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

1. Придание почве мелкокомковатого структурного состояния и оптимального для растений сложения почвы (плотности, пористости и т.д.), при котором создавались бы благоприятные для роста растений и микрофлоры условия водного, воздушного, питательного и теплового режимов;
2. Поддержание хорошего фитосанитарного состояния почвы и посевов: заделка семян, подрезание сорняков, уничтожение зачатков болезней и вредителей сельскохозяйственных культур;
3. Предотвращение эрозионных процессов, чрезмерного переуплотнения почвы, уменьшение ее смыва, снижение непроизводительных потерь из почвы воды, гумуса, питательных веществ в целях сохранения потенциального плодородия и защиты почвы от эрозии.

Хозяйство СХП Колос  расположено в Кусинском районе, в горно-лесной зоне. Площадь пашни 1500 га, из которых 10 % это серые лесные оподзоленные и 90 % серые горно-лесные оподзоленные. Склоны южной экспозиции с уклоном 5⁰ –20 %, склоны ю-в экспозиции с уклоном 3⁰ – 80 %. В данном хозяйстве размещено два севооборота – полевой и почвозащитный. Для правильной обработки почвы необходимо учитывать все особенности почвенного покрова данного хозяйства.

Таблица 3 – Основные факторы, учитываемые при разработке системы обработки почвы

Предшественник, культура	Рельеф, экспозиция склона	ОбеспеченностьtС°,	Влагообеспеченность, ГТК	Группа земель	Мощность пах. слоя, см	Подверженность эрозии	Засоренность сорняками	Мех. состав	Система обработки
									основная	предпосевная
Клевер	° и более 5°Горный, крутизна склона 5	1900	1,4	2	20	сильная	слабая	тяжелосуглинистая	Плоскорезная обработка  КПГ-260	Боронование БИГ-3А
Пшеница	° и более 5°Горный, крутизна склона 5	1900	1,4	2	20	сильная	слабая	тяжелосуглинистая		Борон-е БИГ-3А, междур. обр. КПЭ-3,8
Горох	° и более 5°Горный, крутизна склона 5	1900	1,4	2	20	сильная	слабая	тяжелосуглинистая		Боронование БИГ-3А, подкормка
Овес	° и более 5°Горный, крутизна склона 5	1900	1,4	2	20	сильная	слабая	тяжелосуглинистая	Дискование БДТ	Боронование БИГ-3А, Культивация, КПЭ-3,8
Ячмень	° и более 5°Горный, крутизна склона 5	1900	1,4	2	20	сильная	слабая	тяжелосуглинистая	Плоскорезная на 26см ПЛН-9	Борон-е БИГ-3, культивация КПЭ-3,8

При разработке системы  обработки почвы основными факторами  являются крутизна склона, обеспеченность теплом и влагой, проявление эрозии, засоренность сорняками и другие. К числу важнейших приемов  повышения почвозащитной роли севооборота  относится полосное размещение культур.

Многолетние травы  имеют большое агротехническое  значение, особенно бобовые, они накапливают  в почве большое количество органических веществ и азота, в результате улучшаются физические свойства и плодородие почвы. Среди многолетних бобовых  трав широко распространен клевер.

Основную обработку  начинают с плоскорезной обработки  КПГ-250, через 60 дней можно провести вспашку на глубину 25…27 см. Обработки  нужно проводить поперек склона. Рано весной под покровом зерновых проводят боронование, затем культивацию  с боронованием.

Посев проводят отсортированными семенами в ранние сроки одновременно с покровной культурой сеялкой  СЗС-2,8.

Сразу же можно провести подкормку удобрениями Р_30-40 К_20-30, что повышает зимостойкость люцерны.

Так как почвы  данного хозяйства подвержены эрозии, то лучше использовать кулисные пары. На таких парах высевают полосами высокостебельные растения (кулисы). Они  необходимы для защиты почв от эрозии, задержания и накопления влаги. Каждая кулиса включает в себя 1-3 ряда растений, высеваемых широкорядно. Их размещают поперек господствующих ветров.

В зоне недостаточного увлажнения первая весенняя обработка  кулисного пара – ранневесеннее  боронование с целью закрытия влаги. Последующая обработка почвы  проводится безотвальными орудиями – КПШ-9, КПП-2,2, КПЭ-3,8. При массовом появлении проростков сорняков после  боронования начинают обработку  почвы плоскорезами и лущильниками со снятыми отвалами на глубину 14 см.

В период до посева зерновых культур проводят 2-3 культивации  на глубину заделки семян и  уплотнения почвы.

В борьбе с ветровой и водной эрозией важное место  занимает мульчирование поверхности  почвы путем сохранения пожнивных  остатков или разбрасыванием различных  мульчирующих материалов.

Анализируя обработку  почвы полевого и почвозащитного севооборотов, можно сказать, что  при системе обработки почвы  почвозащитного севооборота основой  служит коренное изменение обработки, отказ от применения плуга и других почвообрабатывающих орудий, заделывающих растительные остатки, обработка почвы  орудиями плоскорезного типа, сохраняющими на поверхности почвы стерню, введение и освоение почвозащитных севооборотов с полосным размещением посевов  многолетних трав. Также важнейшими приемами борьбы с эрозией являются вспашка поперек склона, щелевание, кротование, лункование, внесение минеральных и органических удобрений, повышенные нормы высева зерновых культур.

4. Планирование норм удобрений под сельскохозяйственные культуры

Нормы удобрений  под сельскохозяйственные культуры устанавливают с учетом планируемой  урожайности, биологических особенностей, климатических условий, уровня агротехники, потенциального и эффективного плодородия почвы, обеспеченности органическими  удобрениями, планируемых фондов промышленных удобрений и безопасности действия их на компоненты агроэкосистемы.

4.1 Планирование урожайности

На Южном Урале  пашня в основном располагается  в зоне недостаточного увлажнения, поэтому определять действительно  возможные урожаи (ДВУ) необходимо с  учетом продуктивной весенней влаги  в метровом слое, осадков за вегетационный  период культуры, коэффициента ее водопотребления  по формуле (3):

У=100² (W+P)/Kв*S(100-B_c), (3)

где У – урожай в ц/га стандартной влажности; W – продуктивная влага в метровом слое почвы, мм; Р – осадки за вегетационный период, мм; Кв – коэффициент водопотребления на 1 ц зерна; S – сумма частей в соотношении зерно:солома; Вс - стандартная влажность, %.

Зная историю  поля, резкие колебания по годам  метеорологических условий хозяйства, представляется возможным использовать для расчета доз удобрений  величины средних урожаев за предшествующие три нормальных года по погодным условиям.

У_{.клевер. 2004} = 100²(120+300)/500*1(100-16) = 100 ц/га;

У_{.клевер. 2005} = 100²(110+250)/580*1(100-16) = 73,9 ц/га;

У_{.клевер. 2006} = 100²(130+270)/550*1(100-16) = 86,6 ц/га.

У_{пшен.2004} = 100²(130+250)/435*2.2*86 = 46,2 ц/га;

У_{пшен.2005} = 100²(150+270)/450*2.2*86 = 49,3 ц/га;

У_{пшен.2006} = 100²(160+300)/500*2.2*86 = 48,6 ц/га;

У_{.горох. 2004} = 100²(120+300)/550*1,5(100-16) = 60,6 ц/га;

У_{.горох. 2005} = 100²(110+250)/600*1,5(100-16) = 47,6 ц/га;

У_{.горох. 2006} = 100²(130+270)/610*1,5(100-16) = 52,9 ц/га.

У_{овес.2004} = 100²(150+230)/450*1*86 = 34,9 ц/га;

У_овеc.2005 = 100²(150+175)/500*1*86 = 31,3 ц/га;

У_{овес.2006} = 100²(140+216)/435*1*86 = 36 ц/га

У_{ячмень,.2004} = 100²(120+250)/435*2,1*86 = 47,1 ц/га;

У_{ячмень.2005} = 100²(130+270)/430*2,1*86 = 51,5 ц/га;

У_{ячмень.2006} = 100²(150+300)/500*2,1*86 = 49,8 ц/га

Таблица 4 – Расчетная  или фактическая урожайность  в севообороте №3

№ поля, культура	Урожайность, ц/га по годам
	Средняя многолетняя	2004	2005	2006	Средняя урожайность
Поле №1, клевер	18,8	100	73,9	86,6	86,8
Поле №3, пшеница	18,7	46,2	49,3	48,6	48
Поле№4 горох,		60,6	47,6	52,9	53,7
Поле №5 овес		34,9	31,3	36	34
Поле №6 ячмень	18	47,1	51,5	49,8	49,4

Из таблицы видно, что наиболее высокий урожай клевера  был в 2004 году (100 ц/га), а наименьший в 2005 году (73,9 ц/га), наибольший урожай пшеницы – в 2005 (49,3 ц/га), а наименьший – в 2004 году (46,2 ц/га), наибольший урожай гороха – в 2004 (60,6 ц/га), а наименьший – в 2005 году (47,6 ц/га), наибольший урожай овса – в 2006 (36 ц/га), а наименьший – в 2005 году (31,3 ц/га), наибольший урожай ячменя – в 2005 (51,5 ц/га), а наименьший – в 2004 году (47,1 ц/га). Самые низкие урожаи были получены в 2005 году, так как это был самый засушливый год за рассматриваемый период. Спланированный действительно возможный урожай в данных условиях в дальнейшем требует практической реализации и в связи с этим предъявляются особые требования для оптимального обеспечения растений минеральными веществами без снижения уровня плодородия почвы, то есть экологически безопасным нормам.

4.2 Расчет доз удобрений  под запланированный урожай

Расчет доз удобрений  проводят по формуле, предложенной И.С. Шатиловым и М.К. Каюмовым (4):

Д = (100 В – П Кп Ку) / С; (4)

где Д – доза удобрения  в туках, ц/га; В – вынос элемента минерального питания с планируемым урожаем, кг/га; П – содержание в посве доступного элемента питания, кг/га; Кп – коэффициент использования питательного вещества из почвы, %; Ку – коэффициент использования питательного вещества удобрений, %;С – содержание действующего вещества удобрений, %.

Содержание в  почве доступного для растений элемента П в пахотном слое рассчитывается по формуле (5):

П = n d h, (5)

где n – содержание доступного для растений элемента, мг/100 г почвы; d – объемная масса почвы, г/см³; h – пахотный слой почвы, см.

Вынос элементов  планируемым уроржаем (В, кг/га) рассчитывается по формуле (6):

В = У*К, (6)

где У – урожай зерна, ц/га; К – вынос азота, фосфора и калия единицей (1ц) основной продукции с учетом побочной, кг.

Таблица 6 – Расчеты  доз удобрений под запланированный  урожай

Показатели	Клевер			Пшеница			Горох			Овес			Ячмень
	N	P2O5	K2 O	N	P2O5	K2 O	N	P2O5	K2 O	N	P2O5	K2 O	N	P2O5	K2 O
1.Вынос пит. в-в с урожаем, кг/га (В)	170,9	48,6	130,6	172,8	62,4	124,8	187,9	85,9	161,1	108,8	47,6	91,8	148,2	59,3	158
2.СодержаниеNРК в пах. слое, мг/100 г почвы (п)	4,5	4,0	7,0	4,5	4,0	7,0	4,5	4,0	7,0	4,5	4,0	7,0	4,5	4,0	7,0
3.наличие NРК в почве, кг/га (П)	128,7	114,4	200,2	128,7	114,4	200,2	128,7	114,4	200,2	128,7	114,4	200,2	128,7	114,4	200,2
4.КИП, % (Кп)	66	12	20	75	12	20	66	12	20	75	12	20	75	12	20
5.Использование пит в-в из почвы, кг/га (П Кп)	84,9	13,7	40	96,5	13,7	40	84,9	13,7	40	96,5	13,7	40	84,9	13,7	40
6.Требуется внести пит  в-в с мин. удобрениями, кг/га (В-П Кп)	86	3,9	90,6	76,3	48,7	84,8	103	72,2	121,1	12,3	33,9	51,8	63,2	45,6	118
7.Процент исп-я пит в-в из удобрений (Ку)	68	29	42	34	29	42	34	29	42	34	29	42	34	29	42
8.Необходимо внести пит  в-в под планир. урожай с учетом % исп-я из удобр., кг/га	126	120	216	224	168	202	303	249	288	36,3	117	123	186	157	281
9.Действ. в-во минер. удобрений, % (С)	34,5	19,5	60	34,5	19,5	60	34,5	19,5	60	34,5	19,5	60	34,5	19,5	60
10.Кол-во мин. уд. которое следует внести в станд. единицах, ц/га (Д)	3,6	6,2	3,6	6,5	8,6	3,4	8,8	12,7	4,8	1,05	6	2,05	5,4	8,05	4,7

Из таблицы видно, что ячмень из почвы выносит больше всего калия (160 кг/га), а люцерна  выносит очень много азота (351,3 кг/га), но в свою очередь люцерна  также и вносит в почву много  азота за счет пожнивных остатков, так как является бобовой культурой  и при помощи азотфиксирующих  бактерий усваивает азот атмосферы. В хозяйстве используются удобрения: аммиачная селитра, простой суперфосфат и хлористый калий. Чтобы получить высокие урожаи выращиваемых культур необходимо внести под ячмень азота 2,2 ц/га, фосфора 8,9 ц/га, калия 4,7 ц/га; под люцерну на первом поле азота 8,2 ц/га, фосфора 36,5 ц/га, калия 7,7 ц/га, на втором поле – азота 7,5 ц/га, фосфора 36,7 ц/га, калия 8,1 ц/га. Из этого следует, что ячмень нуждается больше всего в фосфоре, а люцерна также в фосфоре. В основное удобрение под ячмень вносят половину азота, половину фосфора и весь калий, затем при посеве вносят оставшийся фосфор и делают подкормку оставшимся азотом. Так как люцерну высевают под покров ячменя, то часть азота, требуемого люцерне, нужно внести под покровную культуру, а также проводить азотные подкормки после каждого скашивания для лучшего отрастания; а перед уходом люцерны в зиму делают подкормки фосфором и калием для лучшего перезимовывания и весеннего отрастания. Технология возделывания сельскохозяйственных культур на эродированных почвах должны предусматривать тщательную заделку удобрений, экологическое обоснование их доз. Увеличение урожайности растений на этих почвах способствует повышению их устойчивости к эрозии в результате лучшего развития растений, их корневых систем и большего количества растительных остатков.

5. Баланс питательных элементов в севообороте

Баланс питательных  элементов – один из главных экономических  показателей, показывающий стабильность агросистемы. Баланс складывается из приходной и расходной статей. Основными приходными статьями являются: внесение питательных веществ с органическими и минеральными удобрениями, поступление азота за счет фиксации атмосферного азота клубеньковыми бактериями, поступление азота с осадками, внесение с семенами. Расходование питательных веществ из почвы определяется в основном выносом с урожаем, закреплением в почве, вымыванием соединений азота и калия из корнеобитаемого слоя, потерями в результате эрозии почв.

Таблица 7 – Баланс питательных веществ в севообороте

Показатели	Поле севооборота
	клевер	пшеница	горох	овес		ячмень
Выход, ц/га Поступление азота: С орг.удобрениями С мин. уд-ми Всего Вынос азота Дефицит	86,8 - 126 126 170,9 -44,9	48 - 224 224 172,8 51,2	53,7 - 303 303 187,9 115,1	34 - 36,3 36,3 108,8 -72,5		49,4 - 186 186 148,2 37,8
Поступление фосфора: С орг.удобрениями С мин. уд-ми Всего Вынос фосфора Дефицит	- 120 120 48,6 71,4	- 168 168 62,4 105,6	- 249 249 85,9 163,1	- 117 117 47,6 69,4		- 157 157 59,3 97,7
Поступление калия: С орг.удобрениями С мин. уд-ми Всего Вынос калия Дефицит	- 216 216 130,6 85,4	- 202 202 124,8 77,2	- 288 288 161,1 126,9	- 123 123 91,8 1,2	- 281 281 158 123