдались на вариантах, где вносили минеральную форму азотного удобрения как самостоятельно 0,22, так и на фоне цеолитсодержащего трепела 0,21 соответственно, а контрольный вариант имел Кээ= – 0,3 (таблица 49).