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-VS)П*Дс*(t>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.;

StС;° - средняя сумма температур более 10 °10>

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):

SОс*Дк/SКУ=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.

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

, а годовая сумма  осадков составляет 450-600 мм, которые  в летний период часто носят  ливневый характер.°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

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.