Содержание к диссертации
Введение
1. Состояние изученности вопроса (обзор литературы) 8
2. Условия, объект и методика проведения опытов 24
2.1 Краткая характеристика климата Западной Сибири и особенности погодных условий за период исследований. 24
2.2 Характеристика почвенного покрова 26
2.3 Схема опытов, наблюдения и методика исследований 28
2.4 Агротехника в опытах 32
3. Особенности питательного и водного режимов почвы при длительном предшествующем применении ресурсосберегающих приёмов обработки почвы и средств химизации 33
3.1 Питательный режим почвы 33
3.2 Водный режим почвы в зависимости от приёмов обработки почвы и средств химизации 43
4. Влияние различных приёмов основной и предпосевной обработки почвы и ухода за посевами на засорённость агроценоза 49
4.1 Характер и степень засорённости посевов овса 50
4.2 Эффективность различных приёмов предпосевной обработки почвы и ухода за посевами против малолетних сорняков 58
5. Структура урожая, урожайность и качество зерна, в зависимости от приёмов основной обработки почвы и средств химизации 68
5.1 Структура урожая овса 68
5.2 Урожайность зерна овса 74
5.3 Урожайность зерна овса в зависимости от систем основной, предпосевных обработок и ухода за посевами
5.4 Качество зерна овса в зависимости от средств химизации на ф вспашки и комбинированной обработки почвы
6. Экономическая и биоэнергетическая оценка технологий возделывания овса .
6.1 Экономическая оценка
6.2 Биоэнергетическая оценка основные выводы предложения производству библиографический список
- Характеристика почвенного покрова
- Водный режим почвы в зависимости от приёмов обработки почвы и средств химизации
- Эффективность различных приёмов предпосевной обработки почвы и ухода за посевами против малолетних сорняков
- Урожайность зерна овса в зависимости от систем основной, предпосевных обработок и ухода за посевами
Введение к работе
Актуальность темы. Принятый в России курс на экономические реформы предусматривает кардинальные изменения производственных отношений : наї селе, введение различных форм собственности * и развитие рыночных отношений в аграрном секторе. При этом земля рассматривается как основное средство производства и будет оцениваться в зависимости от количества и качества элементов почвенного плодородия.
Известно, что механическая обработка почвы. существенно влияет на водно-физические, биологические и агрохимические свойства почвы. Однако, известно и то, что на ее выполнение приходится примерно до 40% энергетических и 25% трудовых затрат. Кроме того, при обработке почвы при многократных проходах тяжелых тракторов и почвообрабатывающих орудий происходит ее переуплотнение, что отрицательно сказывается на физические свойства почвы и приводит к снижению урожайности сельскохозяйственных культур.
В черноземной лесостепной зоне за последние годы исследованиями! установлено, что применение минимальных обработок обусловливает оптимизацию «сложения верхнего слоя почвы, повышение содержания водопрочных агрегатов, более экономичный расход органического»вещества, а также, значительное сокращение энергозатрат при возделывании зерновых культур.
Вместе, с тем также установлены и негативные стороны минимизации обработки почвы. Отмечено ухудшение азотного режима почвы и увеличение* засоренности посевов, особенно мятликовыми сорняками.
В зоне проработка приемов обработки почвы проводилась при і ограниченном наборе средств химизации, технология \ возделывания овса базировалась на отвальной системе при; интенсивном ведении земледелия. Данных по технологии возделывания овса: на основе мало затратных систем обработки почвы с элементами интенсификации в зоне имеется недостаточно.
Поэтому тема; по отработке технологии возделывания овса на основе ресурсосберегающих систем і обработки почвы в севообороте, применении
5 эффективных и экологически безопасных приемов и средств химизации, обеспечивающих повышение плодородия почвы и урожайность культуры, является весьма актуальной-
Цель исследований - обоснование комплекса энергосберегающих приёмов обработки почвы и ухода*за посевами при эффективном сочетании средств комплексной химизации, обеспечивающих повышение плодородия почвы и высокую продуктивность овса.
Для решения поставленной цели определены следующие задачи: - изучить влияние различных способов основной обработки на агрофизические свойства и питательный режим почвы при длительном (15 лет) их применение в стационарном опыте четырехпольного зернопа-рового севооборота четвёртой ротации;
изучить влияние систематического применения средств комплексной химизации, эффективность отдельно взятых компонентов и их сочетаний на засоренность, санитарное состояние посевов и урожайность овса при возделывании его с элементами интенсификации;
дать оценку различным приемам предпосевной обработки почвы и ухода за посевами в борьбе против малолетних, главным образом против мятли-ковых сорняков, и влиянию их на урожайность овса;
дать экономическую и биоэнергетическую оценку технологии возделывания овса на основе энергосберегающих почвозащитных способов и приемов обработки почвы и комплексного применения средств комплексной химизации.
Научная новизна работы. В работе обоснованы и определены оптимальные сочетания приёмов основной обработки почвы и средств химизации под овёс, направленные на сохранение и воспроизводство плодородия, на повышение продуктивности культуры; установлена положительная роль комбинированной обработки почвы. Выявлены особенности фитосанитарного состояния в агроценозе при комбинированной обработке почвы, и её положительное влияние на снижение засорённости; посевов. Установлено повы-
шение экономической и биоэнергетической эффективности при применении комбинированной обработки почвы. На защиту выносятся:
система комбинированной обработки, обеспечивающая защиту почвы от эрозии, плавную минерализацию органических остатков, наиболее оптимальное распределение запасов почвенной влаги, снижение засорённости агроценоза.
эффективное сочетание средств химизации, положительно влияющее на продуктивность возделывания овса, фитосанитарное состояние посевов.
влияние различных систем основной и предпосевной обработки почвы и ухода за посевами на засорённость агроценоза.
Практическая значимость работы. Проведённые исследования подтвердили, что применение ресурсосберегающих технологий возделывания овса, на основе минимизации обработки почвы с применением как отдельно взятых средств химизации, так и их комплекса способствует более рациональному распределению и воспроизводству основных элементов плодородия. Отмечается тенденция снижения засоренности агроценоза: Увеличивается экономическая и биоэнергетическая эффективность возделывания овса.
Данное заключение основано на обобщении полученных в 2001 - 2003 гг. результатов по изучению трёх систем обработки почвы (вспашка, комбинированная, плоскорезная) на различных фонах химизации, в завершающем поле (овёс) четырёхпольного зернопарового севооборота в четвёртой ротации. Установлена динамика увеличения продуктивности овса при комбини-; рованной обработке почвы и комплексной химизации.
Применение поверхностных систем обработки почвы в сочетании с комплексной химизацией позволяет получать урожай зерна не ниже, а в некоторые годы выше, чем на вспашке, при значительном энерго и ресурсосбережении. Предотвращает почвенную эрозию и дефляцию. Обеспечивает наибольшее накопление пожнивно — корневых остатков в гумусовом горизонте.
7 Соблюдение рекомендаций, данных на основе проведенных исследований, позволит получать устойчивые, оптимальные урожаи зерна овса на основе интенсивных технологий, обеспечить воспроизводство почвенного плодородия, при максимальной экономической эффективности.
Реализация результатов исследований. Рекомендации по изучаемой технологии возделывания овса прошли производственную проверку в 2002 -2003гг. в ОПХ «Омское», в 2002 - 2003гг. в ЗАО «Большеатмасское» Черлак-ского района (Примечания 19, 20).
Апробация работы. Результаты исследований доложены на конференции молодых учёных в СибНИИСХозе (Омск, 2003г.), в ОмГАУ (Омск, 2003 г.), на заседания НТС отдела земледелия СибНИИСХ в 2002, 2003 гг. на заседаниях кафедры земледелия ОмГАУ в 2001 - 2003гг. и опубликованы в пяти работах общим объёмом 0,9 печатного листа.
Автор выражает искреннюю благодарность за методическое руководство и всестороннюю помощь научному руководителю доктору сельскохозяйственных наук, профессору Холмову В.Г., доктору сельскохозяйственных наук, зав. каф. земледелия Ершову В.Л. , доктору сельскохозяйственных наук, зав. лабораторией земледелия чернозёмной лесостепи Юшкевичу Л.В., всем сотрудникам этой лаборатории.
Характеристика почвенного покрова
Опыты проводили на выщелоченном чернозёме, разновидность которого широко распространена в южной лесостепи Западной Сибири. Описание почвы опытного участка приводится по материалам почвенного обследования, проведённого в 1968г. кафедрой почвоведения Омского СХИ им. СМ. Кирова и Омской зональной агрохимической лабораторией (Мищенко, Прудникова, 1971).
Почвообразующие породы представлены палево-бурыми тяжёлыми суглинками и глинами, содержат карбонаты в пределах от 9 до 12% (СОг). Грун товые воды расположены на глубине 4,2-6,0 м, горизонтальное движение в них не наблюдается.
Опытный участок представляет собой микрорельефную равнину, около 15% территории занято лесополосами. Выщелоченные чернозёмы в ОПХ «Омское» в пашне занимают 34,3%, характеризуются сравнительно глубоким залеганием карбонатов кальция, глубина вскипания составляет в среднем 80-90 см. (Юшкевич, 2001)
Морфологическое описание почвенного профиля: Fop. А (0 — 25 см) — пахотный, темно — серый, комковато — пылеватый, рыхлый. Переход в гор. АВ постепенный по цвету и структуре. Гор. АВ (25 - 45см) - темно - серый, однородный, тяжелосуглинистый, комковато — зернистый с капролитами. Переход в гор. В заметный по цвету и уплотнению. Гор. В (45 — 75см) — серовато — бурый, неоднородный с гумусовыми подтеками, комковато - ореховатый, тяжелосуглинистый. Переход в гор. ВС постепенный вскипание на глубине 59 см.
Гор. ВС (75 - 118см) - темновато - бурый, однородный, комковато - ореховатый, тяжелосуглинистый переход в гор. С постепенный. Гор. С (глубже 118см) - буровато - жёлтый, однородный, бесструктурный. Приведённое описание разреза на участке типично для данной территории. Гранулометрический состав почвы изменяется по профилю: от средне-суглинистого до тяжелосуглинистого. С увеличением глубины содержание гумуса по горизонтам уменьшается, в его составе преобладают гуминовые кислоты. Гумус слабо минерализован. Содержание валового фосфора в почве недостаточно: 1348 - 1756 мг/кг почвы. Подвижного фосфора (по Францесо-ну) - до 8% от валовых запасов. Место его концентрации - гумусовые горизонты (таблица 1). Почва опытного участка богата обменным калием, содержание которого достигает 583 - 812 мг КгО на кг почвы (по Масловой), рН солевой вытяжки близка к нейтральной.
Схема опытов, наблюдения и методика исследований
Для выполнения поставленных задач на основе преемственности осуществлялись исследования как в двухфакторном стационарном опыте, так и в краткосрочном (в течение трёх лет) опыте.
Опыт 1. Целью»опыта предусматривалось изучение и сравнительная оценка различных систем обработки и средств химизации на водный и питательный режимы, на засорённость посевов и урожайность овса, замыкающей культуры зернопарового севооборота.
Исследования проводились в 2001 - 2003 гг. на базе стационарного опыта (закладки 1987г.) в четвёртой ротации севооборота с чередованием культур: пар - озимая рожь - твёрдая пшеница - овёс.
Изучались следующие варианты по основной обработке почвы: 1). Вспашка на глубину 20-22 см ежегодно (в системе отвальной обработки); 2). Без осенней обработки под овес (в системе комбинированной обработки: рыхление в пару на глубину 25-27 см и вспашка на глубину 20-22 см под твёрдую пшеницу); З). Плоскорезная обработка на глубину 10-12см ежегодно (в системе поверхностной обработки).
Основная обработка почвы проводилась плугом ПН-4-35 или ОПТ-3-5 в агрегате с боронованием. Весной закрытие влаги в 2 следа, в варианте с отвальной обработкой бороной БЗТС-1, в варианте с оставлением стерни -БИГ-3. Посев — сеялкой полосного посева СКП - 2,1. Учет урожая однофазной уборкой комбайном "Сампо - 500" и "Сампо - 130".
Схема вариантов со средствами химизации: 1).Контроль (без химизации);2).Система гербицидов (Р);3).Система удобрений и гербицидов. (УГ);4).Система удобрений, гербицидов и ретардантов (УГР);5).Система удобрений, гербицидов, ретардантов и фунгицидов (УГРФ);6).Система удобрений, гербицидов, ретардантов, фунгицидов и инсектицидов (УГРФИ или комплексная химизация.), Удобрения гербициды и силк (УГС) (приложение 16).
Водный режим почвы в зависимости от приёмов обработки почвы и средств химизации
В засушливых регионах вода - ведущий фактор плодородия почвы, именно она является основным лимитирующим фактором получения высоких и стабильных урожаев зерновых культур. Исследованием водного режима, накоплению и рациональному использованию влаги в засушливых условиях Западной Сибири занимались ряд учёных: М.З. Журавлёв (1956); В.И. Малышев (1967); Ю.Б. Мощенко (1976, 1983); В.Е: Загребельный (1977); В.И. Слесарев, Л.В. Юшкевич (1978,1981); В.Г. Холмов (1984,1990) и другие.
Характерная черта климата зоны — крайне неравномерное распределение осадков в течение года. Осадки не вегетационного периода, составляют около 30-50% годовых, которые аккумулируются почвой всего на 25-40%. Потери их в степной и лесостепной зонах составляют около 80 — 120 мм, что равноценно потерям 8 - 12 ц/га зерна (Панфилов, 1976).
При применении ресурсосберегающих технологий обработки почвы в лесостепной и степной зонах, важным моментом остаётся; изучение возможности накопления не вегетационных осадков. По данным Л .В . Юшкевича в х условиях южной лесостепи; на вспашке накапливается снега меньше на 3;3-4;5см или на 7,6-8,3 мм воды, чем на стерневых фонах.
Предшествующая засушливому лету малоснежная зима обусловливает минимальный запас влаги в почве. Подобное сочетание сезонов, как особенность сибирского климата, отмечается;в исследованиях В.К. Иванова (1962), П.С. Денисова (1962), С.С. Сдобникова (1964); Для лет с повышенным количеством І осадков характерна»влажная погода; осенью, холодная зима- с высоким снежным покровом и медленным его таянием весной (Ковба, 1970).
В условиях средней засушливости климата зоны, с недостаточным увлажнением в весенний период, при жаркой и; ветреной погоде наблюдаются потери влаги, которые часто превышают количество выпавших осадков от схода снега до посева зерновых культур (Макаров, Загребельный,. 1976). Ранее исследованиями лаборатории: интенсивных технологий возделывания зерновых культур СибНИИСХоза подтверждено, что применяемый приём; плоскорезной обработки заметно влияет на водный режим почвы в допосевной период; что во многом предопределяет влагозапасы к посеву зерновых культур. Было: установлено, что в целом по севообороту потери влаги превышали выпавшие осадки в допосевной период и находились в обратной зависимости от исходного уплотнения и аэрации верхнего=слоя, снижаясь от варианта совспашкой до минимально-нулевой,. что в принципе несколько с нивелировало влагозапасы к посеву. В целом і потери влаги; в варианте с отвальной обработкой в допосевной период превышали вариант с минимально-нулевой. При рыхлом сложении пахотного слоя усиливалось конвекционно-диффузное испарение (Милащенко, 1977; Холмов, Юшкевич, 1984).
Заложенные в длительном стационарном опыте системы основной обработки почвы и средства химизации позволили проанализировать измене ния запасов продуктивной влаги в разные фазы развития растений и особенности по годам исследований.
Определение: продуктивной влаги в метровом слое показало, что на контроле (без химизации) в среднем за три года варианты с почвозащитной обработкой мало различались между собой с некоторым превышением на вспашке (таблица 8; приложение 6). Анализируя эти же результаты в отдельно взятые годы замечено, что в 2001 и 2003годах по запасам влаги существенной» разницы между вариантами по обработкам не: наблюдалось. В - 2002 году лидирующее положение по запасам влаги«занимал вариант с плоскорезной обработкой, превышая другие на 18 — 33мм. Это объясняется тем, что несмотря на достаточное количество осадков в? допосевной период, повышенные среднесуточные температуры воздуха обусловили превышение количества влаги, затраченной на испарение, над поступившими осадками. Как уже ранее отмечалось, почвенная влага интенсивней испаряется с более рыхлых слоев почвы.
На фоне комплексной химизации запасы продуктивной влаги в метровом слое сложились следующим образом. Наибольшие запасы отмечены на варианте с комбинированной обработкой; почвы с превышением таковых на 12,1мм в сравнении со вспашкой. Как видно из таблицы 8 при общем увеличении запасов влаги в вариантах со стерневыми фонами отмечается более равномерное увлажнение метровой толщи с некотором превышением запасов в верхнем; полуметре. Это обусловлено более оптимальным І сложением пахотного слоя при систематическом комбинировании обработок.
Сравнивая результаты по запасам влаги на варианте комплексной хи ; мизации с контролем, видно что на вспашке и с плоскорезной обработкой за пась, несколько „„же, Чем „а « же вар „а KO„ Пол е зультаты объясняются значительным потреблением влаги? на этих вариантах предшествующей культурой, где был сформирован наиболее; высокий уро жаи... " v у
К периоду выхода культуры в трубку разница по запасам влаги между вспашкой- и; плоскорезной обработкой на контрольном;варианте не: существенна, а на фоне комплексной химизации в этот же период, преимущество по запасам остаётся за комбинированной обработкой. К периоду выхода в трубку выравнивание запасов продуктивной влаги на контроле, а на фоне комплексной химизации сохранение незначительного преимущества, объясняется более интенсивным водопотреблением растениями на вспашке и плоскорезной обработке. Наши данные согласуются с данными В Л: Ершова (1987) о том, что на: более плотной почве потери: влаги за счёт конвекционно-диффузного испарения меньше, чем в рыхлой. Следовательно,, возможность, сохранить запасы влаги, в засушливые годы, до критического периода растений, наиболее вероятна при минимальных обработках.
Таким образом, в исследуемые годы при достаточном увлажнении в течении вегетационного периода разница между вариантами обработки почвы по запасам влаги незначительна. Перед посевом запасы влаги: в метровом слое на контроле (без химизации) практически одинаковы по всем системам обработки почвы, а на фоне комплексной химизации отмечается некоторое увеличение запасов влаги на варианте с комбинированной обработкой, при этом здесь экономия энергозатрат очевидна.
Выводы по главе 3
1. При почвозащитных, менее затратных системах основной обработки почвы под овёс на контроле(без химизации\содержание нитратного азота в слое О - 40 см перед посевом выше в 1,4 - 1,6 раза, чем на вспашке, тем не менее они характеризуются низким уровнем обеспеченности этим элементом. На фоне комплексной химизации содержание азота нитратов остаётся на низком уровне обеспеченности, без существенных различий г между вариантами обработки почвы.
2. По содержанию Р2О5 в слое 0 — 20 см перед посевом варианты обработки почвы слабо различались между собой и характеризовались по обеспеченности фосфором на контроле (без химизации) на уровне средней, на фоне комплексной химизации — средней и высокой.
Зі По содержанию КгО в слое почвы 0 — 20 см, как перед посевом, так и по еле уборки овса ресурсосберегающие менее затратные способы основной об работки почвы заметно превышали вариант со вспашкой за счёт дополни- тельного поступления растительных остатков, которые являются; весомым; источником пополнения почвы калием.
Эффективность различных приёмов предпосевной обработки почвы и ухода за посевами против малолетних сорняков
Совершенствование агротехнических мер борьбы с сорняками обусловлено в Сибири тем, что в степных и лесостепных районах широко применяются приёмы обработки почвы, основанные на использовании плоскорежущих орудий, что позволяет защищать почву от ветровой эрозии. При такой системе обработки почвы значительно увеличивается засорённость посевов сельскохозяйственных культур (Бараев, 1976; Бахарев, 1983; Заславский, Каштанов, 1979; Зерфус, Холмов, Горкольцев, 1981). Уровень высокой засорённости полей Сибири объясняется прежде всего природными условиями и особенностями ведения земледелия: короткий вегетационный период, высокая насыщенность севооборотов зерновыми культурами, применение плоскорезных обработок почвы с целью защиты от эрозии, ограниченный набор гербицидов, спектр действия которых отвечал бы видовой засорённости (Милащенко, 1971; Ионин, 1975). За короткий весенний период до посева культур прорастает и уничтожается незначительное количество сорняков, за период парования их количество сокращается не более чем на 30% от их общих запасов в почве, что создаёт реальную угрозу засорения посевов при традиционных в зоне технологиях выращивания культур. (Юшкевич, 200 ).
Способность семян сорняков длительно пребывать в естественных условиях в почве, сохраняя свою жизнеспособность - одна из главных причин их выживаемости. Рядом авторов сообщается, что семена в почве могут сохранять жизнеспособность от 5 до 40 лет. (Chepil, 1946; Смирнов , 1961; Котт,1969).
Ряд авторов установил, что при плоскорезной обработке семена сорняков, находящиеся в верхнем слое почвы, весной дружнее прорастают и уничтожаются предпосевными обработками, а при плужной они заделываются глубоко и уничтожаются, при очередной вспашке (Рыжиков, Семянкин , 1978).
В современном производстве, когда удобрения и другие средства интенсификации применяются крайне ограниченно, стимулирование к прорас танию семян особенно проблематично. Для изучения данного вопроса, параллельно со стационарным опытом, был заложен краткосрочный, двухфак-торный с целью, определения степени и характера засорённости посевов овса в зависимости от способов основной обработки почвы и приёмов провокации сорняков к прорастанию и уничтожению их при уходе за посевами.
В опыте, так же как и в стационаре, изучалось влияние трёх основных обработок почвы, и пять вариантов ухода за посевами: контроль (предпосевная культивация), промежуточная культивация за 10-12 дней до посева, боронование до всходов (черезЗ — 4 дня после посева), боронование по всходам, обработка гербицидами 2,4 — Д, в фазу кущения овса. Данные за годы исследований показали, что резких колебаний по степени и характеру засорённости посевов между вариантами не отмечалось (таблица 12, приложение 8). На вспашке наименьшая засорённость была в варианте с гербицидами и составляла 5,6% от общей массы агрофитоценоза, что на 2,3% меньше контроля. Преобладающим видом среди сорняков как и в стационарном опыте были мятликовые. Их доля от общей массы сорняков составляла 87,3%, остальная часть приходилась на однолетние двудольные, устойчивые к гербицидам 2,4 - Д. Следующий менее засорённый вариант - боронование по всходам. Доля сорняков здесь составляла 6,9% от массы агрофитоценоза, но видовой состав был заметно шире. Общая масса сорняков составляла 164 г/м где на долю мятликовых приходилось 69,3%, на однолетние виды, чувствительные к гербицидам 2,4 - Д - 5,9%, на устойчивые к 2,4 - Д - 14,2% и на корнеот-прысковые - 14,2%. Остальные варианты ухода за посевами превышали по засорённости контрольный вариант. Ш Контроль (предпосевная культивация) Промежуточная культивация (за 10 -12 дней до посева) № Боронование до всходов Боронование по всходам И Гербициды (в фазу кущения овса) Рисунок I - Доля сорняков, % от массы агроценоза в зависимости от приёмов основной обработки почвы и ухода за посевами (В среднем за 2001 - 2003гг.) Построение диаграммы, наиболее контрастно отражает картину степени засорённости посевов, в зависимости от систем основной обработки почвы и приёмов ухода.
По характеру и степени засорённости вариантов ухода за посевами на фоне вспашки оцениваются на уровне слабой, кроме варианта с промежуточной культивацией, который оценивается на уровне средней. Здесь при сложившихся гидротермических условиях за годы проведения опыта, допосев-ной период в течение 10-12 дней выдался довольно прохладным. После проведения промежуточной культивации в этот период, благодаря созданию оптимального воздушного и теплового режимов в посевном слое, массовые всходы сорняков появлялись уже после посева культуры, создавая тем самым серьёзную конкуренцию для всходов овса.
На фоне с комбинированной системой основной обработки почвы, между вариантами по уходу за посевами по характеру и степени засорённости, существенных различий не отмечалось. Но всё же менее засорёнными были посевы при довсходовом бороновании (9,2%), где приходилось: на долю мят-ликовых сорняков 87,3%, на однолетние виды, чувствительные к 2,4- Д, -3,9%, на устойчивые - 7,4%, на корнеотпрысковые всего 1,4% от общей массы сорняков.
Кратко анализируя данные о том, что на фоне комбинированной основной обработки почвы, так же как и на фоне со вспашкой по средней степени засорённости посевов относился только один вариант ухода с применением промежуточной культивации. Все остальные варианты не превышали порог слабой степени засорённости посевов. Применение гербицидов как и на фоне вспашки, эффективно подавляло корнеотпрысковые сорняки. При бороновании по всходам отмечено сильное изреживание посевов.
Урожайность зерна овса в зависимости от систем основной, предпосевных обработок и ухода за посевами
Важнейшим условием повышения устойчивости сельскохозяйственного производства является разработка и освоение систем управления энергетическими потоками с целью повышения коэффициента использования солнечной энергии и антропогенного воздействия при формировании продуктивности сельскохозяйственных культур (Жученко, 1990, Неклюдов, 1997, Захаренко, 1997).
В решении задачи рационального использования энергетических ресурсов в земледелии важная роль принадлежит анализу потоков антропогенной энергии в агрофитоценозах с учётом энергозатрат, связанных с выполнением комплекса технологических операций при возделывании сельскохозяйственных культур. Количественный учёт, анализ и оптимизация энергетических ресурсов в земледелии предполагают поиск перспективных, экологически безопасных технологий, обеспечивающих максимальное использование аг-рофитоценозами естественных потоков энергии для достижения, высокой продуктивности, сохранения и повышения почвенного плодородия. В этой связи возникла необходимость анализа энергетической эффективности систем земледелия, севооборотов, технологий и отдельных технологических операций на этапе их разработки, для предложений производству наиболее энерго- и ресурсосберегающих вариантов. Энергетический подход даёт возможность оценить энергетические затраты и степень их окупаемости при производстве продуктов растениеводства, сравнивать агрофитоценозы по расходу затраченной энергии на единицу общей и товарной продукции при различных системах земледелия, севооборотах и технологиях возделывания сельскохозяйственных культур (Коринец, 1989 Абрамов, Селюкова, 1999, Арнт,2001).
На основании полученных данных, нами по соответствующим методикам, проведены расчёты энергетических затрат, выхода валовой энергии ос новной продукции и эффективности технологий (Ермохин, Неклюдов, 1994; Неклюдов и др. 1993).
При расчётах установлено, что затраты совокупной энергии на 1 га площади возрастают при насыщении технологий средствами химизации.
В структуре затрат совокупной энергии на фоне вспашки как на контроле, так и в варианте с гербицидами основная доля приходится на семена, машины и оборудование, далее энергетические ресурсы (таблица 22, приложение 11).
На этом же фоне при применении комплексной химизации в итоге затраты совокупной энергии возросли на 43% в сравнении с контролем в основном за счёт увеличения доли затрат на удобрения (15,8%) и частично на пестициды (3,5%).
На фоне плоскорезной обработки изменения в структуре затрат совокупной энергии были аналогичны показателям на фоне вспашке.
Также как и на фоне вспашки здесь отдельное применение гербицидов значительных изменений в структуру затрат не внесло, где их доля составляла всего 2,1%. При применении средств комплексной химизации в структуре затрат энергии на долю удобрений и пестицидов приходилось около 20%.
На фоне комбинированной обработки почвы отмечались более контрастные изменения по затратам совокупной энергии, в зависимости от применяемых средств химизации в сравнении с другими системами обработки (таблица 24)
Здесь на контрольном варианте снизились затраты энергии по-таким статьям, как машины и оборудование на 4,4%, а так же на энергетику за счёт исключения затрат на зяблевую обработку. Доля затрат живого труда была наименьшей по сравнению со вспашкой и плоскорезной обработкой и со ставляла 2,5%. На фоне гербицидов структура затрат совокупной энергии, так же как и по остальным системам основной обработки, изменялась незначительно. При применении средств комплексной химизации на фоне комбинированной обработки почвы (под овёс без осенней обработки) в итоге затраты совокупной энергии возрастали на 34% в сравнении с контролем в основном за счёт удобрений и пестицидов (2,8 ГДж/га) и дополнительных затрат на их внесение (0,5 ГДж/га). Затраты энергии живого труда увеличивались всего на 0,14 ГДж, или на 5,6%.
Расчёты показали, что затраты совокупной энергии, по фактору систем основной обработки почвы были наименьшими в варианте с комбинированной обработкой почвы и составляли 11,7 ГДж, или на 8,6% меньше, чем на вспашке (таблица 25, приложение 11). По фактору химизации затраты энергии в сравнении с контролем существенно возрастали, на 32% только в варианте с комплексной химизацией за счёт применения удобрений и гербицидов.
Более высокая эффективность при оценке энергетического коэффициента (отношение полученной энергии в продукции к затратам совокупной энергии) по фактору обработки почвы получена по варианту с комбинированной обработкой (под овёс без осенней обработки) и составил 4,8.
Более высокий показатель энергетического коэффициента по фактору химизации отмечен в варианте с гербицидами, который равен 4,9, или на 8,9% выше, чем на контроле.
