Эффективность систем основной обработки темно-серой лесной почвы в Северном Зауралье

Аграрный вестник Урала № 6 (124), 2014 г. - <^^

_Агрономия

УДК 631.51.003.13.

ЭФФЕКТИВНОСТЬ СИСТЕМ ОСНОВНОЙ ОБРАБОТКИ ТЕМНО-СЕРОЙ ЛЕСНОЙ ПОЧВЫ В СЕВЕРНОМ ЗАУРАЛЬЕ

Н. В. ПЕРФИЛЬЕВ,

кандидат сельскохозяйственных наук, заведующий отделом, В. Н. ТИМОФЕЕВ,

кандидат сельскохозяйственных наук, заведующий лабораторией, О. А. ВЬЮШИНА,

научный сотрудник, Научно-исследовательский институт сельского хозяйства Северного Зауралья Россельхозакадемии

Ключевые слова: система обработки, экономическая эффективность, продуктивность севооборота, энергетический коэффициент, затраты энергии, чистый доход.

Решающее влияние на эффективность систем основной обработки при возделывании зерновых оказывает не экономия ресурсов на выполнение обработки почвы, а уровень продуктивности севооборота, что объясняется незначительными различиями в затратах энергии на обработку в общей структуре затрат (0,4-5,6 %). В среднем за годы третьей-пятой ротации зернопарового севооборота, в Северном Зауралье на темно-серой лесной почве, наиболее стабильные положительные результаты эффективности обеспечивала отвальная система обработки. На фоне без удобрений близкими по эффективности к отвальной системе обработки были плоскорезная система обработки КПЭ-3,8 на 12-14 см и дифференцированная система обработки, которые при практически равном контролю энергетическом коэффициенте, обеспечивали равный ему чистый доход. На фоне применения удобрений система обработки с чередованием вспашки и дискования, плоскорезная, дифференцированная системы обработки также обеспечивали близкую варианту отвальной системы обработки величину чистого дохода (снижая ее на 2,8-3,5 %), себестоимости 1 ц зерна при энергетическом коэффициенте 1,91-1,93 (по вспашке — 1,94). При этом затраты на проведение основной обработки в расчете на 1 т зерна по данным системам обработки были ниже на 112-287 МДж/т или на 55-142 руб./т, что на 26,8-55,3 % меньше, чем по отвальной системе обработки. Остальные изучаемые ресурсосберегающие системы обработки снижали чистый доход по сравнению с отвальной системой обработки на фоне без удобрений на 3,7-7,07 %, на фоне с применением удобрений на 5,8-17,2 %.

EFFECTIVENESS OF PRIMARY TREATMENT DARK GRAY FOREST SOILS IN NORTHERN URALS

N. V. PERFILIEV,

candidate of agricultural sciences, head of department, V. N. TIMOFEEV,

candidate of agricultural sciences, head of laboratory, O. A. VYUSHINA,

researcher, Agricultural Research Institute of Northern Urals of the Russian Academy of Agricultural Sciences

Keywords: processing system, economic efficiency, productivity of crop rotation, power efficiency, energy costs, net income. Decisive influence on the efficiency of the basic processing systems in the cultivation of cereals has not saving resources for the implementation of tillage, crop rotation and the level of productivity, due to slight differences in energy costs for processing in the total costs (0.4-5.6 %). On average for the third to fifth years grain-fallow rotation of crop rotation, in Northern Urals on dark gray forest soil, the most stable positive performance results provided moldboard processing system. On the background without fertilizer close to the effectiveness of the treatments were moldboard flat carved system processing system KPI-3.8 and 12-14 cm differentiated treatment system, which almost equally control power efficiency, it ensures equal net income. Against the background of fertilizer handling system with alternating plowing and disking, flat carved differentiated treatment system also provides close embodiment moldboard processing system value of net income (lowering it by 2.8-3.5 %), the cost of one quintal of grain at an energy ratio of 1.91-1.93 (plowing — 1.94). At the same time the costs of the basic processing per 1 ton of grain handling systems according were lower by 112-287 MJ/m or 55-142 rubles/t, which is 26.8-55.3 % less than moldboard processing system. The rest of the studied resource processing systems reduced net income compared with moldboard processing system on the background without fertilizers 3.7-7.07 %, against the use of fertilizers on 5.8-17.2 %.

Положительная рецензия представлена Л. Н. Скипиным, доктором сельскохозяйственных наук, профессором Тюменского государственного архитектурно-строительного университета.

333^»— Аграрный вестник Урала № 6 (124), 2014 г. - < JJJf^L

_Агрономия

При внедрении в производство систем основной обработки почвы с элементами минимизации, часто возлагаются большие надежды на то, что в результате их применения, за счет повышения производительности труда, экономии живого труда и топлива будет возрастать эффективность производства зерна. Оценка эффективности технологических приемов по традиционным экономическим показателям затруднена из-за нестабильности цен на сельскохозяйственную продукцию и средства производства. Кроме того, оценка в денежном выражении быстро становится не соответствующей современной экономической ситуации из-за инфляционных процессов, кризисных явлений в экономике. Энергетический подход, позволяющий анализировать потоки энергии, может дать объективную оценку эффективности технологии по соотношению затрат энергии на входе (затраты энергии на производство), и полученной энергии на выходе (в продукции) [1, 2]. Энергетические показатели, возможно, преобразовать по энергетическим эквивалентам в кг дизельного топлива, а топливо перевести в денежное выражение по цене на день расчета и таким образом провести оценку экономической эффективности.

В связи с этим целью нашего исследования было установить эффективность длительного применения различных систем основной обработки темно-серой лесной почвы в Северном Зауралье при производстве зерна в полевом севообороте.

Цель и методика исследований.

Представлены данные исследований систем основной обработки почвы, в многолетнем стационарном опыте на опытном поле НИИСХ Северного Зауралья (Тюменская область), за 3-5-ю ротации зернопарового севооборота: чистый пар, озимая рожь, пшеница, пшеница, ячмень (в среднем за 1996-2012 гг.). Почва опытного участка темно-серая лесная, тяжелосуглинистая с признаками заплы-вания. Содержание гумуса в слое 0-20 см по полям севооборота на период закладки 4,2-5,0 %, рН солевой вытяжки — 6,0-6,4, сумма поглощенных оснований — 29,4 мг экв., степень насыщенности основаниями 85 %. Из 17 лет исследований 11 лет были относительно благоприятными по обеспеченности осадками и теплом для возделывания сельскохозяйственных культур и 6 лет недостаточно обеспеченными осадками, обеспеченные теплом близким и выше среднемноголетних значений.

В опыте изучены следующие системы основной обработки почвы:

— отвальная — ежегодно под все культуры севооборота вспашка плугом ПН-4-35 на 20-22 см;

— безотвальная — ежегодно обработка плугом со стойками СибИМЭ на 20-22 см;

— комбинированная — чередование через год обработки плугом ПН-4-35 и стойками СибИМЭ на 20-22 см;

— дифференцированная — в 2 первых полях проведена мелкая обработка КПЭ-3,8 на 12-14 см, в 4-м и 5-м поле БДТ-2,5 на 10-12 см и одна глубокая вспашка на 20-22 см под пшеницу;

— комбинированно-минимальная — чередование вспашки ПН-4-35 на 20-22 см и дискование БДТ-2,5 на 10, 12 см, чередование рыхления стойками СибИ-МЭ на 20-22 см и дискования БДТ-2,5 на 10-12 см, чередование вспашки ПН-4-35 на 20-22 см и рыхления КПЭ-3,8 на 12-14 см;

— ежегодная обработка КПЭ-3,8 на 12-14 см;

— ежегодная обработка БДТ-2,5 на 10-12 см.

Весной на всех фонах основной обработки проводилась общепринятая предпосевная обработка и посев сеялкой СЗП-3,6. На фоне с применением удобрений внесение удобрений из расчета N80 P K60 кг д. в. на 1 га севооборотной площади, на фоне без удобрений они не вносились. Обработка гербицидами, инсектицидами на всех изучаемых вариантах общим фоном. Солома возделываемых культур измельчалась при уборке и оставлялась на поле. Для расчета биоэнергетической эффективности изучаемых технологий были составлены технологические карты, в которых отражались эксплуатационно-энергетические показатели, затраты труда в час/га, затраты на технику, расход горючего, семян, удобрений, пестицидов. Для перевода в единицы энергии (МДж) данных затрат использовались коэффициенты из методических рекомендаций [3]. Экономическая оценка эффективности в денежном выражении сделана путем перевода затрат совокупной энергии и выхода валовой энергии выраженной в мегаджоулях в килограммы дизельного топлива.

Результаты исследований.

Результаты биоэнергетической оценки эффективности зернопарового севооборота в зависимости от систем основной обработки почвы показали, что при различных системах основной обработки на 1 га севооборотной площади затрачивается 2018420719 МДж совокупной энергии на фоне с внесением минеральных удобрений на запланированный урожай 3,5-4 т/га и 10451-11074 МДж без применения минеральных удобрений.

На фоне с применением удобрений наиболее высокую долю затрат совокупной энергии занимают удобрения 45 %, семена — 27 %, эксплуатационные затраты — 25 %, в числе которых ГСМ — 12 %, машины и оборудование — 11 %.

На фоне без внесения минеральных удобрений наиболее высокая доля затрат совокупной энергии относится на семена 50,7-53,7 % эксплуатационные затраты 42,0-46,2 %, в числе которых ГСМ — 20,022,6 %, на технику — 19 % (табл. 1, 2).

Системы основной обработки оказывали влияние на энергетические и экономические показатели. Применение безотвальной обработки, комбинированной, дифференцированной и мелких обработок увеличивало производительность при выполнении основной обработки почвы. Затраты времени на обработку 1 га севооборотной площади при минимализации обработки составляли 21,2-90,8 % по отношению к контрольному варианту ежегодной вспашки. Наиболее производительными являются система обработки с ежегодным рыхлением КПЭ-3,8 и дифференцированная система, где затраты времени на обработку 1 га севооборотной площади составляли 21,2-47,4 % по сравнению с отвальной системой обработки (Перфильев Н. В., 2003).

Расход горючего на проведение основной обработки при использовании ресурсосберегающих систем основной обработки составляет 44,0-92,6 % по отношению к контролю или на 1,0-7,5 кг/га меньше, чем на варианте с ежегодной вспашкой.

Самый низкий расход горючего при мелкой обработке КПЭ-3,8 — 6,0 кг/га, по дифференцированной — 9,1 кг/га, по чередованию вспашки с мелкими

www.m-avu.narod.ru www.avu.usaca.ru

Аграрный вестник Урала № 6 (124), 2014 г. - <

_Агрономия

Таблица 1

Структура затрат совокупной энергии на производство продукции в зернопаровом севообороте в зависимости от системы основной обработки почвы, на 1 га с/о площади

№ п/п Вид затрат совокупной энергии Расход энергии по вариантам, % к совокупной

Отвальная Безотвальная Ком-бини-рован-ная Диффе-ренци-рован-ная Плоскорезная, КПЭ-3,8 Дискование, БДТ-2,5 Чередование

ПН-4-35 и БДТ-2,5 ЛП-0,35 и БДТ-2,5 ПН-4-35 и КПЭ-3,8

% % % % % % % %

1 Эксплуатационные (всего) 45,2 43,9 44,7 46,2 42,0 44,4 44,8 44,2 43,98

в т. ч. техника 19,2 18,9 19,1 20,6 19,0 19,8 19,5 19,4 19,1

ГСМ 22,6 21,7 22,2 22,3 20,0 21,4 22,0 21,6 21,5

живой труд 3,4 3,3 3,4 3,2 2,9 3,1 3,2 3,2 3,2

2 Семена 50,7 51,9 51,1 55,2 53,7 51,4 51,1 51,6 51,9

3 Удобрения - - - - - - - - -

4 Пестициды

в т. ч. гербициды 1,1 1,2 1,1 1,2 1,2 1,2 1,1 1,2 1,2

протравители 2,0 2,0 2,0 2,1 2,1 2,0 2,0 2,0 2,0

инсектициды 1,0 1,0 1,0 1,1 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0

5 Итого (совокупная энергия), МДж 11074 10818 10972 10757 10451 10907 10988 10866 10808

6 в т. ч. основная обработка почвы, МДж 9,5 7,7 8,9 7,3 4,4 8,3 9,0 6,2 7,5

Таблица 2

Структура затрат совокупной энергии на производство продукции в зернопаровом севообороте в зависимости от системы основной обработки почвы, на 1 га с/о площади

№ п/п Вид затрат севооборотной энергии Расход энергии по вариантам, % к совокупной

От-валь-ная Безот-валь-ная Комби-ниро-ванная Диф-ферен-циро-ванная Плоскорезная, КПЭ- 3,8 Дискование, БДТ-2,5 Чередование

ПН-4-35 и БДТ-2,5 ЛП-0,35 и БДТ-2,5 ПН-4-35 и КПЭ-3,8

% % % % % % % % %

1 Эксплуатационные (всего) 25,6 24,7 25,2 24,4 23,3 24,9 25,3 24,8 24,6

в т. ч. техника 10,9 10,7 10,8 10,9 10,6 11,1 11,0 10,9 10,8

ГСМ 12,7 12,1 12,4 11,7 11,0 11,9 12,3 12,0 12,0

живой труд 2,0 1,9 2,0 1,8 1,7 1,8 1,9 1,9 1,9

2 Семена 27,0 27,3 27,1 27,4 27,8 27,2 27,1 27,2 27,3

3 Удобрения 45,23 45,8 45,5 46,0 46,6 45,6 45,4 45,7 45,8

4 Пестициды

в т. ч. гербициды 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6

протравители 1,0 1,1 1,0 1,1 1,1 1,0 1,0 1,0 1,1

инсектициды 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5

5 Итого (совокупная энергия), МДж 20796 20551 20685 20470 20184 20604 20719 20591 20533

в т. ч. основная обработка 5,0 4,1 4,7 3,6 2,3 4,4 4,8 3,2 4,0

обработками 10,5-10,7 кг/га. В то же время при ежегодной вспашке 13,5 кг/га. За счет увеличения производительности ресурсосберегающих обработок совокупные затраты энергии на живой труд также снижены и составляли по отношению к контролю 21,0-90,8 %. В итоге, совокупные затраты энергии

на выполнение основной обработки почвы при ресурсосберегающих системах составляли 43,8-93 % по отношению к отвальной системе основной обработки, то есть они являются энергосберегающими. Самые низкие затраты энергии 460,05 МДж были по мелкой плоскорезной обработке — 43,8 %

333^»— Аграрный вестник Урала № 6 (124), 2014 г. - <

_Агрономия

Таблица 3

Биоэнергетическая и экономическая эффективность зернового севооборота в зависимости от систем основной обработки почвы, 1996-2012 гг.

Показатель Глубокая Мелкая Чередование

От- валь-ная, ПН-4- 35 Безот-валь-ная, ЛП-0,35 Комбинированная, ПН-4-35 и ЛП-0,35 Диффе-ренциро-ванная Плоскорезная, КПЭ-3,8 Дискование, БДТ-2,5 ПН-4,35 и БДТ-2,5 ЛП-0,35 и БДТ-2,5 ПН-4,35 и КПЭ-3,8

Без внесения удобрений

Урожайность, т/га 2,02 1,91 1,94 2,00 1,98 1,93 1,96 1,95 1,96

Энергетический коэффициент, ед. 2,96 2,86 2,87 3,02 3,08 2,88 2,90 2,92 2,95

Чистый доход, руб./га с/о площади 10691 9935 10101 10691 10731 10098 10288 10298 10377

Себестоимость 1 т зерна, руб. 2699 2789 2785 2648 2598 2783 2761 2744 2715

С внесением удобрений

Урожайность, т/га 2,50 2,37 2,40 2,42 2,40 2,26 2,44 2,38 2,42

Энергетический коэффициент, ед. 1,94 1,88 1,89 1,92 1,93 1,78 1,91 1,88 1,91

Чистый доход, руб./га с/о площади 9602 8874 9045 9238 9264 7951 9324 8921 9223

Себестоимость 1 т зерна, руб. 4096 4270 4244 4165 4142 4489 4181 4260 4178

Таблица 4

Затраты совокупной энергии, прямые затраты на проведение основной обработки на 1 т зерна с 1 га севооборотной

площади

Система основной обработки почвы Затраты энергии, прямые затраты на 1 т зерна

Без удобрений С удобрениями

МДж руб. % к отвальной МДж руб. % к отвальной

Отвальная 520 256,0 100 420 206,8 100

Безотвальная 438 215,6 84,2 353 173,8 84,0

Комбинированная 504 248,0 96,9 407 200,4 96,9

Дифференцированная 372 183,3 71,6 308 151,5 73,2

Плоскорезная 232 114,4 44,7 192 94,4 45,6

Дискование 471 232,1 90,7 402 198,2 95,8

Чередование ПН-4-35 и БДТ-2,5 507 249,6 97,5 407 200,5 97,0

Чередование ЛП-0,35 и БДТ-2,5 343 169,1 66,0 281 138,5 67,0

Чередование ПН-4-35 и КПЭ-3,8 415 204,5 79,9 336 165,7 80,1

к контролю, по чередованию безотвальной обработки ЛП-0,35 и дискования 669,28 МДж или 63,7 % к контролю, а также по дифференцированной системе обработки — 70,9 % к контролю. Затраты по безотвальной, поверхностной, комбинированной системам составляли 79,7-93 % к контролю.

Однако, в структуре затрат при возделывании зерновых затраты на обработку почвы не являются преобладающими, доля их без внесения удобрений составляет 7,3-9,5 %, на фоне с внесением удобрений 2,3-5,0 % от совокупных затрат, а различия в затратах на обработку между вариантами в общей структуре затрат еще ниже и составляла на фоне без внесения удобрений 0,8-5,6 %, на фоне с применением удобрений 0,4-2,9 % по отношению к отвальной системе обработки, поэтому эффективность возделывания во многом определялась уровнем продуктивности и уровнем внесения минеральных удобрений.

В среднем за 1996-2012 гг. наиболее стабильно высокую урожайность, а следовательно и выход зерна с 1 га севооборотной площади обеспечивала отвальная система обработки, выход зерна по ресурсосберегающим системам обработки был ниже, чем по отвальной системе обработки на фоне без удобрений на 0,040,11 т/га, с удобрениями на 0,06-0,24 т/га (табл. 3). Поэтому и показатели энергетической и экономической эффективности по отвальной системе обработки одни из самых высоких. В то же время по отдельным ресурсосберегающим системам обработки выход зерна был практически равен уровню продуктивности по отвальному фону. Поэтому и показатели эффективности при их использовании также были близки контрольному варианту. При этом влияние выделившихся ресурсосберегающих систем на экономические показатели было обусловлено уровнем внесения минеральных удобрений.

Аграрный вестник Урала № 6 (124), 2014 г. - <

Агрономия ф

Так на фоне без внесения минеральных удобрений наиболее близкими к контрольному варианту были варианты систем основной обработки с плоскорезной обработкой и дифференцированной системой обработки. При практически равном контролю энергетическом коэффициенте 3,02-3,08, чистый доход с 1 га севооборотной площади по ним был также равен варианту отвальной системы обработки. Все остальные изучаемые ресурсосберегающие системы обработки снижали здесь чистый доход по сравнению с отвальной системой на 3,7-7,07 %. На фоне с применением удобрений, наиболее высокий показатель стоимости валовой продукции и чистого дохода в порядке убывания был на варианте ежегодной вспашки, системы обработки с чередованием вспашки и дискования, ежегодной обработки КПЭ-3,8 на 12-14 см, дифференцированной системы обработки.

Данные системы обработки обеспечивали практически равную варианту отвальной системы обработки величину чистого дохода (снижали его на 2,8-3,5%) и себестоимости 1 ц зерна, при показателях энергетической эффективности 1,91-1,93, тогда как по отвальной системе он составил 1,94. Остальные ресурсосберегающие системы снижали чистый доход в сравнении с отвальной системой обработки на 5,8-17,2 %.

При довольно близких показателях энергетической и экономической эффективности технологий возделывания зерновых культур в полном их объеме при различных системах основной обработки, что объясняется, как уже сказано выше низкой долей основной обработки почвы в общей структуре затрат, более наглядно эффективность изучаемых систем основной обработки можно оценить по показателю затрат совокупной энергии израсходованной на проведение основной обработки почвы в расчете на производство 1 т зерна с 1 га севооборотной площади, а также по показателю прямых затрат произведенных на основную обработку почвы на 1 т зерна (табл. 4).

В среднем за 1996-2012 гг. наиболее эффективными по затратам энергии и по прямым затратам на проведение основной обработки почвы в расчете на 1 т полученного зерна на фоне без удобрений и на фоне применения удобрений были в порядке убывания:

плоскорезная система обработки почвы; чередование обработки плугом со стойками СибИМЭ и дискования; дифференцированная система обработки. Затраты на проведение основной обработки в расчете на 1 т зерна по ним были ниже 112-287 МДж/т или на 55-142 руб./т, что на 26,8-55,3 % меньше, чем при отвальной системе обработки и составляли 44,7-73,2 % по отношению к ней. Затраты энергии на проведение основной обработки на 1 т зерна по всем остальным ресурсосберегающим составляли 79,9-96,9 % по отношению к отвальной системе обработки.

Выводы.

1. Решающее влияние на эффективность систем основной обработки при возделывании зерновых оказывает не экономия ресурсов на выполнение обработки почвы, а уровень продуктивности севооборота, что объясняется незначительными различиями в затратах на обработку в общей структуре затрат (0,4-5,6 %).

2. Наиболее стабильные положительные результаты эффективности обеспечивала отвальная система обработки. На фоне без удобрений близкими к отвальной системе обработки были плоскорезная система обработки КПЭ-3,8 на 12-14 см и дифференцированная система обработки, которые при практически равном контролю энергетическом коэффициенте, обеспечивали равный ему чистый доход.

На фоне применения удобрений система обработки с чередованием вспашки и дискования, плоскорезная, дифференцированная системы обработки также обеспечивали близкую варианту отвальной системы обработки величину чистого дохода (снижая ее на 2,8-3,5 %), себестоимости 1 ц зерна при энергетическом коэффициенте 1,91-1,93 (по вспашке — 1,94). При этом затраты на проведение основной обработки в расчете на 1 т зерна по данным системам обработки были ниже на 112-287 МДж/т или на 55-142 руб./т, что на 26,8-55,3 % меньше, чем по отвальной системе обработки. Остальные изучаемые ресурсосберегающие системы обработки снижали чистый доход по сравнению с отвальной системой обработки на фоне без удобрений на 3,7-7,07 %, на фоне с применением удобрений на 5,8-17,2 %.

Литература

1. Коринец В. В. Энергетическая оценка севооборотов // Земледелие. 1990. № 4. С. 58-60.

2. Володин В. М., Еремина Р. Ф. Оценка эффективности растениеводства на биоэнергетической основе // Земледелие. 1991. № 9. С. 50-52.

3. Неклюдов А. Ф. Биоэнергетическая оценка севооборотов. Новосибирск, 1993. 36 С.

4. Перфильев Н. В. Ресурсосберегающие системы основной обработки на темно-серых лесных почвах Северного Зауралья // Научное обеспечение агропромышленного комплекса Тюменской области РАСХН Сиб. отд. НИИСХ Северного Зауралья : науч. тр. Новосибирск, 2003. С. 3-18.

References

1. Korinets В. В. Energy assessment of crop rotations // Farming. 1990. № 4. P. 58-60.

2. Volodin V. М., Eremirn R. F. Assessment of the efficiency of crop production on the basis of bioenergy // Farming. 1991. № 9. P. 50-52.

3. Neklyudov A. F. Bioenergy assessment of crop rotations. Novosibirsk, 1993. 36 p.

4. Perfiliev N. V Resource Saving systems core processing on a dark gray forest soils of the Northern Urals // Scientific provision of agro-industrial complex of the Tyumen region the Academy of Agricultural Sciences Siberian Research Institute of Agriculture of the Northern Urals : scientific works. Novosibirsk, 2003. P. 3-18.