Содержание к диссертации
Введение
1. Обзор литературных источников по особенностям технологии выращивания однолетних кормовых культур при орошении
2. Характеристика почвенно-климатических условий сухостепной зоны республики калмыкия
2.1. Общие сведения о регионе
2.2. Почвенные условия
2.3. Характеристика погодных условий в годы проведения полевых опытов
2.4. Схема полевого опыта, условия и методика проведения исследований
3. Особенности продукционного процесса в посевах сорговых травянистых культур в зависимости от уровня водного режима почвы и применения удобрений
3.1. Особенности роста и развития растений суданской травы и сорго-суданкового гибрида по межфазным периодам и укосам
3.2. Фотосинтетическая деятельность растений в посевах .
4. Водный режим cветло-каштановой почвы и суммарное водопотребление сорговых культур при разных режимах орошения .
4.1. Режимы орошения суданской травы и сорго-суданкового гибрида на светло-каштановых почвах
4.2. Суммарное водопотребление суданской травы и сорго-суданкового гибрида
4.3. Коэффициенты водопотребления сорговых культур
5. Продуктивность сорговых кормовых культур в зависимости от удобрений и орошения
5.1 Урожай надземной массы при разных водных режимах почвы и расчетных дозах удобрений
5.2. Влияние удобрений на качество зеленой массы
6. Энергетическая и экономическая эффективность технологий выращивания сорговых культур Выводы
Предложения производству .
Список литературы
- Почвенные условия
- Фотосинтетическая деятельность растений в посевах
- Суммарное водопотребление суданской травы и сорго-суданкового гибрида
- Влияние удобрений на качество зеленой массы
Введение к работе
Актуальность исследований. В рамках реализации целевой программы по развитию племенного животноводства в Республике Калмыкия на период до 2016 года, необходимо создать в кратчайшие сроки полноценную кормовую базу. Одним из главных источников производства высококачественных кормов в сухостепной и полупустынной зонах республики является орошаемое кормопроизводство, где необходимо, в первую очередь, совершенствовать структуру посевных площадей, увеличить в ней долю высокопродуктивных, засухоустойчивых кормовых культур, как озимая рожь, тритикале, сахарное сорго, суданская трава, сорго-суданковые гибриды. Однако до настоящего времени они не получили достаточного хозяйственного использования в регионе, и основными сдерживающими факторами более широкого внедрения сорговых культур в производство, повышения их урожайности являются относительно низкий уровень организации системы семеноводства, недостаточно совершенные технологии орошения и применения удобрений. В этой связи по результатам четырехлетнего полевого опыта разработаны приемы оптимального регулирования водного режима светло-каштановой почвы, применения удобрений и формирования посевов высокой фотосинтетической продуктивности с учетом биологических особенностей выращиваемых сорго-вых культур и почвенно-климатических условий сухостепной зоны Калмыкии.
Степень разработанности темы. Однолетние кормовые культуры, в том числе сорговые, выращиваемые при орошении в Нижнем Поволжье, были хорошо изучены и нашли отражение в трудах П.П. Бегучева, А.М. Гаврилова, И.П. Кружилина, В.И. Филина, Т.Н. Дроновой, В.М. Жидкова, М.М. Оконова, А.А. Астахова, Ю.П. Даниленко, В.Н. Чурзина, Ю.Г. Кузьмина, Б.А. Гольд-варга, В.И. Янова, Л.В. Рудневой, В.В. Бородычева, Д.С. Кадралиева, Э.Б. Дедовой Е.А. Кравченко и др. В то же время становится очевидным, что научных рекомендаций по оптимизации водного и питательного режимов светло-каштановых почв при орошении в технологиях выращивания сорговых культур применительно к зоне сухой степи Калмыкии разработано недостаточно, что и определило направление наших исследований.
Цель исследований заключалась в усовершенствовании основных технологических приемов регулирования пищевого и водного режима светло-каштановой почвы за счет применения расчетных доз удобрений и водосбере-гающих режимов орошения в посевах сорговых культур в сухостепной зоне Калмыкии. Программой исследований требовалось решить следующие основные задачи:
-изучить особенности роста и развития растений по межфазным периодам, параметры фотосинтетических показателей при трехукосном использовании посевов;
-разработать наиболее совершенный регулируемый водный режим светло-каштановой почвы с применением двухступенчатого режима орошения по
фазам вегетации, установить эффективность расчетных доз удобрений, структуру и коэффициенты водопотребления посевов в зависимости от уровня минерального питания и режимов орошения;
-выявить продуктивность сорговых кормовых культур и качество зеленого корма при различных сочетаниях водного режима почвы и дозах удобрений.
-рассчитать энергетическую и экономическую эффективность усовершенствованной технологии выращивания сорго-суданкового гибрида и суданской травы при орошении.
Научная новизна исследований. Впервые для условий сухостепной зоны Калмыкии разработаны рациональные сочетания расчетных доз удобрений и регулируемого водного режима светло-каштановой почвы при орошении. Получены новые экспериментальные данные по закономерностям формирования урожая сорговых культур, фотосинтетическим особенностям посевов и динамике водного режима почвы при разных режимах орошения и дозах азотно-фосфорных удобрений.
Практическая значимость результатов исследований заключается в том, что на основе полевых экспериментов разработаны усовершенствованные водосберегающие режимы орошения, обоснованы расчетные дозы азотно-фосфорных удобрений применительно к светло-каштановым почвам, обеспечивающие получение до 60 т/га зеленой массы сорговых культур при хорошей окупаемости материальных затрат. Производственная проверка лучших вариантов полевого опыта проводилась в 2012…2013 годах в СПК «Первомайское» Приютненского района на площади 40 га, где общий экономический эффект от внедрения составил 146 тыс. рублей.
Методология и методы исследований. При постановке и проведении полевых экспериментов использовались системные подходы, современные научные методы планирования и проведения полевых опытов, все необходимые наблюдения, учеты и анализы проводились по общепринятым методикам.
Основные положения диссертации, выносимые на защиту:
-особенности формирования урожая сорговых культур по межфазным периодам и укосам в зависимости от уровня водного режима светло-каштановой почвы, минерального питания и гидротермических условий;
-закономерности динамики изменения водного режима светло-каштановой почвы при разных режимах орошения, особенности водопотребления сорго-вых культур при применении расчетных доз удобрений;
-продуктивность суданской травы и сорго-суданкового гибрида, качество зеленой массы в зависимости от комплексной оптимизации водного и питательного режимов светло-каштановой почвы;
-энергетическая и экономическая эффективность усовершенствованной водосберегающей технологии возделывания сорговых кормовых культур при орошении в сухостепной зоне Калмыкии.
Достоверность результатов исследований подтверждается значительным объемом экспериментальных данных, полученных в результате четырехлет-4
них полевых опытов с использованием методов дисперсионного и корреляционного анализа результатов полевых опытов и положительными результатами внедрения разработанной технологии в производственных условиях.
Апробация работы и публикации результатов исследований. Основные положения и результаты полевых исследований докладывались на VIII Всероссийской научной конференции молодых ученых и студентов «Будущее АПК: Наука и технологии, инновации и бизнес» (г. Астрахань, 2012), Российско-Казахстанской международной научно-практической конференции «Актуальные проблемы социально-экономического развития Прикаспийского региона в условиях инновационной экономики» (г. Элиста, 2012), Международной научно-практической конференции «Актуальные проблемы развития агропромышленного комплекса Прикаспийского региона (г. Элиста, 2013), ежегодных научно-практических конференциях молодых ученых и студентов КалмГУ в 2010-2012 гг. (г. Элиста).
По материалам диссертации опубликовано 11 научных работ, в том числе 3 работы в рецензируемых изданиях ВАК РФ.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, шести глав, выводов и предложений производству, библиографического списка. Содержание работы изложено на 145 страницах машинописного текста, включает 23 таблицы, 5 рисунков и 27 приложений. Список использованной литературы содержит 178 источников, в том числе 5 иностранных авторов.
Почвенные условия
В России посевы сорговых культур постепенно увеличиваются по аридным регионам, но остаются еще незначительными. В перспективе намечается максимально возможное расширение таких посевов в засушливых степных районах Северного Кавказа и Нижнего Поволжья. При высокой агротехнике здесь получают высокую урожайность суданской травы и сорго-суданковых гибридов: на богаре – до 30…50 т, при орошении – до 90…100 т зеленой массы с 1 га. Почвенно-климатические условия СНГ позволяют возделывать сорговые культуры на площади до 6 млн. га, получать высокие и стабильные урожаи. Пригодными районами для возделывания сорго в странах СНГ являются: юг Украины (1,8 млн. га), Молдова (0,2 млн. га), государства Средней Азии и Казахстан (1,0 млн. га), области, края и республики Северного Кавказа (2,0 млн. га), Поволжье (1,0 млн. га). Сорговые культуры обладают высокими потенциальными возможностями, что ставит их в число ведущих зернофуражных и травянистых культур. В настоящее время имеющаяся кормовая база, видовая продуктивность однолетних и многолетних кормовых культур не позволяют обеспечивать наиболее полную реализацию генетического потенциала продуктивности сельскохозяйственных животных и птиц. В связи с этим интенсификация кормодобывающей отрасли должна стать важнейшей социально-экономической задачей. Повысить объем производства разнообразных кормов возможно путем увеличения площади посева высокопродуктивных, высоко-белковых культур в чистых и смешанных посевах с повышенным процентом содержания углеводов и обменной энергии [25, 61, 85, 89, 117]. Поэтому одним из важных направлений развития адаптивного кормопроизводства становится использование новых аридных культур, более конкурентоспособных по сравнению с традиционно возделываемыми. Так, травянистые виды сорго, суданская трава и сорго-суданковые гибриды благодаря своей высокой засухоустойчивости, повышенной продуктивности способны формировать при благоприятных условиях высокий и стабильный урожай надземной массы. Они характеризуются хорошей побегообразующей способностью, высокой кустистостью и быстрым отрастанием после скашивания, что позволяет получать два-три полноценных укоса зелёной массы [77, 90, 123, 153].
Сорговые культуры возделываются для получения зерна, зелёного корма, сена, силоса и сенажа. Имея мощную, глубоко проникающую в почву корневую систему, культуры успешно противостоят суховеям и летней жаре. Как правило, к концу лета кукуруза часто скручивается и преждевременно желтеет, а посевы сорговых культур стоят более зеленые. В сравнении с другими культурами сорговые травы ещё и менее требовательны к плодородию почвы, хорошо приживаются на засоленных почвах [98, 106, 107, 109, 139, 171].
Основная биологическая особенность сорговых травянистых культур – способность более экономно расходовать влагу. Для формирования одного килограмма сухого вещества растениям необходимо воды на 25 % меньше, чем растениям кукурузы, и почти вдвое меньше, чем пшенице, поэтому растения сорго и гибриды в экстремальных погодных условиях более продуктивны в сравнении с кукурузой [38, 105, 113]. Сорговые культуры, будучи более засухоустойчивыми, характеризуются невысокой требовательностью к почвам и содержанию питательных веществ, могут заменить посевы кукурузы как страховые культуры в отдельные особо засушливые годы с критическими погодными условиями. Конкурентные преимущества сорго перед кукурузой- высокая урожайность, меньшие нормы высева и затраты на закупку семян, высокая экологическая пластичность, возможность более поздних сроков посева и уборки, высокая отавность [26,75, 77]. Суданская трава и сорго-суданковый гибрид как кормовые растения широко внедряются в мире, в севооборотах аридных зон России. Многие исследователи [175, 98, 142, 174,58, 67, 56, 112] отмечают их высокую потенциальную урожайность и хорошие кормовые достоинства, способность до 3…4 раз за вегетационный период отрастать после укосов или стравливания. При использовании таких культур сельскохозяйственные предприятия получают высокую экономическую выгоду. Эти культуры обладают способностью хорошо приспосабливаться к почвенно-климатическим условиям выращивания, обладают высокой солеустойчивостью, жаростойкостью и засухоустойчивостью [3, 43, 47, 62, 144].
Многолетние исследования, проведенные в засушливых регионах РФ показывают, что самой высокоурожайной кормовой культурой по-прежнему остаётся сахарное сорго при сравнительно экономном расходовании почвенной влаги. Сорго в расчёте на 1 мм влаги образует до 26,2 кг сухого вещества, суданская трава – 25,2 кг, тогда как озимая рожь, яровые зерновые на 1 мм влаги образуют от 6,3 до 14,7 кг сухого вещества [35]. На каштановых почвах в экстремальные годы кукуруза давала всего – 5,0…6,0 т/га зелёной массы, а некоторые гибриды сахарного сорго – до 10,0…15,0 т/га. Важнейшим условием получения высоких урожаев сорговых культур при орошении является хорошо отлаженная технология выращивания, соответствующая почвенно-климатическим условиям, биолого-хозяйственным признакам и способам, технике проведения поливов. При правильном выборе лучших сроков посева, норм и способов посева создаются наиболее благоприятные условия для роста и развития растений. При рядовом, сплошном способе посева с междурядьями 0,15м и нормой высева для суданской травы 1,5 млн. семян, сорго-суданкового гибрида 1,2 млн. семян/га на 0,6…0,9 т/га возрастала урожайность зерна при наиболее ранних сроках посева [109].
По данным опытов [109, 120, 134] сорговые культуры на сено и сенаж нужно сеять традиционным рядовым способом, рекомендуется убирать суданку через 41…45 дней, а сорго-суданковый гибрид через 45…47 дней после всходов или первого укоса. Для создания высокопродуктивных и устойчивых сортов или гибридов нужен качественный исходный материал. Широкое использование новых сортов в производстве позволяет получать высокие и устойчивые урожаи надземной биомассы [3].
В системе агротехнических приемов выращивания сорговых культур и гибридов правильный выбор предшественников имеет важное практическое значение, так как по ним можно определить степень плодородности почвы, водный и питательный запас. Сорговые культуры могут быть посеяны после многих культур, но на пашне, чистой от сорняков. Желательные предшественники для них те, которые не используют много влаги и питательных веществ, рано созревают и оставляют чистое от сорняков поле [74, 81, 142]. Для сорговых культур лучшими предшественниками являются озимые, а также яровые поздние культуры. Рассматривая место сорговых культур в севообороте, надо полагать, что зерновые гибриды похожи на кукурузу, поэтому они должны проходить рядом с ней в полевом севообороте. При орошении сорговые культуры могут быть посеяны после корнеплодов, кукурузы на зерно, бахчевых, но не после подсолнечника [12].
Фотосинтетическая деятельность растений в посевах
При этом на сроки прохождения фаз развития растений и продолжительность межфазных периодов в системе «почва – климат – растение» определенное влияние оказывали метеорологические условия вегетационного периода, биологические особенности районированных сортов и изучаемые факторы в технологии их выращивания. На oсновании проведённых исследований отмечено, что улучшение oбводнённости тканей paстений увеличивало продолжительность вегетации растений, и тем самым создавались более благоприятные условия для активизации продукционного процесса в посевах. В нашей работе сроки прохождения фаз развития растений суданской травы и сорго-суданкового гибрида в годы проведения опытов представлены в табл. 3.2. и 3.3. Как показали результаты исследований, посевы суданской травы и сорго-суданкового гибрида обеспечивали при орошении гарантированное получение трех укосов. Во все годы проведения опытов посев проводился в первой декаде мая, а первые укосы приходились на конец июня – начало июля. Суданская трава и сорго-суданковые гибриды в первые 20…25 дней развивались достаточно медленно, в это время растения энергично кустились и формировали корневую систему. Более активный линейный рост биомассы начинался, когда растения сорговых культур вступали в фазу трубкования (30…35 день вегетации).
Посевы изучаемых сорговых культур создавали урожай основного укоса за 55…62 дней вегетации, для чего потребовалось в зависимости от погодных условий 1522…1622 0С суммы активных температур, при сумме выпавших осадков за этот период – 117,6…137,6 мм (табл.3.2… 3.3).
Для получения полноценной надземной массы второго укоса за счет отрастания отавы требовалось в зависимости от складывающихся агрометеорологических условий, в первую очередь, температурного режима 39…42 дня, при этом биологическая потребность в тепле выражалась суммой активных температур 1145…12070 С и за третий укос 802…8420 С при вегетации в 31…34 дней.
Полученные данные полевых опытов показали, что гидротермические условия по годам заметно влияли на сроки прохождения фаз роста и развития растений. Небольшие различия в сроках прохождения фенологических фаз развитии я растений в посевах в зависимости от погодных условий были отмечены уже в начальный период вегетации посевов.
Биоклиматические условия в периоды вегетации хорошо характеризовались величиной гидротермических коэффициентов, т.е. отношением суммы осадков к сумме эффективных температур. В табл.3.4. приведены гидротермические коэффициенты по межфазным периодам и в целом за вегетацию суданской травы и сорго-суданкового гибрида в годы проведения исследований. Из представленных данных видно, что наиболее напряженные климатические условия в периоды вегетации культур наблюдались в 2010 и 2011 годах. Kак известно, формирование урожая надземной массы кормовых культур тесно связано с линейным приростом растений. Так, в первое время после появления всходов суданская трава и сорго-суданковые гибриды развивались очень медленно. Для образования первых пяти листьев им требовалось 5…6 недель. Первоначальный медленный рост надземных органов у культур объясняется тем, что в этот период растение укореняется и развивает достаточно хорошую корневую систему. Суточный прирост в высоте за период от всходов до кущения составлял по годам исследования всего 0,7…1,6 см/сутки. С завершением кущения рост растений значительно ускорялся, и особенно быстрый рост наблюдался в середине и в конце фазы трубкования. По вариантам опыта наиболее лучший рост растений за этот период наблюдался в 2009 году на водном режиме 70…80 % НВ при применении минеральных удобрений(4,5…6,7 см/сутки). Наименьший линейный рост растений в посевах изучаемых культур в этот же период отмечался в крайне засушливом 2010 году. В зависимости от водного режима почвы и уровня минерального питания он составил 2,6…5,9 см/сутки, что на 0,6…0,8 см/сутки меньше чем в 2009 году.
Наблюдения за динамикой линейного роста суданской травы показывали, что высота растений зависела в основном от агротехнического фона. В то же время самые высокостебельные растения в укосную спелость сформировались в 2009 году 1,21…1,81м, что выше на 0,20…0,40 м, чем в 2010 году, на 0,05…0,12 м, чем в 2011 году и на 0,13…0,17 м, чем в 2012 году. При предполивной влажности почвы 65…70 % НВ в дозе N120 P90 высота растений в среднем за четыре года составляла 1,44…1,68 м, что на 12…21 % выше по сравнению с контролем (без удобрений). Наиболее высокие растения формировались на варианте с водным режимом почвы 70…80 % НВ и дозе удобрения N120 P90 – 1,70…1,73 м, что на 0,31…35 м больше по сравнению с вариантом без внесения удобрений.
В посевах травянистых кормовых культур важное значение имела облиственность растений, как один из урожаеобразующих фотосинтетических показателей и как показатель, напрямую влияющий на качество и переваримость получаемого корма. Облиственность растений суданской травы в среднем за три года была несколько лучшей, чем у сорго-суданкового гибрида на всех вариантах полевого опыта, так на контроле (без удобрений) при водном режиме почвы 65…70 % НВ составила 35,6 %, у сорго-суданкового гибрида – 33,7 %. При водном режиме 70…80 % НВ наблюдалось незначительное увеличение на контроле, а при внесении возрастающих доз азотно-фосфорных удобрений облиственность растений существенно возросла, составив в первом укосе 36,8…39,8 %, а во втором укосе достигнув 46,1…49,7 %. Динамика накопления зеленой и сухой массы растений по межфазным периодам в посевах приводится в среднем за годы проведения опытов в табл.3.6…3.8.
Суммарное водопотребление суданской травы и сорго-суданкового гибрида
В сухостепной и полупустынной зонах Нижнего Поволжья в условиях орошения однолетние кормовые культуры достаточно хорошо были изучены на зональных почвах Волгоградской области [15, 32, 83, 85, 27, 71,13, 100, 45], а в зоне сухой степи Республики Калмыкия исследований по технологии выращивания сорговых культур проведено недостаточно. В результате ранее проведенных полевых опытов было установлено, что наиболее высокая продуктивность однолетних кормовых культур обеспечивается, если предполивная влажность почвы вегетационными поливами поддерживается на уровне 70…75 % и 75…80 % НВ, однако более водосберегающими, а значит экономически оправданными являются режимы орошения, устанавливаемые по фазам вегетации растений.
Для создания посевов высокой фотосинтетической продуктивности и поддержания в почве бездефицитного баланса азота и фосфора на светло-каштановых почвах необходимо вносить хотя бы умеренные дозы минеральных удобрений. Расчетные дозы азотно-фосфорных удобрений под планируемые урожаи, повышая содержание питательных веществ в почве и улучшая минеральное питание растений, обеспечивают более экономное расходование материальных ресурсов на образование единицы урожая. Комплексная оптимизация этих двух главнейших факторов позволила нам в условиях сухостепной зоны на светло-каштановых почвах существенно увеличить продуктивность выращиваемых культур, улучшить качество получаемого зеленого корма, сохраняя почвенное плодородие на исходном уровне. В результате ранее проведенных нами исследований [163] в Прикаспийской низменности было установлено, что на светло-каштановых почвах при благоприятном водном режиме орошаемой почвы повышение продуктивности однолетних кормовых культур в чистых и смешанных посевах обуславливается, в первую очередь, уровнем азотного питания, во вторую,- наличием доступного фосфора в почве. Поэтому в наших полевых исследованиях были использованы зонально обоснованные расчётные дозы удобрений при трехукосном использовании суданской травы и сорго-суданкового гибрида. В полевом опыте на учебно-опытном участке Калмыцкого госуниверситета эти культуры изучались с применением расчетных доз удобрений N60P40; N90P60; N120P90 при двух разных водных режимах светло-каштановой почвы, предусматривающих поддержание поливами влажности почвы 65…70 % НВ и 70…80 % НВ в период вегетации сорговых культур. При внесении расчетных доз удобрений различия в содержании питательных веществ в почве между контролем и удобренными вариантами сохранялись в течение всей вегетации, что определило их лучшее минеральное питание. Наиболее высокий урожай зеленой массы был получен в наиболее благоприятном по осадкам и температурному режиму 2009 году. При умеренном водном режиме почвы, когда предполивная влажность почвы поддерживалась на уровне 65…70 % НВ на варианте без удобрений урожайность зеленой массы суданской травы составила 40,6 т/га, а сорго-суданкового гибрида – 40,3 т/га., т.е. в этом году по культурам был получен практически одинаковый урожай надземной массы. В аномально жарком 2010 году, даже в условиях регулируемого водного режима почвы, урожайность была существенно ниже и по изучаемым культурам составила 36,2…37,3 т/га. В последующие 2011 и 2012 годы при сложившихся гидротермических условиях урожайность зеленой массы на неудобренном фоне составила 36,2…40,9 т/га, а в среднем за четыре года составила у сорго-суданкового гибрида – 37,6 т/га, у суданской травы – 39,1 т/га.
При более высоком водном режиме почвы, когда предполивная влажность почвы поддерживалась поливами до фазы трубкования – 70 % НВ и в фазе трубкования-выметывания метелки на уровне 80 % НВ посевы сорговых культур обеспечивали более высокий урожай надземной массы, что составило по годам от 43,6…44,8 т/га в 2009 году и 38,8…40,5 т/га в наиболее засушливом 2010 году, а в среднем за четыре года составил 41,3…45,5 т/га (табл. 5.1.). Следовательно, от оптимизации водного режима почвы рост урожая надземной биомассы наблюдался уже на фоне естественного плодородия светло-каштановой почвы и прибавка урожайности в среднем за четыре года составила 3,7…6,4 т/га зеленой массы.
При внесении расчетных доз удобрений N60P40 урожайность зеленой массы при водном режиме 70…80 % НВ по сравнению с 65…70 % НВ возросла на 7,9 т/га у суданской травы и на 3,5 т/га у сорго-суданкового гибрида. При применении дозы удобрений N90P60 прибавка от улучшения водного режима почвы составила уже 9,1 т/га зеленой массы у суданской травы и 7,3 т/га у сорго-суданкового гибрида. На фоне внесения N120P90 была достигнута также существенная прибавка урожая от улучшения водного режима почвы, которая составила по суданской траве – 8,4 т/га и сорго-суданковому гибриду – 7,2 т/га (табл. 5.2.).
Таким образом, поддержание поливами водного режима почвы 70…80 % НВ по фазам вегетации по сравнению с режимом орошения 65…70 % НВ обеспечивало на светло-каштановой почве достоверную прибавку урожая как на контроле, так и на удобренных вариантах. При более высоком уровне предполивной влажности почвы 70…80 % НВ в полевых опытах проявилась хорошая эффективность расчетных доз удобрений.
Влияние удобрений на качество зеленой массы
Наряду с традиционным методом оценки экономической эффективности отдельных агротехнических приемов и, в целом, технологий возделывания сельскохозяйственных культур в последние годы повсеместно применяют также энергетический метод, в основном из-за неспостоянства оценочных денежных показателей. Расчёты энергетической эффективности возделывания однолетних кормовых культур проведены по общепринятой методике ВНИИК им. В.Р. Вильямса, а также на основе рекомендаций ученых Волгоградского ГАУ [99], Калмыцкого ГУ [130].
В настоящее времы энергия, накопленная в урожае, рассматривается как продукт фотосинтетической деятельности посевов, который зависит от условий и интенсивности прохождения продукционного процесса в посевах. Рассчитывается она путём умножения полученной хозяйственной продукции на соответствующий энергетический эквивалент. В настоящее время в агрономической практике, в том числе в полевом кормопроизводстве, уделяется большое внимание разработке и освоению энергосберегающих технологий выращивания сельскохозяйственных культур. Установлено, что при выращивании однолетних кормовых культур при орошении основная доля затрат приходится на поливы, удобрения, обработку почвы и уборку урожая. Коэффициент энергетической эффективности технологий выращивания сельскохозяйственных культур (Кээ) при этом должен отвечать следующим условиям: совокупная энергия, израсходованная на проведение всех технологических операций. Наши полевые исследования дают достаточно убедительные подтверждения, тому, что в качестве наиболее действенных мер по снижению суммарных энергозатрат необходимо применять дифференцированные водные режимы почвы, создаваемые расчетными режимами орошения в соответствии с биологическими особенностями роста и развития растений по фазам вегетации и уровнем планируемой продуктивности посевов. Наряду с этим необходимо использовать также расчётный метод применения доз минеральных удобрений на планируемый урожай в увязке с исходным содержанием питательных веществ в почве (В.М. Филин, 1975,1980). Современная методика оценки продуктивности кормовых посевов и качества кормов по содержанию обменной энергии предусматривает определение максимального количества потенциально доступной энергии для животных с единицы площади. В соответствии с международной системой оценки энергетическая питательность корма оценивается в расчёте на 1 кг сухого вещества по энергетическим эквивалентам разных видов кормов по фазам уборки урожая (ОЭ, МДж/кг СВ) и % сырого протеина, кг/СВ.). В наших расчётах энергетический эквивалент обменной энергии на зеленую массу в фазе вымётывания метёлки у суданской травы и сорго-суданкового гибрида принят из расчёта 10,2 МДж/кг сухого вещества и выход сырого протеина – 14 % [152]. В данных, представленных в табл. 6.1. учтены все затраты, произведённые по технологическим факторам и, в целом, суммарные затраты по технологии выращивания сорговых однолетних культур при разных водных режимах светло-каштановой почвы и условиях минерального питания. В полевых опытах 2009…2012 гг. учитывались неодинаковые затраты на проведение разного количества поливов, на приобретение и внесение разных доз азотно-фосфорных удобрений, уборку дополнительного урожая, а затраты на все другие виды (обработка почвы, затраты на семена и посев) были одинаковыми. В структуре суммарных энергозатрат в среднем за 2009…2012 гг. наибольшие затраты при обоих водных режимах орошаемой почвы приходились на поливы. Так, на удобренных вариантах в структуре затрат на них приходилось до 38…42%, на удобрения 20…26 % и остальные технологические операции, связанные с обработкой почвы, посевом и уборкой урожая, - 32…42 % затрат.
При этом энергетические затраты, связанные с обработкой почвы, приобретением семян и посевом культур, были практически одинаковыми. Следовательно, наиболее эффективным способом снижения энергозатрат и повышения эффективности технологии выращивания однолетних сорговых культур является рациональное применение азотно-фосфорных удобрений на фоне водосберегающих режимов орошения. Из данных, приведенных в табл. 6.2., видно, что создаваемые поливами водные режимы почвы и дозы вносимых удобрений N60…120P40…90 агрономически и энергетически себя оправдывают, обеспечивая высокий выход кормовых единиц и переваримого протеина в расчёте на 1га.
Так, совокупные энергетические затраты при водном режиме почвы 65…70% НВ при орошении по культурам на фоне естественного плодородия без применения удобрений составили 34400…34100 МДж/га, при водном режиме 70…80 % НВ возрастали до 39615…40560 МДж/га. При примениении расчетных доз удобрений под сорговые культуры на варианте с внесением максимальной дозы удобрений в полевом опыте N120P90 суммарные энергозатраты возросли до 57630…58290 МДж/га или 23239…24190 на водном режиме светло-каштановой почвы 65…70 % НВ и на водном режиме почвы 70…80 % НВ на 18685…19510 МДж/га. Соответственно коэффициент энергетической эффективности (К э.э.) составил при водном режиме 65…70 % НВ на естестенном фоне светлокаштановой почвы составил 1,37…1,38, а при внесении расчетных доз удобрений возрос до 1,59…1,61, на варианте водного режима почвы 70…80 % НВ до 1,64…1,65. Энергетическая эффективность затрат, соотнесённая к продуктивности посевов при оптимизации водного и питательного режимов почвы существенно повысилась, поскольку затраты совокупной энергии на единицу урожая снизилась. Если энергоёмкость 1 т кормовой единицы без применения удобрений при водном режиме 65…70 % НВ составила 8986…9520 МДж, при 70…80 % НВ 10770…11570 МДж, то на удобренном варианте с внесением N120P90 и водном режиме 70…80 % НВ повысилась до 11890…12400 МДж или на 7,2…10,5 %.
Расчёты экономической эффективности выращивания однолетних сорговых культур при орошении показали, что даже при достаточно высоких урожаях зеленой массы или уровне продуктивности в кормовых единицах при сложившихся в настоящее время высоких тарифах на воду и электроэнергию, дороговизне минеральных удобрений эффективность производства кормов остается в целом невысокой. К тому же по годам наблюдается нестабильная цена на кормовую продукцию. По результам полевых опытов 2009…2012 годов себестоимость производства кормов при орошении в сухостепной зоне Калмыкии составила 10…13 тыс. рублей, а при средней реализационной цене 1200 рублей за 1 тонну сена чистый доход составил 3,6…4,8 тыс. рублей на 1 га.
