Энергосберегающие системы обработки почвы

Энергосберегающие системы обработки почвы

сайт профессиональных советов для овощеводов, растениеводов, цветоводов, плодоводов

Система земледелия, обработка почвы, минимальная и нулевая обработки почвы, недостатки минимальной технологии

Известно, что наиболее энергоемкий технологический процесс — обработка почвы: на нее в среднем расходуется 30-40% энергии, потребляемой в сельском хозяйстве.

Опыт показал, что традиционная технология возделывания зерновых культур со вспашкой зяби и весенним боронованием характеризуется большой трудоемкостью и высокими энергозатратами. Поэтому один из путей совершенствования технологий — минимизации обработки почвы как по количеству операций, так и по глубине.

При этом предпочтительно применять те виды почвообрабатывающей техники (плоскорезы, фрезы, комбинированные агрегаты, а также новые конструкции дисковых культиваторов), которые способствуют предотвращению ускоренной минерализации гумуса, стабилизации экологической среды, микрофауны.

В современной отечественной и мировой практике к наиболее перспективным экономичным энергосберегающим и одновременно почвозащитным приемам относятся минимальная и нулевая обработки почвы, существенно сокращающие агротехнические операции.

Применяемые в современной практике варианты энергосберегающих технологий во многом различаются в зависимости от системы основной и предпосевной обработки почвы.

Технология зерновых с традиционной обработкой почвы включает около десяти технологических приемов. Осенью после уборки предшественника проводят лущение стерни дисковым лущильником типа ЛДГ на 6-8 см. Затем вносят минеральные удобрения и одновременно проводят вспашку плугом с предплужником на глубину 20-22 см. Весной, при достижении физической спелости почвы, проводят боронование, задачей которого является закрытие влаги и выравнивание поверхности поля. Непосредственно перед посевом почву культивируют на глубину заделки семян. Затем проводят посев на глубину 6-8 см. В фазе кущения против однолетних двудольных и многолетних сорняков посевы обрабатывают гербицидами.

В фазе флагового листа против грибных болезней, таких, как бурая ржавчина, мучнистая роса, септориоз, проводят обработку фунгицидами. При превышении экономического порога вредоносности вредителей растения р фазе колошения обрабатывают инсектицидами, а в фазе полной спелости зерно убирают комбайнами напрямую.

Технология с минимальной обработкой почвы в сравнение с традиционной позволяет уменьшить механические воздействия почвообрабатывающих машин на почву и уплотняющее действие их ходовых систем на нее, сократить количество проходов агрегатов по полю. После уборки предшественника вносят минеральные удобрения. Затем сразу же проводят мелкую (на глубину 6-7 см) обработку дисковым культиватором, который заделывает в почву минеральные удобрения, подрезает и выворачивает сорняки на поверхность почвы, где они усыхают. Весной при достижении физической спелости почвы проводят посев.

Все остальные технологические операции те же, что и при традиционной обработке почвы.

Технология с нулевой обработкой почвы предусматривает прямой посев в почву, предварительно обработанную гербицидами. Однако возможны и другие варианты, когда, например, в весенний период при достижении физической спелости почвы по стерне проводят посев стерневой сеялкой одновременно с внесением стартовой дозы удобрений. Технология также предусматривает обработки посевов гербицидами, а при необходимости — инсектицидами. Убирают урожай, как обычно, комбайнами напрямую.

При нулевой обработке почвы вспашка и культивация отсутствуют, интенсивнее используются средства защиты растений.

Таким образом, технология с традиционной обработкой почвы включает десять основных агротехнических приемов, с минимальной — семь и с нулевой — только пять.

Экспериментальный и производственный опыт показывает, что минимальная обработка почвы в соответствующих условиях обеспечивает практически равный урожай зерновых в сравнении с традиционной вспашкой, она в два раза менее энергоемка (расход горючего на гектар пашни снижается на 10-15 кг), что экономически весьма выгодно, особенно в условиях высоких цен на энергоносители.

Вместе с тем, необходимо отметить, что при минимальной обработке под озимые культуры в засушливые годы урожайность устойчиво повышается (на 1,3-5,4 ц/га по сравнению со вспашкой на 20-22 см).

Основные недостатки минимальной технологии следует считать существенное увеличение засоренности посевов, причем увеличивающееся по мере увеличения срока использования.

Однако негативные аспекты минимальной обработки почвы могут быть устранены при строгом соблюдении научных рекомендаций.

При нулевой обработке почвы необходимо учитывать особенности и свойства почвы, а именно, устойчивость ее к уплотнению, дренированность, содержание гумуса и подвижных форм питательных веществ. Без этого применение такой обработки может представлять определенный риск или даже привести к отрицательным агрономическим, экономическим и экологическим результатам.

Применяя нулевую обработку почвы, необходимо предусмотреть более высокие затраты на химические средства защиты растений от сорняков, вредителей и болезней; дополнительные затраты на специальную технику при сохранении традиционной, поскольку обычно не все участки пашни пригодны для нулевой обработки, а также ее повторений каждые три-четыре года; соблюдение более высоких требований по применению средств защиты растений, минеральных удобрений, мелиорантов; трудности с использованием органических удобрений, эффективность которых без заделки в почву очень низкая. Кроме того, не все культуры дают при нулевой обработке высокий урожай.

Учитывая положительные и отрицательные факторы минимальной и нулевой обработки почвы, следует все же подчеркнуть, что в современном земледелии только применение этих приемов позволяет снизить воздействие на почву отрицательных факторов (уплотнение почвы, разрушение структуры, нарушение водного режима).

Источник

Энергосберегающие технологии с использованием принципов минимализации обработки почвы

При оценке агротехнических приемов с позиций энергозатрат, прежде всего необходимо обратить внимание на то, что такие приемы как севооборот, подбор высокоурожайных адаптированных к местным условиям сортов, оптимальные сроки сева, нормы высева и сроки уборки, оказывающие значительное влияние на продуктивность сельскохозяйственных культур, вообще не требуют энергозатрат.

Обработка почвы является одним из основных звеньев системы земледелия, и именно на нее приходится более половины всех энергетических затрат. При этом, если поверхностные обработки почвы сопровождаются незначительными затратами энергии, то основная обработка по затратам энергии приравнивается к таким энергоемким приемам как применение гербицидов и минеральных удобрений. Именно этим обстоятельством объясняется то, что поиск путей снижения энергозатрат прежде всего сосредоточен на проблеме минимализации обработки почвы.

В настоящее время земледелие страны стоит перед острой необходимостью разработки низкозатратных технологий возделывания сельскохозяйственных культур. При этом, прежде всего, речь идет о использовании принципов минимизации обработки почвы. Однако при всей значимости и перспективности минимизации обработки почвы, приходится признать, что различного рода минимальные приемы обработки и, особенно, если речь идет о полном исключении вспашки, возможны только при обязательном решении проблемы обеспечения средствами защиты растений, без которых минимальные технологии обработки почвы оказываются не эффективными. Использование гербицидов признано наиболее эффективным и быстроокупаемым способом борьбы с сорной растительностью, и ему на сегодняшний день нет равноценной альтернативы.

При отказе от применения гербицидов, как правило, не удается полностью реализовать возможность радикальной борьбы с сорняками даже в паровых полях, поскольку для этого необходимо во время парования провести не 3-4, а не менее 6-7 культиваций, особенно если речь идёт о сильном засорении поля корнеотпрысковыми сорняками. Совершенно очевидно, что при современных ценах на энергоносители и недостаточной технической оснащенности хозяйств, возможность многократных подрезаний всходов сорняков на практике не реальна, а если учесть, что при таком большом количестве обработок пара возрастает опасность снижения устойчивости поверхности поля к ветровой и водной эрозии, вероятность избыточной минерализации органического вещества почвы и миграции нитратов за пределы корнеобитаемого слоя, то становится понятным возросший интерес к технологии, основанной на сочетании гербицидных и механических обработок парового поля. Такая технология должна найти широкое применение в Сибири, особенно в степных районах, где всегда высока угроза ветровой эрозии. При этом большое значение придается применению универсальных гербицидов сплошного действия.

К положительным аспектам использования гербицидов сплошного действия, при условии строгого соблюдения регламента их применения, относится безопасность для культурных растений и получаемой продукции, возможность воздействия на весь комплекс сорной растительности, ограничивающий видовое разнообразие её, сдерживание роста запаса семян сорняков в почве, а также то, что использование этих препаратов позволяет избежать распространения устойчивых сорняков с появлением резистентных форм у чувствительных видов. Обработка парового поля системными гербицидами на основе глифосата обеспечивает особенный эффект в борьбе с корнеотпрысковыми сорняками, так как они способны глубоко проникать в корневую систему сорняков, вызывая их гибель.

Применение гербицидов в паровых полях и на посевах пшеницы на фоне исходной высокой засоренности поля обеспечило прибавку урожая в 7,9 и 8,3 ц/га. В одном варианте в течение лета проводилось 4-5 культивации, а в другом – опрыскивание гербицидами активно вегетирующих сорняков 15-16 июля, после которого в первой декаде сентября осуществлялась плоскорезная обработка на 16 см.

Без применения гербицидов на посевах пшеницы урожайность в среднем за два года оказалась практически одинаковой – 30,4-29,4 ц/га. На фоне обработки посевов пшеницы баковой смесью гербицидов она также оказалась одинаковой 38,3-37,7 ц/га.

Эффективность обоих типов паров резко возрастала на фоне химической прополки посевов баковой смесью гербицидов. При этом существующие различия засоренности посевов сглаживаются. К моменту уборки пшеницы количество сорняков по чистому пару составило 13,0 шт./м 2 , по гербицидному — 6,3 шт./м 2 , а доля сорного компонента по чистому и сидеральному пару снижается до 2,1 и 2,3 соответственно.

Обнаруженные в этот период сорняки не оказывают влияние на формирование урожая, поскольку относятся к 2-ой и 3-ей волне всходов. В итоге, прополка баковой смесью посевов по чистому пару позволила сохранить урожай в среднем за два года в 7,9 ц/га, а по гербицидному — в 8,3 ц./га, увеличив его на 26,0 и 28,2% соответственно. При этом хозяйственная эффективность системы применения гербицидов в паровом поле и посевах пшеницы оказалась довольно высокой, составив в среднем 79,4 и 78,0%.

Несмотря на несущественные различия в урожайности пшеницы по чистым и гербицидным парам, в определенных условиях предпочтение следует отдавать последним, с учетом положительных аспектов гербицидов сплошного действия, а также с учетом энергоресурсосберегающего эффекта.

Одним из основных аргументов применения минимального числа обработок почвы в парах, является энергоресурсосбережение, заключающееся, прежде всего в сокращении расхода топлива и экономии трудовых ресурсов. При сокращении числа механических обработок в гербицидных парах с четырёх до одной неглубокой плоскорезной обработки, расход горючего снижается в 1,8 раза, а расходы на заработную плату в 1,3 раза.

Таблица 4.1 — Энергетические и трудовые затраты при возделывании пшеницы по чистым и гербицидным парам

Примечание: Н — без обработки посевов; О — на фоне обработки посевов

Производственные затраты на возделывание яровой пшеницы по чистому пару на 91 рубль ниже чем по химическому, что связано прежде всего с высокой стоимостью гербицида. Высокая стоимость гербицида на фоне несущественного снижения урожайности обусловили снижение уровня рентабельности на 41%, в сравнении с возделыванием яровой пшеницы по чистому пару.

Высокие нормы расхода и высокие затраты на приобретение гербицидов приводят к тому, что общие производственные затраты на 1 гектар посева увеличиваются на 5,2-9,5%, по сравнению с возделыванием пшеницы на фоне механических обработок раннего чистого пара.

По сравнению с традиционной механической обработкой чистого пара, замена части механических обработок гербицидами сплошного действия, увеличивало урожайность пшеницы всего на 1,1-1,2 ц/га. Стоимость такой прибавки не компенсировала затраты, связанные с применением препарата и поэтому себестоимость 1 тонны зерна на фоне гербицидных паров оказались выше на 29 рублей. Тем не менее, в вариантах с использованием гербицидов сплошного действия прибыль с 1 га посева за счёт полученной прибавки увеличилась на 480 — 339 руб., по сравнению с контролем, за который принят типичный чистый ранний пар.

Таблица 4.2 — Экономическая эффективность возделывания пшеницы по чистым и гербицидным парам

Примечание: Н — без обработки посевов; О — на фоне обработки посевов баковой смесью

Совершенно по-иному складывается оценка различных паров в том случае, когда из-за высокой исходной засорённости посевов пшеницы зафиксированной в фазу её кущения, было применено опрыскивание посевов баковой смесью гербицидов.

В данной ситуации стало очевидным преимущество чистого раннего пара как предшественника пшеницы. Опрыскивание гербицидами посевов подтвер­дило их высокую биологическую и хозяйственную эффективность, позволив сохранить от потерь урожай на фоне типичного пара равный 6,2 ц/га, в то время как на фоне гербицидного — величина сохранённого урожая варьировала в пределах 4,3-4,7 ц/га. Естественно, что обработка посевов гербицидами увеличивала производственные затраты, следовательно, и себестоимость зерна, уменьшая при этом уровень его рентабельности. Если на контроле себестоимость 1 тонны зерна увеличилась всего на 6 рублей, а рентабельность его производства понизилась всего на 2%, то на фоне гербицидных паров себестоимость зерна возросла на 116-143 рубля, а рентабельность снизилась на 21-29%. Тем не менее, обработка гербицидами посевов пшеницы, размещаемых по парам, оказалась абсолютно оправданной. В варианте с чистым паром она способствовала форми­рованию самого высокого урожая в опыте 2008 года — 40,3 ц. /га, снизив потери от сорня­ков на 6,2 ц/га. В результате стоимость зерна и прибыль с 1 гектара посева в этом варианте оказались выше на 4030 рубля и на 2964 рубля соответственно, по сравнению с посевами по тому же предшественнику, но без обработки их баковой смесью гербицидов.

При оценке эффективности чистых и гербицидных паров очень важна их биоэнергетическая оценка и анализ антропогенных затрат.

Энергетические балансы позволяют сделать то, что денежными эквивалентами неосуществимо, поскольку в период нестабильности сравнить производственную и другую деятельность в различных отраслях на их основе невозможно. Энергетические балансы строятся на единой физической сути, на которую не влияют ни инфляция, не девальвация, ни цены. Они вскрывают важнейшую сторону деятельности — стоимость продукции в затратах энергии.

Сравнительная оценка паров с биоэнергетических позиций, свидетельст­вует о преимуществах гербицидных, позволяющих снизить не только затраты совокупной энергии, но и увеличивают выход валовой энергии по сравнению с контролем. Так, в варианте с использованием гербицида на фоне без обработки посева баковой смесью, затраты совокупной энергии уменьшаются на 10,3%, выход валовой энергии увеличивается на 3,5%, и увеличивается при этом энергетический коэффициент с 3,0 до 3,5 единиц.

Сопоставление затрат совокупной энергии по статьям расхода по всем вариантам показывает, что основная её часть (84,8-86,4%) приходится на обо­ротные средства, среди которых на долю жидкого топлива — от 31 до 44%, се­мена от 37,2 до 44,7%. Доля гербицидов сплошного действия в общей структу­ре совокупных затрат на оборотные средства составляет от 6,3 до 12,8%, а на баковую смесь приходится всего 1,7-1,8%. При этом на долю основных, средств производства приходится всего 12,7-14,3%, а на трудовые ресурсы от 0,8 до 1,2%.

Затраты совокупной энергии по чистому и гербицидным парам свидетельствуют, что обработка чистого пара по всем статьям расхода оказывается выше по сравнению с гербицидными: по основным средствам производства на 273 МДж; по оборотным средствам от 979 до 1818 МДж. При этом, затраты жидкого топлива при переходе к химической прополке паров снижаются в 7,3 раза, или на 86,7%.

Таблица 4.3 — Затраты совокупной энергии на обработку паров, МДж

В итоге применение химической прополки пара гербицидами позволяет сократить затраты совокупной энергии по сравнению с механической прополкой типичного раннего пара на 47,1%.

Источник