Агроэкологическая оценка и разработка экологически безопасных технологий системы земледелия или её звеньев в СХП "Колос" Кусинского района
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.
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
Вид работ
Марка машины
Количество
Время работы машины, ч/га
Норматив энергетических затрат на 1 ч. МДж
Затраты совокупной энергии на 1 га, МДж
Ячмень
1.погрузка минер. уд.
МТЗ-82
ПЭ-0,8А
1
1
0,192
76,8
30,1
14,7
5,8
2.транспортировка мин. уд.
МТЗ-82
1-РМГ-4
1
1
0,192
76,8
103,7
14,7
20,0
3.внесение мин. уд.
МТЗ-82
1-РМГ-4
1
1
0,192
76,8
103,7
14,7
20,0
4.вспашка
ДТ-75
ПЛН-4-35
1
1
0,534
174,0
16,0
92,9
8,5
5.боронование в 2 следа
ДТ-75
СП-16
БЗСС-1,0
1
1
12
0,192
174,0
141,0
8,3
33,4
27,0
1,6
6.культивация
ДТ-75
КПЭ-3,8
1
1
0,534
174,0
58,8
92,9
31,4
7.подвоз воды
МТЗ-82
РЖТ-4
1
1
0,192
76,8
126,7
14,7
24,3
8.опрыскивание
МТЗ-82
ОПШ-15
1
1
0,192
76,8
221,4
14,7
42,5
9.культивация
ДТ-75
КПЭ-3,8
1
1
0,534
174,0
58,8
92,9
31,4
10.протравливание семян
Эл.двиг.
ПС-10
1
1
0,192
33,1
6,3
11.погрузка семян
Эл.двиг.
ЗПС-60
1
1
0,192
40,1
7,7
12.транспортировка семян
МТЗ-82
2ПТС-4
1
1
0,192
76,8
45,6
14,7
8,7
13.погрузка мин. уд.
МТЗ-82
ПЭ-0,8А
1
1
0,192
76,8
30,1
14,7
5,8
14.транспортировка мин. уд.
МТЗ-82
1-РМГ-4
1
1
0,192
76,8
103,7
14,7
20,0
15.посев+внесение уд.
МТЗ-82
СЗП-3,6
1
1
0,534
76,8
188,9
41,0
100,9
16.прикатывание
ДТ-75
СП-16
ЗККШ-6
1
1
1
0,192
174,0
141,0
187,2
33,4
27,1
35,9
17.довсходовое боронование
ДТ-75
СП-16
БЗСС-1,0
1
1
12
0,192
174,0
141,0
8,3
33,4
27,1
1,6
18.повсходовое боронование
ДТ-75
СП-16
БЗСС-1,0
1
1
12
0,192
174,0
141,0
8,3
33,4
27,1
1,6
19.погрузка мин. уд.
МТЗ-82
ПЭ-0,8А
1
1
0,192
76,8
30,1
14,7
5,8
20.транспортировка мин. уд.
МТЗ-82
1-РМГ-4
1
1
0,192
76,8
103,7
14,7
20,0
21.внесение мин. уд.
МТЗ-82
1-РМГ-4
1
1
0,192
76,8
103,7
14,7
20,0
22.подвоз воды
МТЗ-82
РЖТ-4
1
1
0,192
76,8
126,7
14,7
24,3
23.опрыскивание
МТЗ-82
ОПШ-15
1
1
0,192
76,8
147,6
14,7
28,3
24.уборка ячменя
Енисей-1200
1
0,534
1500,0
801
25.транспортировкасемян от комбайна на ток
МТЗ-82
2ПТС-4
1
1
0,192
76,8
45,6
14,7
8,7
26.очистка семян
Эл.двиг.
ОВП-20
1
1
0,192
3307,8
635,1
27.сортировка семян
Эл.двиг.
СМ-4
1
1
0,192
2350,0
451,2
28.сволакивание соломы
ДТ-75
ВТУ-10
1
1
0,534
174,0
37,5
92,9
20,0
29.скирдовка соломы
МТЗ-82
ПЭ-0,5
1
1
0,534
76,8
30,2
41,0
16,1
Итого
3228,1
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
№ п/п
Показатель
Пшеница
Овес
Ячмень
1
Затраты совокупной энергии, МДж/га
18214,89
18214,89
18214,89
2
Урожайность, ц/га
48
34
49,4
3
Энергоемкость 1 ц зерна, МДж
1631,0
1631,0
1631,0
4
Выход валовой энергии в урожае, Дж/га
78288
55454
80571,4
5
Энергетический коэффициент
4,29
3,04
4,4
6
Приращение валовой энергии в урожае, МДж/га
60073,1
37239,1
62356,51
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
Воробьев С.А. Земледелие с основами почвоведения и агрохимии. М.: КолоС, 1981.
Кирюшин В.И. Экологические основы земледелия. М.: КолоС, 1996.
Козаченко А.П. Состояние почв и почвенного покрова Челябинской области по результатам мониторинга земель сельскохозяйственного назначения. Челябинск, 1997.
Проберж Э.С. Методические указания по выполнению курсовой работы по сельскохозяйственной экологии. Ч.: 2002.
Проберж Э.С. Определение состояния сельскохозяйственных экосистем: методические указания к лабораторно-практическим занятиям по сельскохозяйственной экологии. Ч.: 2002.
Степановских А.С. Общая экология. М. - К.: 1996.
Черников В.А., Чекерес А.И. Агроэкология. М.: Колос, 2000.