Оптимизация структуры посевных площадей как фактор повышения устойчивости производства продукции растениеводства

ОПТИМИЗАЦИЯ СТРУКТУРЫ ПОСЕВНЫХ ПЛОЩАДЕЙ КАК ФАКТОР ПОВЫШЕНИЯ УСТОЙЧИВОСТИ ПРОИЗВОДСТВА ПРОДУКЦИИ РАСТЕНИЕВОДСТВА

Е.В. Векленко, И.Л. Шамина, Е.Н. Ноздрачева

Аннотация. Приведен прогноз колеблемости урожайности основных сельскохозяйственных культур в Курской области, математическая запись экономикоматематической модели оптимизации сочетания отраслей, позволяющие повысить устойчивость производства продукции растениеводства. Приведены решения модели для севооборотов с различным количеством культур, предназначенных для размещения на разных категориях пашни.

Ключевые слова: устойчивость растениеводства, сочетание сельскохозяйственных культур, отклонения урожайности от расчетных значений, асинхронные колебания урожайности.

Сельское хозяйство объективно имеет более низкую устойчивость по сравнению с другими отраслями экономики, поскольку спрос на продукцию характеризуется низкой эластичностью, предложение из-за изменения погодных и экономических условий неравномерно, сельское хозяйство нечувствительно к изменению цен. Основной причиной низкой устойчивости сельского хозяйства является низкая устойчивость производства продукции растениеводства.

Проведенные исследования показали, что различие условий возделывания сельскохозяйственных культур оказывает существенное влияние на уровень устойчивости и эффективности производства соответствующих видов продукции растениеводства. Однако изменение объемов производства определенных видов продукции, размеров посевных площадей сельскохозяйственных культур, связанное с изменением структуры посевов, специализации предприятий, влияет как на устойчивость производства конкретной продукции, так и на устойчивость производства других видов продукции и растениеводства в целом.

Для прогнозирования отклонений урожайности в различных условиях возделывания зерновых культур и сахарной свеклы использовались относительные соотношения соответствующих отклонений с величиной среднего отклонения урожайности зерновых культур в целом, полученных для 2004-2009 гг. Используя прогнозные величины урожайности на 2015 г. по различным видам зерновых культур и сахарной свеклы, были определены прогнозные их значения для неблагоприятных и благоприятных условий возделывания (таблица 1).

Таким образом, анализ современного уровня и тенденций изменения урожайности зерновых культур и

сахарной свеклы позволяют сделать прогноз о возможности дальнейшего роста ее величины. Однако колеблемость урожайности останется высокой, что приводит к выводу о необходимости проведения мер, направленных на повышение устойчивости производства сельскохозяйственных культур.

Основной причиной, оказывающей влияние на устойчивость производства, является благоприятность или неблагоприятность сочетания возделывания определенных культур. В соответствии с разработанным нами подходом максимально повысить устойчивость производства продукции растениеводства можно при сочетании возделывания таких сельскохозяйственных культур, у которых количество наблюдений противоположных по направлению (знаку) отклонений урожайности от расчетных значений (асинхронных колебаний) наибольшее.

Таблица 1 - Прогноз колеблемости урожайности основных сельскохозяйственных культур в Курской области

Название культуры Отклонения урожайности от среднего ее значения(в нормальных условиях), % Урожайность, ц/га

в неблагоприятных условиях в благо-приятных условиях в небла-гопри-ятных условиях в благо-приятных условиях

Пшеница озимая -7,2 14,4 30,6 37,8

Пшеница яровая -7,3 14,7 24,1 29,8

Рожь озимая -6,5 13,1 24,3 29,4

Ячмень яровой -8,5 17,1 27,5 35,1

Овес -6,9 13,9 23,3 28,5

Просо -7,4 14,9 8,3 10,3

Гречиха -10,5 21,2 8,1 10,9

Зернобобовые -14,3 28,8 18,0 27,1

из них горох -15,9 32,0 16,8 26,4

Сахарная свекла -9,1 27,3 300 420

j=l

xj = lOO

i{xi,xjI* qij • max{)i ,Oj }

Используемый подход основан на том, что разные культуры неодинаково реагируют на одни и те же условия конкретных лет. Для одних культур более благоприятными будут годы с относительно большим количеством осадков, а для других - более теплый вегетационный период. При определении оптимального сочетания должен учитываться уровень устойчивости производства продукции каждого вида, а также возможность повышения устойчивости за счет асинхронных отклонений урожайности отдельных культур при их совместном производстве. Учесть эти требования позволяет экономико-математическая модель, разработанная Е.Л. Золотаревой [1.- С. 26-27]. В указанную модель были внесены изменения, позволившие использовать ее не только для оптимизации структуры посевов зерновых культур, но и для оптимального сочетания с посевами сахарной свеклы.

Скорректированная математическая запись модели может быть представлена следующим образом: п

Z(min) = '^|OjXj -Аы ] =1

1. Ограничение площади посева сельскохозяйственных культур:

(~<mm ^ ^ (-max , ,

Sj < Xj < Sj

3. Определение величины повышения устойчивости производства продукции растениеводства за счет сочетания сельскохозяйственных культур:

n

Auj = ^min)Xi,Xj} qfj • max{ j=i+1

4. Определение суммарной величины повышения устойчивости производства продукции растениеводства за счет сочетания культур:

n—1

Au = K ^ Aui, j=1

где i, j - индексы видов сельскохозяйственных культур,

n - количество совместно возделываемых сельскохозяйственных культур,

Xi, Xj - посевные площади i-го и j-го видов сельскохозяйственных культур,

cmin с max

Sj , Sj - минимальные и максимальные размеры

посевных площадей j-го вида сельскохозяйственных культур,

Oj - среднее относительное отклонение j-й сельскохозяйственной культуры от расчетного значения,

Aui - повышение устойчивости производства продукции растениеводства за счет сочетания i-й культуры со всеми другими видами сельскохозяйственных культур.

qij - удельный вес асинхронных отклонений i-го и j-го в_идов сельскохозяйственных культур,

Oi, Oj - средние относительные отклонения в нормальных условиях возделывания i-го и j-го видов сельскохозяйственных культур.

Для определения коэффициента К использована следующая формула [2.-С. 158-159]:

" n—1

+ 0,4 : ^

- i=1

K=

1,14

O 985

Удельный вес асинхронных отклонений по парам различных сельскохозяйственных культур приведен в таблице 2.

Таблица 2 - Удельный вес асинхронных отклонений в общем количестве отклонений урожайности от расчетных значений при сочетании зерновых культур, % [2.- С. 156]

2. Ограничения по удельному весу отдельных видов сельскохозяйственных культур:

Культура Озимые зерно- вые Яро- вые коло- совые Мно- голет- ние травы Просо Гречихі Зерно- бобо- вые Сахар- ная свекла

Озимые зерновые Х 6 12 17 14 13 20

Яровые колосовые 6 Х 19 13 8 10 14

Многолетние травы 12 19 Х 24 28 18 24

Просо 17 13 24 Х 9 17 11

Гречиха 14 8 28 9 Х 16 11

Зернобобовые 13 10 18 17 16 Х 18

Сахарная свекла 20 14 24 11 11 18 Х

n

Разработанная экономико-математическая модель использовалась для расчета величины изменения устойчивости производства продукции при сочетании различных культур в севооборотах, рекомендуемых для внедрения в условиях Курской области [3.-С. 49-51]. Вычисленные для четырехпольных зерносвекловичных севооборотов величины повышения устойчивости производства продукции приведены в таблице 3.

Наиболее устойчивыми среди четырехпольных севооборотов являются севообороты, содержащие поле с чистым паром. В этом случае на среднее относительное отклонение в целом по севообороту будут влиять их значения только по трем культурам, вместо четырех, а, следовательно, имеется возможность подобрать сочетание культур с более высоким средним арифметическим значением величины, выражающей устойчивость производства отдельных видов продукции. От сочетания трех культур устойчивость производства продукции в целом повышается, как правило, на большую величину в сравнении с четырьмя культурами в различных вариантах севооборотов (таблица 4).

Таблица 3 - Снижение среднего относительного отклонения выхода продукции от расчетных значений в четырехпольных зерносвекловичных севооборотах в Курской области, %

Наиболее высокое значение средней арифметической величины устойчивости четырехпольный севооборот будет иметь тогда, когда в его состав вместе с чистым паром и озимой пшеницей будут входить сахарная свекла и овес. Лишь немного снизит устойчивость севооборота замена в четвертом поле посевов овса на посевы гречихи.

Таблица 4 - Устойчивость четырехпольных зерносвекловичных севооборотов в условиях Курской области, %

почтительными культурами в четвертом поле являются все те же овес и гречиха, причем севообороты с гречихой характеризуются немного большей устойчивостью.

Самым неприемлемым с точки зрения устойчивости производства продукции являются четырехпольные

севообороты с посевами гороха в первом поле и посевами яровой пшеницы, ячменя или проса - в четвертом.

При необходимости производства зерна яровой пшеницы, ячменя или проса их посевы необходимо сочетать с полем чистого пара, посевами озимой пшеницы и сахарной свеклы.

Среди пятипольных зернопропашных наиболее устойчивым является следующий севооборот:

1. Многолетние травы.

2. Озимая пшеница.

3. Сахарная свекла.

4. Гречиха.

5. Овес.

Замена в первом поле многолетних трав на чистый пар приведет к снижению устойчивости севооборота, однако среднее отклонение продуктивности 1 га севооборота будет оставаться намного ниже в сравнении с другими вариантами пятипольных зерносвекловичных севооборотов.

Недопустимыми для использования в системах земледелия необходимо считать севообороты с горохом в первом поле севооборота, проса - в четвертом, яровой пшеницы - в пятом. Наличие в составе севооборота одновременно указанных низкоустойчивых культур приводит к тому, что устойчивость севооборота снижается на 4-5% по сравнению с наиболее устойчивыми вариантами.

Для зерносвекловичного севооборота с шестью полями на основе проведенных исследований в качестве наиболее устойчивой может быть предложена следующая схема:

1. Многолетние травы.

2. Озимая пшеница.

3. Сахарная свекла.

4. Вика.

5. Озимая пшеница.

6. Овес или гречиха.

Замена многолетних трав чистым паром в первом поле приведет, как и в пятипольном севообороте, к снижению устойчивости производства продукции на

0,8-0,9%, а, следовательно, такой вариант севооборота тоже один из наиболее предпочтительных для повышения устойчивости земледелия.

Использование гороха в четвертом, яровой пшеницы, ячменя или проса в шестом поле, особенно в сочетании с полем чистого пара, приведет к снижению устойчивости почти на 3%.

Среди семипольных зерносвекловичных севооборотов наиболее устойчивым оказалось следующее сочетание культур:

1. Многолетние травы.

2. Озимая пшеница.

3. Сахарная свекла.

4. Вика.

5. Озимая пшеница.

6. Гречиха.

7. Овес.

Кроме этого севооборота для использования на практике может быть рекомендован севооборот, который отличается от приведенного наличием чистого пара в первом поле.

Вместе с тем семипольный севооборот с чистым паром в первом, горохом в четвертом, просом в шестом и яровой пшеницей или ячменем в седьмом поле будет иметь устойчивость почти на 3-4% ниже, чем приведенный выше.

Анализ устойчивости зерносвекловичных севооборотов с разным количеством полей показал, что с увеличением числа полей сочетание культур, входящих в севооборот, характеризуется в общей совокупности более низкой устойчивостью производства продукции

Четвертая культура в севообороте Первая культура в севообороте

чистый пар горох вика много- летние травы

Вторая культура - озимая пшеница

Третья культура- сахарная свекла

Яровая пшеница 1,3 0,9 0,9 0,9

Ячмень 1,3 0,9 0,9 0,9

Овес 1,2 0,8 0,8 0,9

Просо 1,6 1,1 1,0 1,0

Гречиха 1,3 0,9 0,9 1,0

Четвертая культура в севообороте Пе рвая культура в севообороте

чистый пар горох вика много- летние травы

Вторая культура - озимая пшеница

Третья культура- сахарная свекла

Яровая пшеница 82,4 80,1 82,1 83,4

Ячмень 82,0 79,8 81,8 83,1

Овес 84,3 81,4 83,4 84,8

Просо 81,4 79,3 81,2 82,4

Гречиха 81,8 79,6 81,6 83,0

В севооборотах без парового поля наиболее пред-

земледелия, что связано с необходимостью включения в состав севооборота менее устойчивых культур, а от их сочетания колеблемость выхода продукции по годам снижается на меньшую величину (таблица 5).

Таким образом, число полей в зерносвекловичных севооборотах отрицательно влияет на устойчивость севооборотов. Для повышения устойчивости земледелия предпочтение следует отдавать севооборотам с короткой ротацией.

Выявленные закономерности проявляются и по зернотравяным севооборотам. Устойчивостью свыше 87,9% характеризуется трехпольный севооборот:

Таблица 5 - Характеристика устойчивости зерносвекловичных севооборотов с разным количеством полей

1. Многолетние травы.

2. Озимая рожь.

3. Овес с подсевом многолетних трав.

Однако трехпольный севооборот очень чувствителен к изменению набора культур. Если в первом поле вместо многолетних трав будет высеваться горох, то устойчивость севооборота снизится на 4,4%.

Менее устойчив пятипольный зернотравяной севооборот (84,6 -86,4%), но величина устойчивости меньше зависит от набора культур, входящих в севооборот.

Почвозащитные севообороты отличаются от зернотравяных севооборотов количеством полей с многолетними травами. Увеличение количества полей многолетних трав до двух в приведенном выше зернотравяном севообороте снизит устойчивость севооборота до 86, а до трех - до 85%. Это произойдет за счет значительного снижения влияния сочетания разных культур в севообороте на повышение устойчивости.

Возделывание более устойчивых кормовых культур в прифермских севооборотах позволяет иметь высокую устойчивость севооборотов с различным количеством полей, несмотря на небольшое снижение колеблемости за счет сочетания культур, т. к. в состав кормовых севооборотов входит много одинаковых культур. Различия в устойчивости разных вариантов севооборотов определяется в основном набором зерновых культур, входящих в их состав. Наиболее устойчивым является следующий восьмипольный севооборот:

1. Многолетние травы.

2. Кормовые корнеплоды или кукуруза на силос и зеленый корм.

3. Кукуруза на силос и зеленый корм.

4. Однолетние травы.

5. Озимая рожь.

6-7. Кукуруза на силос и зеленый корм.

8. Овес.

Замена однолетних трав, озимой ржи и овса на горох, озимую пшеницу и ячмень снизит устойчивость севооборота на 2,4% (с 90,4 до 88%).

Немного выше устойчивость наиболее эффективных в этом отношении пяти- и шестипольных при-фермских севооборотов. Пятипольный севооборот, состоящий из двух полей многолетних трав, овса, кукурузы на силос и зеленый корм и однолетних трав и шестипольный, состоящий из поля однолетних, двух полей многолетних трав и трех полей кукурузы на силос и зеленый корм (т. е. только из кормовых культур) имеют уровень устойчивости 89,8 - 92,6%.

Использование в прифермских севооборотах вместо овса яровой пшеницы и ячменя, как и в зерносвекловичных севооборотах, приводит к значительному снижению устойчивости производства продукции. Сокращение размеров севооборотов с указанными культурами и расширение площадей устойчивых севооборотов даст возможность повысить устойчивость земледелия.

Таким образом, предпосылкой решения проблемы повышения устойчивости будет сочетание таких культур, для которых наблюдается по годам наибольшее количество асинхронных отклонений урожайности. Удельный вес лет с асинхронными отклонениями в общем рассматриваемом их количестве может быть использован для расчета величины повышения устойчивости производства продукции. Использование разработанной нами экономико-математической модели для обоснования схем севооборотов с относительно более высокой устойчивостью производства продукции позволило установить, что более высокая устойчивость производства продукции растениеводства достигается при использовании севооборотов с короткой ротацией. Среди четырехпольных зерно-свекловичных севооборотов наиболее предпочтительной является следующая схема: многолетние травы - озимая пшеница- сахарная свекла- овес.

Список использованных источников

1 Золотарева, Е.Л. Экономические основы повышения устойчивости воспроизводства в сельском хозяйстве: автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора экономических наук / Е.Л. Золотарева. - Курск, 2002. - 40 с.

2 Векленко, В.И. Экономические проблемы устойчивости и повышения эффективности земледелия / В.И. Векленко. -Курск: Изд-во КГСХА, 1999. - 216 с.

3 Система земледелия Курской области. - Курск, 1982. - 204 с.

Информация об авторах

Векленко Елена Васильевна, аспирант ФГОУ ВПО «Курская ГСХА», тел. (4712)53-15-35,

Шамина Ирина Леонидовна, аспирант ФГОУ ВПО «Курская ГСХА», тел. (4712)53-15-35.

Ноздрачева Елена Николаевна, кандидат экономических наук, старший преподаватель кафедры экономической теории ГОУ ВПО «Курский государственный университет».

Количество полей Среднее арифметическое отклонение по совокупности культур, % Повышение устойчивости от сочетания культур в севообороте, % Устойчивость севооборота, %

Четыре 19,6-20,6 0,9-1,2 80,6-81,5

Пять 19,9-21,5 0,7-0,9 79,3-80,9

Шесть 21,3-21,9 0,6-0,7 78,8-79,4

Семь 21,2-22,5 0,5-0,6 78,0-79,4