Агроэкологическая оценка и разработка экологически безопасных технологий системы земледелия или её звеньев в СХП "Колос" Кусинского

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*(St>10°(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.;

St>10° - 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  К_рН - см. по приложению 16 - по фактической кислотности 4,9 К_рН =0,920.

Коэффициент увлажнения КУ рассчитывается по формуле (9):

 

КУ=SОс*Дк/St>10+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.

Коэффициент континентальности КК рассчитывается (10):

 

КК=360(t max - t min)/У+10,

 

где t max - среднемесячная температура июля; t min - среднемесячная температура января; У - широта местности.

 

КК=360(17-(-16))/56,30+10=179.

Итоговый климатический  показатель(11):

 

(t>10(КУ-Р)/КК+100) = 2000*0,569/179+100 = 4,079.

 

Коэффициенты для фосфора  К_р и для калия К_к находим по таблице:

К_р = 1,030; К_к = 1,020.

Почвенно-экологический индекс (12):

 

ПЭИ=12,5*(2-1,3)*1*1,096*0,920*4,097*1,030*1,020=37,9 баллов.

 

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

 

1. Воробьев С.А. Земледелие  с основами почвоведения и  агрохимии. М.: КолоС, 1981.

2. Кирюшин В.И. Экологические основы земледелия. М.: КолоС, 1996.

3. Козаченко А.П. Состояние почв и почвенного покрова Челябинской области по результатам мониторинга земель сельскохозяйственного назначения. Челябинск, 1997.

4. Проберж Э.С. Методические указания по выполнению курсовой работы по сельскохозяйственной экологии. Ч.: 2002.

5. Проберж Э.С. Определение состояния сельскохозяйственных экосистем: методические указания к лабораторно-практическим занятиям по сельскохозяйственной экологии. Ч.: 2002.

6. Степановских А.С. Общая экология. М. - К.: 1996.

7. Черников В.А., Чекерес А.И. Агроэкология. М.: Колос, 2000.

8. Ягодин Б.А. Агрохимия.  М.: Колос, 1982