5. Баланс питательных элементов в севообороте

Баланс питательных элементов - один из главных экономических показателей, показывающий стабильность агросистемы. Баланс складывается из приходной и расходной статей. Основными приходными статьями являются: внесение питательных веществ с органическими и минеральными удобрениями, поступление азота за счет фиксации атмосферного азота клубеньковыми бактериями, поступление азота с осадками, внесение с семенами. Расходование питательных веществ из почвы определяется в основном выносом с урожаем, закреплением в почве, вымыванием соединений азота и калия из корнеобитаемого слоя, потерями в результате эрозии почв.

Таблица 7 - Баланс питательных веществ в севообороте

По данным таблицы видно, что баланс питательных веществ в севообороте по азоту отрицательный, а по всем фосфору и калию положительный. Это говорит о том, что существует дефицит по азоту, а по фосфору и калию дефицит отсутствует. Но расчет компенсаций элементов питания показал, что азот компенсирован в среднем на 40 %, а оптимальной является компенсация на 80 %, значит, нужно повысить дозы азотных удобрений под ячмень. Компенсация фосфора в среднем составляет 55 % при оптимальном значении 80 %, но дефицита фосфора нет, значит, дозы фосфорных удобрений можно снизить. Компенсация калия должна быть 60 %, а фактически калий компенсируется на 77 % в среднем, значит, нужно снизить дозы калийных удобрений, чтобы снизить экологическую нагрузку на почву. По данным ученых установлено, что для Челябинской области ежегодно нужно вносить от 7 до 10 т навоза на 1 га. С целью повышения роли навоза в восстановлении плодородия необходимо изменить технологию его приготовления, хранения и применения.

6. Почвенно-экологическая оценка

В настоящее время отсутствуют рекомендации по оценке пределов воздействия, обеспечивающих экологическую опасность агроэкосистем. Особенно затруднена их разработка на территориях со сложным почвенным покровом, подверженных эрозии, загрязненных радионуклидами. В этих условиях можно ожидать возникновение как синергических, так и антагонистических экологических эффектов.

В наземных экосистемах именно почвенный покров является аккумулятором, носителем и трансформатором информации о былых и современных воздействиях. Это дает основание рассматривать его как критическое звено в экологических цепях при оценке пределов воздействия сельскохозяйственных технологий.

Почвенно-экологическая оценка проводится на основании свойств почв и климатических показателей по почвенно-экологическому индексу (ПЭИ). Это комплексный показатель, свидетельствующий о состоянии пахотных земель и по сравнению с аналогами делается вывод о деградации почв или их улучшении.

Почвенно-экологический индекс рассчитывается по формуле, предложенной доктором сельскохозяйственных наук, членом-корреспондентом РАСХН Кармановым И.И. (7):

ПЭИ=12,5(2-V)П*Дс*(t10(КУ-Р)/КК+100)*А, (7)

где V - плотность (объемная масса) в среднем для метрового слоя, г/см3;

2 - максимально возможная плотность, г/см3;

П - "полезный" объем почвы в метровом слое (поправочный коэффициент по механическому составу);

Дс - дополнительно учитываемые свойства почвы: коэффициенты содержания гумуса, рН солевой вытяжки, степень эродированности почвы, гидроморфность, степень солонцеватости и др.;

t10 - средняя сумма температур более 10 С;

КУ - коэффициент увлажнения;

Р - поправка к коэффициенту увлажнения;

КК - коэффициент континентальности;

А - итоговый агрохимический показатель - содержание элементов питания (коэффициенты).

Находим коэффициент по гумусу Кг (8):

8,8 / 7*100 = 125,7 % - далее смотрим по приложению 13 Кг=1,096.

Находим коэффициент по кислотности КрН - см. по приложению 16 - по фактической кислотности 4,9 КрН =0,920.

Коэффициент увлажнения КУ рассчитывается по формуле (9):

КУ=Ос*Дк/t10+500 = 280*5,3 /2000+500 = 0,594,

где Дк - дополнительный коэффициент для горно-лесной зоны составляет 5,3.

Поправка берется из таблицы и составляет 0,03, поэтому показатель (КУ-Р)=0,594-0,03=0,569.

Коэффициент континентальности КК рассчитывается (10):

КК=360(t max - t min)/У+10,

где t max - среднемесячная температура июля; t min - среднемесячная температура января; У - широта местности.

КК=360(17-(-16))/56,30+10=179.

Итоговый климатический показатель(11):

(t10(КУ-Р)/КК+100) = 2000*0,569/179+100 = 4,079.

Коэффициенты для фосфора Кр и для калия Кк находим по таблице:

Кр = 1,030; Кк = 1,020.

Почвенно-экологический индекс (12):

ПЭИ=12,5*(2-1,3)*1*1,096*0,920*4,097*1,030*1,020=37,9 баллов.

Почвенно-экологический индекс как комплексный показатель свидетельствует о том, что состояние пахотных разновидностей основных типов почв ухудшается по сравнению с целинными аналогами. Сравнивая почвенно-экологический индекс почв СХП Колос с почвенно-экологическим индексом в целом по горно-лесной зоне, можно сказать, что состояние пахотных земель в Кусинском районе ухудшилось. Использование почв в пашне приводит к деградации в первую очередь таких показателей плодородия, как сложение почвенного профиля, валовое содержание гумуса, азота, фосфора и калия, состояние почвенного поглощающего комплекса.

7. Биоэнергетическая оценка эффективности технологии производства сельскохозяйственной продукции

Проблема увеличения урожайности культур в сельском хозяйстве связана с интенсификацией производства и сопровождается увеличением затрат не возобновляемой энергии. Поэтому важно разрабатывать и использовать энергопротивозатратные технологии производства, при которых меньше расходуется энергии на производство растениеводческой продукции.

Значимость энергетической оценки возникает из диспропорции между энергопотреблением и энергопроизводством, то есть необходимо определить степень окупаемости энергетических затрат энергией, накопленной в урожае.

Таблица 8 - Расчет затрат совокупной энергии, переносимой сельскохозяйственной техникой на 1 га посевов

Затраты совокупной энергии на машины и оборудование рассчитывают с учетом времени их использования по периодам работ и в целом по возделыванию культуры.

Наибольшую долю затрат совокупной энергии занимают семена, топливо, машины и оборудование, также удобрения и пестициды. Основная часть эксплуатационных затрат совокупной энергии приходится на уборку и транспортировку урожая.

Таблица 9 - Биоэнергетическая эффективность производства сельскохозяйственной продукции севооборота

Из таблицы видно, что прирост валовой энергии в урожае, особенно по пшенице и ячменю, намного превышает затраты совокупной энергии. Это говорит о высокой биоэнергетической эффективности производства в СХП Колос, что оправдывает затраты этого хозяйства на возделывание культур по технологии и системы обработки почвы почвозащитного севооборота.

Заключение

Районы горно-лесной зоны расположены на западном предгорье Уральских гор, поэтому почвы подвержены только водной эрозии, преимущественно плоскостному смыву. Этому способствует то обстоятельство, что 90 % площади пашни имеет крутизну склонов 5, а годовая сумма осадков составляет 450-600 мм, которые в летний период часто носят ливневый характер.

В СХП Колос лесные горные оподзоленные почвы сильно подвержены эрозии. Поэтому необходимо проводить ряд почвозащитных мероприятий - плоскорезная обработка на глубину 12…14 см под зерновые, безотвальную вспашку поперек склона, чизельную обработку и минимализацию в условиях интенсивного земледелия и проявления эрозионных процессов, применять травопольные севообороты как основу растениеводства, так как при использовании многолетних трав отчуждается только треть органического вещества, а оставшаяся часть остается в почве и участвует в образовании гумуса.

Так как почвы имеют рН солевой вытяжки 4,9, то есть обладают среднекислой реакцией, можно провести известкование. Оно заметно улучшает физико-химическое состояние, структуру и водопрочность почвенных агрегатов, приводит к ускоренному росту и развитию растений. Положительное действие извести зависит от тщательности ее перемешивания с почвой.

Деградационные процессы горных лесных почв Кусинского района связаны с истощением запасов элементов питания, это можно остановить путем применения удобрений. Расчет компенсаций элементов питания показал, что азот компенсирован в среднем на 40 %, а оптимальной является компенсация на 80 %, значит, нужно повысить дозы азотных удобрений под ячмень. Компенсация фосфора в среднем составляет 55 % при оптимальном значении 80 %, но дефицита фосфора нет, значит, дозы фосфорных удобрений можно снизить. Компенсация калия должна быть 60 %, а фактически калий компенсируется на 77 % в среднем, значит, нужно снизить дозы калийных удобрений, чтобы снизить экологическую нагрузку на почву.

Для сбалансированного воспроизводства элементов питания в почве необходимо ежегодно вносить на 1 га пашни не менее 100-110 кг действующего вещества минеральных удобрений и 5-7 т органических удобрений.

Чтобы не нарушить экологическую ситуацию и гумусовое состояние почв, азотные удобрения следует применять с учетом выноса азота урожаем и его мобилизации за счет почвенного фонда.

Почвенно-экологический индекс по расчетам оказался ниже, чем у земель горно-лесной зоны в целом. Главной причиной является увеличение плотности метрового слоя, повышение кислотности, эрозионные процессы.

Также в СХП Колос оказалось экономически эффективно производство сельскохозяйственной продукции, то есть выход валовой энергии в урожае намного превышает затраты совокупной энергии.

Литература