Эффективность севооборотов в агроландшафтах Северо-Западного региона

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ЗЕМЛИ И СИСТЕМЫ ЗЕМЛЕДЕЛИЯ

УДК 631.582:631.8

Эффективность севооборотов в агроландшафтах СевероЗападного региона

Л.В. ТИРАНОВА, кандидат сельскохозяйственных наук А.Б. ТИРАНОВ, кандидат экономических наук

Новгородский НИПТИ сельского хозяйства

E-mail: zevs I947@yanlex. ru

Полевые эксперименты по изучению различных севооборотов позволили выявить наиболее эффективные из них, позволяющие повышать продуктивность и плодородие агроценозов. Рекомендуемые севообороты представляют практический интерес для сельхозтоваропроизводителей всех форм собственности Северо-Западного региона РФ.

Ключевые слова: севооборот, агро-ценоз, энерго-экономическая оценка.

Севооборот является первым и наиболее важным звеном любой системы земледелия в хозяйствах всех форм собственности. В ландшафтном земледелии с помощью состава, чередования и размещения культур в севообороте организуется управление режимами пользования и распределения природных и антропогенных потоков веществ и энергии. Севообороты способствуют дифференцированному использованию пашни в агроландшафтах, а их соблюдение следует рассматривать как непрерывный процесс управления продуктивностью пашни и использования ресурсов, осуществляемый на основе преемственности и планирования воздействий с учетом конкретной ситуации (погодные условия, рыночная конъюнктура и пр.) [1].

В Новгородском НИПТИ сельского хозяйства с 1998 г. проводятся полевые эксперименты по изучению эффективности различных севооборотов. Для рационального использования почвенного покрова агроцено-зов, расположенных на дерново-подзолистых тяжелосуглинистых и супесчаных почвах, и повышения энерге-

тической эффективности возделывания сельскохозяйственных культур разработали семь научно обоснованных короткоротационных севооборотов, в которые включались культуры и сорта, наиболее адаптированные к природно-климатическим условиям Новгородской области. В процессе исследований изучали технологии возделывания сельскохозяйственных культур, учитывали экономию топлива, удобрений,гербицидов и других материальных ресурсов. Эффективность использования ресурсов определяли путем биоэнергетической оценки технологий возделывания растениеводческой продукции, которая определяется отношением энергии, накопленной в урожае культур, к совокупным затратам энергии, вкладываемой в производство этой продукции. Ресурсно-экономическая оценка технологий возделывания проводилась по методике ВНИИЗиЗПЭ [2], по методическим указаниям Новгородского государственного университета им. Ярослава Мудрого [3] и методическим указаниям ЦИНАО [4].

В нашем опыте мы изучали зер-нотравяные и пропашные короткоро-тационные севообороты с внесением умеренных доз минеральных удобрений. Плодородие дерново-подзолистой почвы повышали путем использования традиционного органического удобрения - торфонавоз-ного компоста (ТНК) и альтернативных (биологических) источников органического вещества - сидератов и соломы зерновых культур.

Чередование сельскохозяйственных культур в севооборотах и нормы удобрений за ротацию (кг д.в./га) были следующими:

№ I (20 % бобовых): пар чистый

- озимая рожь на зерно - вико-овес на зеленую массу - ячмень на зерно

- овес на зерно (М240Р270К270);

№ 2 (40 % бобовых): пар сиде-ральный (клевер I г. п.) - озимая

рожь на зерно + заделка соломы -вико-овес на зеленую массу - ячмень на зерно + заделка соломы -

овес + клевер ( Х240Р330К330);

№ 3 (40 % бобовых): пар занятый (клевер I г. п.) - озимая рожь на зерно + заделка соломы - вико-овес на зеленую массу - ячмень на зерно + заделка соломы - овес + клевер

(Х240Р330К330);

№ 4 (40 % бобовых) - клевер + тимофеевка 2 г. п. - озимая рожь на зерно + заделка соломы - ячмень на зерно + заделка соломы -овес + клеверотимофеечная смесь (ИРКУ

* 230 180 180''

№ S (20 % бобовых): овес + клевер - клевер I г. п. (2-ой укос на сидерат) - картофель - картофель

(Х180Р240 К240);

№ 6 (20 % бобовых): овес + клевер - клевер I г. п. (2-ой укос на сидерат) - картофель - картофель

(Х180Р240 К240);

№ 7 (20 % бобовых): овес + клевер - клевер I г. п. (два укоса на си-дерат) - картофель - картофель

(Х180Р240К240).

В севооборотах № I и S в качестве органических удобрений применяли ТНК, в севооборотах № 2-7

- биологические источники органического вещества (солому зерновых и зеленую массу клевера лугового).

Зернотравяные севообороты № I -4 размещены на тяжелосуглинистой почве, содержащей на момент закладки опыта гумуса 3,3-3,8 %, подвижного фосфора - 4,2-7,2, подвижного калия - более 20 мг на 100 г почвы, обменная кислотность - 6,2 рН; сумма поглощенных оснований

- 27,2-30,3 мг-экв. на 100 г почвы.

Севооборот № 1 - традиционный для большинства хозяйств Новгородской области до 90-х годов XX в. Пополнение органического вещества в нем осуществляется за счет внесения ТНК в чистом пару (40 т/га) и ы под силосные культуры (20 т/га). В ш севооборотах № 2 и 3 в качестве си- I деральной и парозанимающей куль- 2 туры использовали клевер луговой, 1 № 4 парозанимающей культурой 2 была клеверотимофеечная смесь г двух лет пользования. Кроме того, в 2 севооборотах № 2-4 заделывали в н почву солому озимой ржи и ячменя. н

Энерго-экономическая оценка ко-роткоротационных зернотравяных севооборотов показала (табл.), что традиционный севооборот № I с чистым паром сельскохозяйственным организациям и крестьянским (фермерским) хозяйствам применять нецелесообразно. Здесь за ротацию получены высокие затраты совокупной антропогенной энергии - 40 ГДж/га, энергоемкость I т зерн. ед. основной продукции составила 4^ ГДж при низком выходе зерновых единиц и переваримого протеина с гектара -соответственно 2,4 и 0,23 т. Коэффициент энергетической эффективности основной продукции - 3,4, рентабельность - 10 %. Насыщенность органическими удобрениями в пересчете на стандартный навоз КРС составила 1 S,6 т/га, однако энергопотенциал почвы понизился на 18,9 ГДж, показатель направленности почвенного плодородия был отрицательным (-0,12). Снижение плодородия почвы связано с усиленной минерализацией гумуса в чистом пару - 72 ГДж/га, что в S-7 раз выше, чем под зерновыми и травами.

Сравнительный анализ показал, что за ротацию севооборота № 2 (с сидеральным клеверным паром и заделкой соломы озимой ржи и ячменя) затраты совокупной антропогенной энергии сократились в 2 раза по сравнению с севооборотом №1, энергоемкость основной продукции снизилась на 0,6 ГДж/т зерн. ед., выход основной продукции с 1 га увеличился на 0^ т корм. ед., переваримого протеина - на 0^ т, повысился коэффициент энергетической эффективности основной продукции в 1,2 раза, рентабельность возросла в 2,7 раза. Насыщенность органическими удобрениями в пересчете на стандартный навоз КРС составила 11,7 т/га, показатель направленности воспроизводства почвенного плодородия 0,3.

В севооборотах № 3 (с занятым

клеверным паром) и № 4 (с клеве-ротимофеечной смесью) в качестве источника органического вещества использовали только солому зерновых культур. Насыщенность органическими удобрениями в пересчете на стандартный навоз КРС составила S,9 и 6^ т/га соответственно. Сравнительная энерго-экономическая оценка этих севооборотов с севооборотом № 1 показала, что затраты совокупной энергии сократились в 2,4-2,9 раза, энергоемкость основной продукции понизилась в 1,2-2,1 раза, выход с 1 га основной продукции увеличился на 1,6-2,6 т корм. ед., переваримого протеина - на 0,21-0^ т, энергетическая эффективность основной продукции и рентабельность возросли в 1,6-1,9 и 3,64,6 раз, показатель направленности почвенного плодородия составил 0,34 и 0^ соответственно.

На почвах тяжелого гранулометрического состава рационально возделывать многолетние бобовые и бо-бово-злаковые травы. Затраты совокупной антропогенной энергии на их возделывание минимальны и составляют 6-12 ГДж/га с низкой энергоемкостью на 1 т зерн. ед. - 0,6-1 ГДж и высоким коэффициентом энергетической эффективности 1 т корм. ед. - 12-20. На таких почвах целесообразно также размещать севообороты с занятым паром (клеверным 1 г. п. и клеверотимофеечным 2 л. п.) и использовать солому зерновых культур на органическое удобрение. Это позволяет повышать продуктивность и плодородие агроценозов при низких затратах совокупной антропогенной энергии и энергоемкости основной продукции.

Короткоротационные пропашные севообороты № S-7 располагались на почвах легкого гранулометрического состава, содержащих на момент закладки опыта гумуса - 2,1 %, подвижного фосфора - 26, калия - более 18 мг на 100 г почвы с обмен-

ной кислотностью S,8 рН.

В короткоротационном пропашном четырехпольном севообороте № S с внесением под картофель S0 т/га ТНК и заделкой второго укоса клевера лугового 1 г. п. насыщенность органическими удобрениями (в пересчете на стандартный навоз КРС) составила 1 S,4 т/га. За ротацию энергопотенциал почвы повысился на 11^ ГДж/га (показатель направленности воспроизводства почвенного плодородия составил 0,22). Выход основной продукции с 1 га был высоким - 6,8 т корм. ед., 0,6 т переваримого протеина, энергоемкость основной продукции - 3,1 ГДж/т корм. ед., энергетическая эффективность - 3,1, рентабельность - 102 %, затраты совокупной антропогенной энергии высокие - 4S,8 ГДж/га.

В аналогичных севооборотах № 6 и 7 в качестве органического вещества использовали только биологические источники - зеленую массу и пожнивно-корневые остатки клевера лугового 1 г. п. За ротацию севооборота № 6 насыщенность органическим веществом (в пересчете на стандартный навоз КРС) была ниже на 10 т/га, чем в севообороте № S, а показатель направленности воспроизводства почвенного плодородия был отрицательным (-0,23). Затраты совокупной антропогенной энергии сократились на 17 ГДж/га. Все остальные показатели равноценны показателям севооборота № S.

В севообороте № 7 (пар сидераль-ный) по сравнению с севооборотом № S понизились: выход основной продукции с 1 га - на 2,1 т корм. ед., переваримого протеина - на 0,3 т, коэффициент энергетической эффективности - на 1,6. Энергоемкость основной продукции повысилась на 1,3 ГДж/т корм. ед. Сократились затраты совокупной антропогенной энергии на 16,3 ГДж/га, рентабельность производства составила 100 %.

Высокая рентабельность пропаш-

Энерго-экономические показатели короткоротационных севооборотов

о

сч

си

л е

ч

е л м е

т

№ севооборота Органика в пересчете на навоз КРС, т Затраты совокупной энергии, ГДж/га Урожайность основной продукции, т/га Показатель направленности воздействия почвенного плодородия, ед. Энергоемкость основной продукции, ГДж/т корм.2ед. Энергетическая эффективность основной продукции, ед. Рентабельность, %

корм. ед. переваримого протеина

1 2 3 4 15.6 11.7 5,9 6,5 40,0 19,0 17,0 14,0 2,4 2,9 4,0 5,0 Зернотравяные севообороты 0,23 -0,12 0,28 0,30 0,44 0,34 0,48 0,65 4,5 3,9 3,9 2,1 3.4 4,1 5,3 6.5 10 27 36 46

Пропашные севообороты

5 15,4 45,8 6,8 0,6 0,14 3,1 5,3 102

6 5,5 28,8 6,6 0,6 -0,23 3,0 5,2 100

7 12,5 29,5 4,7 0,3 0,03 4,4 3,7 100

УДК 631 .S87:631 .S82:631 .SI :631.8

Севообороты на орошаемых землях

ных севооборотов связана с тем, что картофель является основной товарной культурой Новгородской области. Энергоемкость возделывания 1 т картофеля очень низкая - 0,8-0,9 гДж, рентабельность - 130-170 %.

В агроценозах на почвах легкого гранулометрического состава экономически целесообразно применять пропашные короткоротационные севообороты, используя в качестве источников пополнения органического вещества клевер луговой, по-жнивно-корневые остатки. Это позволяет повышать плодородие почвы и продуктивность агроценозов при низких затратах совокупной антропогенной энергии и энергоемкостью основной продукции.

Рекомендуемые севообороты представляют практический интерес для сельхозтоваропроизводителей всех форм собственности СевероЗападного региона РФ.

Литература

1. Усков И. Б. и др. Методические указания и нормативные материалы для разработки проектов адаптивно-ландшафтных систем земледелия в СевероЗападном регионе РФ. - Санкт-Петербург, 2004. -172 с.

2. Методика ресурсно-экологической оценки эффективности земледелия на биоэнергетической основе. - Курск: Изд. Центр «ЮМЭКС», 1999. - 48с.

3. Методика расчета ресурсно-экономической оценки оптимальных севооборотов: Метод. указания/Сост. Л.В. Тира-нова, А.Б. Тиранов; НовГУ им. Ярослава Мудрого. - Великий Новгород, 2005. -48 с.

4. Методические указания по определению баланса питательных веществ азота, фосфора, калия, гумуса, кальция. - М.: Изд-во ЦИНАО, 2000. - 40 с.

Статья поступила в редакцию I6.06.2008.

Crop rotation efficacy in North-West region agrolandscapes

L.V. Tiranova, A.B. Tiranov

Field experiments allowed to determine more effective crop rotations, which increase productivity and fertility of soil. Recommended crop rotations are practically interested to agricultural producers of all kinds in North-West region of Russia.

Keywords: crop rotation, agrocoenosis, energy-economic appraisal.

В.Ф. МАМИН, доктор сельскохозяйственных наук Н.П. МЕЛИХОВА, Е.В. ЗИНЧЕНКО, кандидаты сельскохозяйственных наук

Всероссийский НИИ орошаемого

земледелия

E-mail: vniioz@bk.ru

Исследования показали, что повысить эффективность использования орошаемой пашни помогает внедрение севооборотов с научно обоснованным чередованием культур, дифференцированной системой обработки почвы и внесением органоминерапьных удобрений.

Ключевые слова: севооборот, плодородие почвы, удобрения, обработка почвы.

Адаптивно-ландшафтный подход к разработке систем орошаемого земледелия в целом и схем севооборотов в частности позволяет правильно разместить культуры на полях в зависимости от конкретных природных условий хозяйства. Однако наряду с экологическими критериями при проектировании различных севооборотов обязательно следует учитывать социально-экономические условия: специализацию производства, форму организации труда, обеспеченность трудовыми ресурсами, техническую оснащенность землепользователя. Причем социальные условия часто ограничивают свободу выбора. В таких обстоятельствах помогает специализация производства, при которой удается уменьшить потребность в технических средствах. Однако углублению специализации препятствует биологическая утомляемость почвы. Избежать ее можно, если оптимизировать структуру пашни и схемы севооборотов и упорядочить ротацию культур, в частности, внедрив севообороты с короткой ротацией для культур и сортов с различными сроками созревания.

На орошаемых землях особенностью севооборотов является отсутствие чистого пара, чередование наиболее продуктивных, отзывчивых на улучшение условий влагообеспе-ченности, экономически выгодных культур. Структура посевов в этих севооборотах также должна быть тес-

но увязана с природными и материально-техническими ресурсами, с программой производства сельскохозяйственной продукции и направлением специализации хозяйств. Повышению экономической эффективности использования орошаемой пашни, поддержанию эффективного плодородия почвы помимо правильного чередования культур способствует обоснованное применение энергосберегающих систем обработки почвы и удобрений.

Все эти вопросы изучаются во Всероссийском НИИ орошаемого земледелия с 1988 г. в полевом стационарном опыте на светло-каштановой тяжелосуглинистой солонцеватой почве с низким содержанием гумуса (1^-2,0 %). Опыт включает четыре шестипольных севооборота с различной степенью насыщения зерновыми и кормовыми культурами:

1. Яровые на монокорм с подсевом люцерны - люцерна - люцерна

- кукуруза на зерно - соя - озимая пшеница + пожнивно смесь подсол-нечник+овес+горох. В структуре севооборота зерновые занимают S0 %, в том числе озимая пшеница, кукуруза и соя - по 16,7 %, многолетние кормовые - S0 %;

2. Яровые на монокорм с подсевом люцерны - люцерна - люцерна

- кукуруза на силос - озимая пшеница + пожнивно смесь кукурузы и сои - кукуруза на зерно. Зерновые

- 33 %, в том числе озимая пшеница и кукуруза - по 16^ %; кормовые -67 %, из них многолетние - S0 %, однолетние - 17 %;

3. Викоовсяная смесь + поукосно смесь кукурузы и сои - кукуруза на силос - озимая рожь + поукосно смесь кукурузы и сои - соя - кукуру-зосуданковая смесь - кукуруза на зерно. Зерновые - 33 % (кукуруза и соя - по 16^ %), однолетние кормовые - 67 %;

4. Яровые на монокорм с подсевом люцерны - люцерна - люцерна "

- люцерна на один укос + озимая | пшеница - озимая рожь + поукосно ^ смесь кукурузы и сои - кукуруза на § силос. Зерновые (озимая пшеница) ^

- 17 %, кормовые - 83 %, из них 2 многолетние - S0 %, однолетние - 1 33 %. н

Использование пашни в первом 1

о

S