Содержание к диссертации
Введение
1. Обзор литературы 7
2. Условия и методика проведения исследований 37
2.1 Агрометеорологические условия 37
2.2 Рельеф местности 42
2.3 Характеристика почвенного покрова 43
2.4 Методика проведения исследований 45
3. Результаты исследований по изучению различных способов основной обработки почвы
3.1 Характеристика снегоотложения в зависимости от способа основной обработки почвы
3.2 Влияние основной обработки почвы на водный режим темно- каштановых почв под посевами ярового ячменя с подсевом многолетних трав и многолетних трав 2 года жизни
3.2.1 Элементы водного баланса в зависимости от способа основной обработки
3.2.2 Динамика доступной влаги в зависимости от способа основной обработки
3.3 Влияние приёмов основной обработки почвы на регулирование агрофизических свойств под посевами ярового ячменя с подсевом многолетних трав и многолетних трав 2 года жизни
3.3.1 Влияние основной обработки на плотность сложения почвы 81
3.3.2 Структурно-агрегатный состав пахотного слоя 85
3.3.3 Влияние способов основной обработки на водопроницаемость почвы
3.4 Влияние основной обработки почвы на формирование корневой массы многолетних трав 2 года жизни
3.5 Влияние основных обработок на засорённость 99
3.6 Урожайность ярового ячменя с подсевом многолетних трав и многолетних трав 2 года жизни в зависимости от способа основной обработки почвы
3.7 Экономическая оценка способов основной обработки почвы 111
3.8 Биоэнергетическая оценка способов основной обработки почвы 115
Выводы 119
Рекомендации производству 122
Список литературы 123
Приложения 144
- Характеристика почвенного покрова
- Влияние основной обработки почвы на водный режим темно- каштановых почв под посевами ярового ячменя с подсевом многолетних трав и многолетних трав 2 года жизни
- Структурно-агрегатный состав пахотного слоя
- Экономическая оценка способов основной обработки почвы
Введение к работе
Актуальность исследований. На современном этапе функционирования сельского хозяйства всё большую актуальность приобретают энергосберегающие системы обработки почв, позволяющие с наименьшими затратами получать оптимальный уровень урожайности сельскохозяйственных культур с учётом защиты почвы от деградационных процессов.
Исследованиями было установлено, что радикальное улучшение свойств каштановых солонцеватых почв и комплексирующих с ними солонцов может быть достигнуто только глубокими мелиоративными обработками (Кирюшин В.И. 1982; Миронченко С.Ф. 2000; Ермоленко В.П. 2001). В регионе промелиорировано более 1 млн. га солонцовых земель, что позволило значительно повысить их продуктивность.
Различное использование тёмно-каштановых почв (разная структура посевов и различные системы обработки почвы) дают не одинаковый агрономический и экономический эффект.
Влияние различных приемов основной безотвальной обработки (плоскорезная, чизельная - «Параплау», стойки СибИМЭ, плуг без отвалов) на темно-каштановых почвах в сравнении с отвальной (отвальная вспашка, фронтальная (гладкая)) в звене севооборота яровой ячмень с подсевом многолетних трав - многолетние травы изучены недостаточно.
Цель исследований. Обоснование и разработка системы основной обработки темно-каштановой почвы в звене севооборота: яровой ячмень с подсевом многолетних трав - многолетние травы, с учётом энергетических ресурсов, позволяющей стабилизировать их плодородие и повысить урожайность сельскохозяйственных культур.
Задачи исследований:
1. Дать оценку влияния способов основной обработки на элементы водного баланса почвы.
2. Изучить влияние способов основной обработки и звена севооборота на агрофизические свойства темно-каштановых почв (плотность сложения, водопроницаемость и структурно-агрегатный состав) и продуктивность сельскохозяйственных культур.
3. Провести оценку способов основной обработки почвы в экономической и биоэнергетической эффективности.
Научная новизна. Впервые на темно-каштановых почвах Ростовской области изучены новые способы основной обработки почвы в звене севооборота: яровой ячмень с подсевом многолетних трав - многолетние травы с использованием чизельного орудия с рабочими органами типа «Параплау» (ПЧВ-8-40), стоек СибИМЭ (стойки Сибирского института механизации и электрофикации - ПН-5-35) и плуга фронтального навесного (гладкого) конструкции МИИСП - ПФН-2А, которые позволяют улучшить агрофизические свойства почв и повышают продуктивность сельскохозяйственных культур.
Практическая значимость работы. На основании результатов исследований предложены варианты основной обработки темно-каштановых почв Ростовской области в звене севооборота: яровой ячмень с подсевом многолетних трав - многолетние травы, которые позволяют улучшить её физические и водно-физические свойства, создать благоприятные условия для накопления и сохранения влаги, получать оптимальные показатели экономической и энергетической эффективности производства.
Обоснованность и достоверность полученных результатов. Результаты подтверждены большим объемом экспериментального материала и математической обработкой данных.
Апробация работы и публикации. Основные положения диссертации доложены на методических комиссиях и отчётных сессиях аспирантов Донского ЗНИИСХ в (2004-2007 гг.). По материалам диссертации опубликовано 3 работы.
Реализация результатов исследований Производственная проверка и внедрение результатов исследований проведены в ОНО ОПХ «Красноармейское» Орловского района Ростовской области. Объём и структура диссертации. Диссертационная работа изложена на 163 страницах машинописного текста и состоит из введения, 3 глав, основных выводов и рекомендации производству, списка используемой литературы, включающего 221 наименований. В работе содержится 36 таблиц, 13 рисунков и 19 приложений.
Характеристика почвенного покрова
В юго-восточной части Ростовской области почвенный покров представлен тёмно-каштановыми, каштановыми, частично светло-каштановыми несолонцеватыми и солонцеватыми, преимущественно засоленными почвами, а также средне и тяжелосуглинистыми разностями. В структуре почвенного покрова области каштановыми почвами занято чуть меньше трети территории (28,0 %). В комплексе с каштановыми почвами залегают солонцы (6,4 %).
Размещение подтипов каштановых почв тесно увязывается с климатическими условиями зоны. В западной её части с более высоким увлажнением сформировались тёмно-каштановые почвы, в центральной части -каштановые, на крайнем востоке области в наиболее засушливых условиях -светло-каштановые почвы.
На территории Обливского, Морозовского, Цимлянского, Мартыновского, Зимовниковского, Орловского и Пролетарского районов наиболее широко распространены тёмно-каштановые почвы - 993,6 тыс. га (10,7% территории Ростовской области). Выделяются обычные и солонцеватые роды. Последние преобладают и занимают площадь в 594,6 тыс. га.
Исследования проводились на тёмно-каштановых в комплексе со средними и глубокими солонцами до 10-15 % почвах. Содержание гумуса в пахотном слое 2,7 -3,2 %, валового азота 0,21, подвижного фосфора 33,6 мг/кг, обменного калия - 321,4 мг/кг. Реакция почвенного раствора слабощелочная, pH - 7,5-7,8. Засоление сульфатно-хлоридное, повышенное количество хлоридов на глубине 70 - 120 см, гранулометрический состав -тяжелосуглинистый. Запасы гумуса около 152 т/га . Мощность гумусовых горизонтов (А+В1+В2) в среднем 45-50 см. Вскипание от 10 %-ной соляной кислоты, свидетельствующее о наличии свободных карбонатов, с глубины 45 см. Карбонатные новообразования в форме белоглазки встречаются на глубине 57 см. Гипсовый горизонт залегает на глубине 150-170 см. Горизонт А имеет слабощелочную реакцию, в более глубоких горизонтах щёлочность увеличивается.
Степень оструктуренности тёмно-каштановых почв колеблется в широких пределах. Наиболее оструктурены подпахотные горизонты, где содержание агрегатов больше 0,25 мм в диаметре составляет 81-98 %. Разрушающее действие воды сильнее сказывается на пахотном горизонте: количество микроагрегатов (частиц менее 0,25 мм) увеличивается после мокрого рассева в 3-8 раз за счёт разрушения макроагрегатов.
Тёмно-каштановые почвы принадлежат к классу средневодопроницаемых, но во второй и третий час впитывания водопроницаемость резко снижается в два раза. Недоступный растениям запас влаги в почве составляет 13-14 % (1500-1600 т воды на 1 га). Диапазон активной влаги - 23 %. Общая скважность в пахотном слое составляет 54%, в горизонте В она уменьшается до 43 %.
Агротехника возделывания сельскохозяйственных культур на опытном участке, за исключением способов основной обработки, рекомендуемая в зоне (Система ведения агропромышленного производства Ростовской области (на период 2001-2005 гг.), 2001). Посев проводился районированными для Ростовской области сортами сеялкой СЗП-3,6 поперёк основной обработки почвы (яровой ячмень - Прерия, четырехкомпонентная травосмесь: люцерна синегибридная Ростовская-60, люцерна Кубанская желтая, житняк Зерноградский-10, кострец безостый ВИР-5). Сроки сева и уборки, норма высева - оптимальные, всхожесть семян - соответствующая показателям I класса посевных стандартов. Система защиты растений предусматривала максимальное использование агротехнических приёмов, факультативно -химические средства. Осенью 2003 г. на участке были проведены в соответствии с вариантами опыта основные обработки почвы под посев ярового ячменя с подсевом многолетних трав. Весной 2004 г. в начале апреля после предпосевного боронования на опытном участке, поперёк направления основных обработок почвы, был проведен посев ярового ячменя с подсевом многолетних трав. В 2004 г после уборки озимой пшеницы на втором участке были проведены основные обработки на глубину 20-22 см. В апреле 2005 г произведена перезаклада опыта - посев ярового ячменя с подсевом многолетних трав. В 2005 году после уборки того же предшественника на третьем участке были проведены основные способы обработок на глубину 20-22 см. В апреле 2006 года осуществлена третья перезакладка опыта.
Исходя из цели и задач исследований, проводили следующие учёты, наблюдения, анализы: 1. Определение влажности почвы и расчёт запасов доступной влаги. Влажность почвы определялась термостатно-весовым методом (ГОСТ 28268-89). Образцы отбирались винтовым буром на глубину 150 см по слоям 0-10, 10-20, 20-30, 30-40 и т.д. из трёх скважин на каждом варианте (Доспехов Б.А., Васильев И.П., Туликов A.M., 1977). 2. Определение агрофизических свойств пахотного слоя: агрегатного состава (методом сухого просеивания по Н.И.Савинову), плотности сложения (методом режущих колец), гребнистости. Образцы на агрегатный состав и объёмную массу отбирали слоями 0-10, 10-20, 20-30 см соответственно в одно, и трёхкратной повторности, по каждому варианту. Гребнистость определяли инструментальным способом с применением 5-метрового шнура (Доспехов Б.А., Васильев И.П., Туликов A.M., 1977). 3. Количество водопрочных агрегатов методом мокрого просеивания на приборе И.М. Бакшеева. 4. Определение количества пожнивных остатков количественно-весовым методом при помощи учётных рамок (1м). 5. Определение глубины и равномерности обработки почвы. 6. Определение мощности снежного покрова, плотности снега и глубины промерзания почвы. Мощность снежного покрова измеряли мерной рейкой в 30 точках через равные интервалы по каждому варианту после выпадения снега и перераспределения его ветром. Плотность снега определяли путём отбора одинакового объёма образцов. Глубина промерзания определялась после продолжительных сильных морозов, по наличию кристаллов льда в образцах почвы, отобранных буром в 2-х кратной повторности по каждому варианту. 7. Определение водопроницаемости почвы по каждому варианту (методом сплошного затопления площадок и поддержания в течение 3-х часов пятисантиметрового слоя над поверхностью почвы) (Доспехов Б.А., Васильев И.П., Туликов A.M., 1977). 8. Определение количества корневой массы многолетних трав по методу Н.З. Станкова, по слоям 0-10, 10-20 и 20-30 см (методика ВНИИ кормов, 1971). 9. Учёт засорённости посевов. Степень засорённости и видовой состав сорняков количественно-весовым методом, путём наложения по диагонали делянки не менее 5 раз учётных рамок (1м). 10. Фенологические наблюдения за культурами проводились согласно принятой методике государственного сортоиспытания сельскохозяйственных культур.
Влияние основной обработки почвы на водный режим темно- каштановых почв под посевами ярового ячменя с подсевом многолетних трав и многолетних трав 2 года жизни
В острозасушливых условиях зоны каштановых почв первостепенное значение в обеспечении продуктивности возделываемых культур принадлежит влагообеспеченности. Влагообеспеченность почвы часто зависит не только от количества выпавших осадков, водопоглотительной и водоудерживающей способности почвы, сколько от величины физического испарения, сдувания снега с полей, стока талых и ливневых вод. Поэтому одна из основных задач земледелия в данной зоне заключается в том, чтобы изыскивать резервы продуктивного и экономного использования влаги, применять те агротехнические приемы, которые позволяют снижать непродуктивные ее потери.
Основными источниками увлажнения почвы являются атмосферные осадки и грунтовые воды. Влага в почве постоянно движется - расходуется растениями, испаряется в воздух, продвигается в глубокие горизонты (Л.С. Кельчевская, 1983).
Водным режимом называется совокупность всех явлений поступления влаги в почву, её передвижения, удержания в почвенных горизонтах и расходования (Костычев П.А., 1937; Филатов М.М., 1945; Докучаев В.В., 1948; Высоцкий Г.Н., 1960; Роде А.А., 1965; Вериго С.А., Разумова Л.А., 1973).
Водный режим является наиболее управляемым показателем плодородия почв и, в значительной степени, определяющим продуктивность сельскохозяйственных угодий (Полуэктов Е.В., 1998). Обработка почвы может оказывать значительное влияние на создание в ней запасов доступной влаги путем повышения скорости инфильтрации выпавших осадков, уменьшения испарения с поверхности почвы. Это основная её задача в засушливых зонах. Однако грубая разделка почвы, повышая инфильтрацию, способствует усилению испарения, а чрезмерно мелкая разделка, уменьшая испарение, снижает инфильтрацию влаги выпавших осадков.
Режим влажности почвы определяется приходными и расходными статьями водного баланса. Превалирование одних над другими определяет два основных периода накопление влаги в почве или её интенсивное расходование. И тот и другой процессы заключены в рамки годичного цикла: холодный период (первая декада декабря) характеризуется преимущественно накоплением влаги; теплый период (последняя декада марта) - расходованием влаги на испарение, транспирацию и т.д.
Большим резервом улучшения водного режима обрабатываемых почв служит повышение использования влаги осадков холодного периода года, значительная часть которых теряется за счёт сублимации, выдувания, испарения, стока и др. При этом фактором улучшения водного режима тёмно-каштановых почв в районах с недостаточным увлажнением является повышение коэффициента использования осадков путём значительного увеличения инфильтрационной способности обрабатываемых почв и снегонакопления.
Для начала рассмотрим влагозапасы по годам ярового ячменя. Общий весенний запас влаги 2004 года в слое 0-150 см на всех вариантах находился в пределах 408 - 427 мм. От посева до фазы колошения ярового ячменя этот показатель уменьшился в среднем на 20 % (313 - 357 мм). За период вегетации (апрель - июль) ярового ячменя вместо среднемноголетних 157 мм выпало 274 мм осадков. Вследствие этого, по мере роста и развития растений ячменя к моменту уборки, общие запасы влаги по сравнению с фазой колошения сократились всего на 5 % (приложение 2).
Осеннее количество осадков (111,4 мм) в 2004 году превышало среднемноголетний показатель на 43 %. Зима 2004-2005 гг. по количеству осадков практически не отличалась по сравнению с среднемноголетними данными. Весной этот показатель преобладал над нормой на 44,7 мм (табл. 1).
За осенне-зимний период 2004-2005 гг., ко времени сева ярового ячменя, безотвальные обработки оказали наибольшее влияние на запасы влаги в почве и варьировали в пределах от 413 мм на варианте с безотвальной обработкой (плуг со снятыми отвалами) до 445 мм на участке обработанном плоскорезом. Отвальная и фронтальная (гладкая) обработки к этому периоду накопили чуть меньше влаги (на 7 %) по сравнению с безотвальными обработками, соответственно 390 и 407 мм (приложение 4).
За холодный период 2005-2006 гг., ко времени сева ярового ячменя, на вариантах без оборота пласта весенние запасы влаги в почве находились пределах 411-436 мм, на отвальных - 399-408 мм (приложение 6).
В таблице 7 приведены элементы водного баланса в среднем за период 2003-2006гг. Сопоставление баланса влаги по различным видам обработок почвы позволяют рассмотреть характер её накопления и потерь в слое 0-150 см (приложения 2,3,4,5,6,7).
Исследования показали, что в среднем за три года, осенний запас влаги в полутораметровом слое почвы на участках зяби, обработанных под яровой ячмень с подсевом многолетних трав различными орудиями, колебался от 292 мм на варианте с фронтальной (гладкой) обработкой до 304 мм на участке, обработанном плоскорезом. Запасы почвенной влаги на остальных вариантах опыта занимали промежуточное положение (табл. 7, рис. 3).
За холодный период в среднем за три года выпало 178 мм осадков, при максимальном количестве в 2004-2005 гг. - 207 мм, минимальном в 2003-2004 гг. - 149 мм. Большая часть осадков выпадала в виде дождей.
Структурно-агрегатный состав пахотного слоя
Структура почвы является важнейшим физическим показателем ее плодородия, так как оказывает значительное влияние на водный режим, физико-механические, биологические и технологические свойства. Способность почвы распадаться при обработке на комочки, или агрегаты, различной величины и формы называется структурностью, а образовавшиеся комочки - структурой.
Структурно-агрегатный состав определяет соотношение твердой, жидкой и газообразной фаз в почве и является важным показателем, определяющим рост и развитие корневой системы сельскохозяйственных культур. Агрономически ценной является комковато-зернистая структура, с размером фракций от 0,25мм до 10мм, обладающих благоприятной пористостью и водопрочностью, то есть способность агрегатов противостоять размывающему действию воды. Действенными средствами ее регулирования является чередование культур в севообороте и система обработки почвы.
Практика земледелия в степной и сухостепной зонах показывает, что обработка почвы, создающая на поверхности слой из агрегатов крупностью 0,25-10 мм, более эффективно уменьшает испарение. При более мелких агрегатах усиливается капиллярное поднятие влаги к поверхности почвы и возрастает испарение, при более крупных - усиливается обмен почвенного воздуха с атмосферным и, следовательно, возрастает потеря почвенной влаги (Листопадов И.Н., Шапошникова И.М., 1984; Полуэктов Е.В.,1998).
Нашими исследованиями установлено, что содержание ценных в агрономическом смысле агрегатов (0,25-10 мм) в слое 0-30 см под яровым ячменем с подсевом многолетних трав, в весенний период, в среднем за три года находилось в пределах от 60,6 % по фронтальной (гладкой) обработке до 64,5 % по чизельной (табл. 23). Остальные варианты по этому показателю занимали промежуточное положение. Количество агрегатов в слое почвы 0-30 см крупнее 10 мм было наименьшим на варианте с чизельной обработкой - 32,2 %. На остальных вариантах таких агрегатов было заметно больше, от 33,0 % на вариантах с отвальной вспашкой и ст. СибИМЭ до 35,0 % на участке, обработанном плугом со снятыми отвалами.
Агрегатов размером меньше 0,25 мм в 0-30 см больше было на отвальных вариантах, количество которых было в пределах 5,7-5,9 %. Меньше остальных - 3,0 % таких агрегатов было после обработки плугом со снятыми отвалами. Остальные варианты находились в пределах 3,3-3,8 %. Количество водопрочных агрегатов в слое 0-30 см в весенний период под яровым ячменем с подсевом многолетних трав находилось в пределах от 55,7 % по
Развитие корневой системы многолетних трав второго года жизни существенно повлияло на содержание агрономически ценных и водопрочных агрегатов. Весной под многолетними травами количество агрегатов крупнее 10 мм в 0-30 см слое по всем вариантам обработок колебалось в пределах 30,4 -33,5 % (табл. 25). Почвенные агрегаты размером 0,25-10 мм на отвальных вариантах были в пределах 61,6 - 63,6 %, на безотвальных - 65,3-66,3 %. Наибольшее количество агрегатов меньше 0,25 мм, в слое 0-30 см, наблюдалось по отвальной вспашке - 5,1 %. Меньше всех таких агрегатов - 3,2 % содержалось по чизельной обработке. На остальных способах основной обработки их количество занимало промежуточное положение. Максимальное количество водопрочных агрегатов (63,5 %) находилось на участке, обработанном чизельным орудием, минимальное - на варианте с фронтальной (гладкой) обработкой (58,1 %).
В осенний период агрономически ценных агрегатов (0,25-10 мм) в пахотном слое почвы больше всего содержалось на варианте с чизельной обработкой - 75,0 % (табл. 26). Наименьшее их количество 70,1 % было по фронтальной (гладкой) обработке. Остальные варианты по количеству таких агрегатов находились в пределах 70,7 - 74,7 %. Агрегатов мельче 0,25 мм заметно больше находилось в пахотном слое под отвальными вариантами обработок (3,0-3,4 %). На вариантах, обработанных без оборота пласта таких агрегатов было 1,9-2,1 %.
На втором году жизни интенсивность формирования корневой системы у многолетних трав второго года жизни увеличивается и суммарная масса корней становится ещё больше, чем было. Продукты минерализации ранее отмерших корней способствуют повышению прочности почвенных отдельностей, увеличению количества водопрочных агрегатов. Количество водопрочных агрегатов в слое 0-30 см почвы больше всего содержалось на безотвальных обработках, и колебалась в пределах от 67,2 до 71,7 % (табл. 26). На отвальных обработках их было меньше на 6,2 -13,3 %.
Таким образом, структура пахотного слоя почвы под яровым ячменем имела несущественные различия в зависимости от способа основной обработки в количестве фракций 0,25-10 мм и меньше 0,25 мм, и незначительные - по содержанию водопрочных агрегатов. Явное преимущество безотвальных над отвальными прослеживается в количестве агрегатов мельче 0,25 мм. Содержание их на безотвальных вариантах в 1,5 - 2,2 раза меньше, чем на отвальных.
Такая же тенденция прослеживается и на многолетних травах второго года жизни, где количество фракций меньше 0,25 мм на обработках без оборота пласта в 1,4-1,8 раза меньше, чем на отвальных вариантах, а количество водопрочных агрегатов к осени превышало контроль на 4 - 8,5 %. В целом, по этим показателям наблюдаются незначительное преобладание обработок без оборота пласта над отвальными. Это незначительное преимущество положительно отразилась на водопроницаемости темно-каштановых почв.
Водопроницаемость является одним из свойств почвы, которые определяют ее устойчивость к водной эрозии, а также обусловливают водный и воздушный режимы. Водопроницаемость это способность почвы впитывать и пропускать через себя воду в более глубокие слои под влиянием силы тяжести. Различают две стадии водопроницаемости - впитывание и фильтрацию. Когда поры почвы лишь частично заполнены водой, тогда при поступлении воды наблюдается ее впитывание в толщу почвогрунта; когда почвенные поры полностью насыщены водой, происходит фильтрация, то есть движение в условиях сплошного потока жидкости. Это основное звено влагооборота, от которого зависит накопление влаги в почве, пополнению грунтовых вод или возникновение поверхностного стока.
Величина и интенсивность водопроницаемости существенно изменяется во времени и пространстве. Этот результат сложного взаимодействия свойств почв (содержания гумуса, суммы поглощенных оснований, механического состава, плотности сложения, порозности и др.), климатических условий (количество и интенсивность осадков, глубина промерзания почвы и т.д.) и хозяйственной деятельности человека (Полуэктов Е.В., Турулев В.В., 1994).
Обработке почвы принадлежит важная роль в регулировании фильтрации осадков, которая сводится к двум моментам: во-первых, обработкой почвы можно создать условия максимально возможного аккумулирования атмосферных осадков; во-вторых, посредством изменения сложения пахотного слоя обеспечить их экономное расходование.
Экономическая оценка способов основной обработки почвы
Одним из критериев оценки системы обработки почв является определение экономической эффективности. В условиях рыночной экономики крайне важно стремиться к снижению ресурсных, энергетических и иных затрат в земледелии.
Экономическая эффективность сельскохозяйственного производства определяет эффективность использования земли (т. е. уровень хозяйствования) и характеризуется выходом продукции с единицы площади и её себестоимостью. Перед землепользователями стоит задача обеспечить выход максимума продукции с каждого гектара земли при минимуме затрат.
Производственные затраты на 1 гектар севооборотной площади при возделывании ярового ячменя, рассчитанные по технологическим картам в ценах за 2004-2007 г, были наибольшими на варианте с отвальной вспашкой 112 4746 руб/га (табл. 35). Наименьшие производственные затраты отмечались на варианте с чизельной обработкой - 4561 руб/га. Несколько по-другому этот показатель показал себя в звене - многолетние травы. Максимальные затраты в нем отмечались на чизельной обработке - 5765 руб/га, минимальные - на фронтальной (гладкой) - 5462 руб/га. Это объясняется расходами на транспортировку сена многолетних трав (с убираемого участка до полевого стана хозяйства) в зависимости от урожайности различных способов основной обработки, что повлияло в целом на звено. Наименьшие производственные затраты по звену севооборота были на варианте с фронтальной обработкой -5094 руб/га, наибольшие - 5175 руб/га на варианте, обработанном стойками СибИМЭ. Себестоимость 1 тонны зерна ярового ячменя была наименьшей на плоскорезной и чизельной обработках, соответственно 3341 и 3281 руб/т. Из-за низкой продуктивности наибольшая себестоимость получилась на варианте с фронтальной (гладкой) обработкой - 4725 руб/т. На многолетних травах минимальная себестоимость 1 тонны сена была отмечена на вариантах, обработанных плоскорезом, чизелем и стойками СибИМЭ, соответственно 580, 577 и 587 руб/т. На участках с оборотом пласта этот показатель был максимальным и находился в пределах от 614 на контроле до 621 руб/т на варианте с фронтальной (гладкой) обработкой. Соответственно себестоимость по звену севооборота: яровой ячмень с подсевом многолетних трав -многолетние травы на безотвальных обработках была ниже на 11-20 % по сравнению с контролем.
Экономические расчеты показали, что выше всего условно-чистый доход по яровому ячменю и многолетним травам был получен на вариантах обработанных: плоскорезом, чизелем и стойками СибИМЭ, соответственно: яровой ячмень - 2289, 2389 и 2005 руб/га; многолетние травы - 4115, 4235 и 4045 руб. с одного гектара севооборотной площади, меньше всего доход сформировался на отвальной и фронтальной (гладкой) обработках, соответственно: яровой ячмень - 904 и 275 руб/га; многолетни травы - 3477 и 3388 руб/га. В целом по звену севооборота больший условно-чистый доход получен на вариантах со стойками СибИМЭ, плоскорезом и чизелем, соответственно 3025,3202 и 3312 руб/га.
Такая же тенденция прослеживается в рентабельности, где максимальная величина отмечена на вариантах обработанных: плоскорезом, чизелем, и стойками СибИМЭ, соответственно: на яровом ячмене - 150, 152 и 144 %; на многолетних травах - 172, 173 и 170 %. В результате в среднем по звену севооборота - яровой ячмень с подсевом многолетних трав - многолетние травы, максимальная рентабельность находилась на вариантах, обработанных плоскорезом, чизелем и стойками СибИМЭ, соответственно 162, 164 и 158 %, что превышало контроль на 15 - 21 %.
В современных условиях одним из основных критериев при организации систем земледелия должна быть интенсификация процесса связывания энергии агроэкосистемами. Путь к управлению этими процессами лежит через анализ и оценку эффективности функционирования агроэкосистем на биоэнергетической основе.
Агросистемы отличаются от природных экосистем наличием комплекса антропогенных воздействий на почву, растения и окружающую среду, именуемого системой земледелия. Все воздействия на элементы агроэкосистемы переводят режим ее функционирования на другой энергетический уровень, длительность которого определяется мерой и характером воздействий. Задача земледелия заключается в обеспечении наиболее высоких уровней производительности агроэкосистем при сохранении их устойчивости и стабильности.
Почва является составной частью агроэкосистемы и основным источником энергии. Поэтому анализ почвенных и антропогенных затрат и форм их взаимодействия позволит разрабатывать эффективные приемы регулирования режимов функционирования агроэкосистем.
В настоящее время, наряду с традиционными оценками эффективности производства сельскохозяйственной продукции посредством денежных и трудовых показателей, все большее значение приобретает метод энергетической оценки, учитывающей количество энергии, затраченной на производство продукции и аккумулированной в ней.
Энергетическая оценка отдельных приемов технологии возделывания, с точки зрения расхода энергетических ресурсов, позволяет определить структуру потоков энергии в агроценозах и выявить резервы ее экономии при производстве данной продукции.
По результатам наших исследований была проведена биоэнергетическая оценка различных способов основной обработки почвы (табл. 36).
Затраты совокупной энергии в наших опытах определялись на основе технологических карт с помощью энергетических эквивалентов. При расчете использовали данные по содержанию энергии в основной продукции, по затратам совокупной энергии на возделывание ярового ячменя и многолетних трав (стоимость обработки почвы, семян, уходных, уборочных и других работ) в соответствии с методическими рекомендациями по биоэнергетической оценке севооборотов и технологии полевых культур (Струк A.M., Удалов А.В., 1999).
Из приведённых нами данных расчета видно, что максимальный условно-чистый энергетический доход на яровом ячмене получен на вариантах с плоскорезной и чизельной обработками, соответственно 16,73 и 16,91 ГДж/га, что на 34 - 35 % больше чем на отвальной вспашке (контроль) с показателем -12,48 ГДж/га. По многолетним травам наибольший прирост энергии в урожае был получен на вариантах, обработанных плоскорезом, чизелем и стойками СибИМЭ, соответственно - 24,69, 25,34 и 24,69 ГДж/га, что на 12 - 15 % превышает контроль. Исходя из выше приведенных данных, самый высокий условно-чистый энергетический доход в звене севооборота был получен на участках, обработанных без оборота пласта: плоскорезная - 20,71 ГДж/га, чизельная - 21,12 ГДж/га и стойки СибИМЭ - 20,21 ГДж/га. На контроле этот показатель был меньше на 17-22 %.
Коэффициент энергетической эффективности по яровому ячменю в зависимости от способа основной обработки колебался от 2,7 на фронтальной (гладкой) обработке до 3,8 на вариантах, обработанных плоскорезом и чизелем. На контроле и участках, обработанных стойками СибИМЭ и плугом без отвалов коэффициент энергетической эффективности, соответствовал 3,0, 3,6 и 3,4. По многолетним травам этот показатель варьировал от 2,7 на вариантах с отвальной (контроль) и фронтальной (гладкой) обработках до 2,9 на участке с чизельной обработкой. На варианте с плоскорезной обработкой, участках обработанных стойками СибИМЭ и плугом без отвалов коэффициент энергетической эффективности равнялся - 2,8. Таким образом, максимальный коэффициент энергетической эффективности по звену севооборота отмечался на вариантах с плоскорезной и чизельной обработками - 3,8, минимальный -фронтальной (гладкой) обработке (2,7).
