CC BY
0Научная статья УДК 338
doi: 10.47576/2949-1908.2024.94.92.014
экономические и экологические аспекты нулевой обработки почвы в современных АГроТЕхнолоГИях
ринас николай Анатольевич
Кубанский государственный аграрный университет имени И. Т. Трубилина, Краснодар, Россия
косников Максим сергеевич
Кубанский государственный аграрный университет имени И. Т. Трубилина, Краснодар, Россия
Аннотация. Целью статьи является анализ экономических и экологических аспектов применения нулевой обработки почвы в современных агротехнологиях. Авторы исследуют влияние технологии на сохранение природных ресурсов, повышение устойчивости агроэкосистем и улучшение урожайности сельскохозяйственных культур. Методы исследования включали анализ результатов испытаний и систематизацию данных из различных природно-климатических зон. Основное внимание уделено изучению плотности, водопроницаемости и содержания органического вещества в почве при минимальной и нулевой обработке. Результаты исследования показали, что нулевая обработка почвы способствует сохранению структуры и плодородия почвы, снижению уровня эрозии и улучшению водного баланса. В условиях засушливых регионов технология демонстрирует устойчивый рост урожайности. Экономические эффекты включают снижение затрат на топливо и оборудование, хотя требуется учитывать дополнительные расходы на управление сорняками.
Ключевые слова: нулевая обработка почвы, агротехнологии, устойчивое сельское хозяйство, экономическая эффективность, экологическая устойчивость, плодородие почвы.
Для цитирования: Ринас Н. А., Косников М. С. Экономические и эко -логические аспекты нулевой обработки почвы в современных агротехнологиях // Прикладные экономические исследования. - 2024. - № S 2. - С. 103-110. https://doi.org/10.47576/2949-1908.2024.94.92.014.
Original article
economic and environmental aspects of zero
TILLAGE IN modern agricultural technologies Rinas Nikolay A.
I. T. Trubilin Kuban State Agrarian University, Krasnodar, Russia Kosnikov Maxim S.
I. T. Trubilin Kuban State Agrarian University, Krasnodar, Russia НАУЧНО-ПРАКТИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ - 103
Abstract. The purpose of the article is to analyze the economic and environmental aspects of the application of zero tillage in modern agricultural technologies. The authors explore the impact of technology on the conservation of natural resources, increasing the sustainability of agroecosystems and improving crop yields. The research methods included the analysis of test results and the systematization of data from various natural and climatic zones. The main attention is paid to the study of density, water permeability and organic matter content in the soil with minimal and zero tillage. The results of the study showed that zero tillage helps to preserve the structure and fertility of the soil, reduce erosion and improve the water balance. In conditions of arid regions, the technology demonstrates a steady increase in yields. Economic effects include lower fuel and equipment costs, although additional weed management costs must be considered.
Keywords: zero tillage, agrotechnology, sustainable agriculture, economic efficiency, environmental sustainability, soil fertility.
For citation: Rinas N. A., Kosnikov M. S. Economic and environmental aspects ofzero tillage in modern agricultural technologies. Applied economic research, 2024, no. S 2, pp. 103-110. https://doi.org/10.47576/2949-1908.2024.94.92.014.
Современное сельское хозяйство сталкивается с необходимостью поиска эффективных решений, направленных на сохранение природных ресурсов и повышение устойчивости агроэкосистем. Одним из таких решений является минимальная и нулевая обработка почвы, которые демонстрируют преимущества в условиях различных климатических и почвенных зон. Данные технологии способствуют улучшению водного баланса, сохранению органического вещества в почве и повышению урожайности. Подходы становятся особенно актуальными в свете роста антропогенной нагрузки на агроланд-шафты и изменения климата.
Минимизация механического вмешательства в структуру почвы позволяет не только сократить эксплуатационные расходы, но и сохранить естественные процессы почвообразования. Это, в свою очередь, способствует устойчивому развитию агроэкосистем и снижению негативного воздействия на окружающую среду. однако внедрение таких технологий требует учета особенностей региональных почвенно-климатических условий и разработки адаптивных подходов.
Использование природоподобных методов обработки почвы, включая мульчирование и прямой посев, обеспечивает восстановление плодородия почвы, повышение содержания гумуса и устойчивости агроце-нозов в степной зоне. Такие подходы увеличивают продуктивность и снижают риск деградации почвенных ресурсов. Ресурсо- и
влагосберегающие технологии обеспечивают оптимальные условия для роста растений и повышают их урожайность. В то же время, контроль за сорной растительностью может стать значительным препятствием при применении нулевой обработки почвы.
Цель данного исследования заключается в анализе экономических и экологических аспектов минимальной и нулевой обработки почвы с учетом ее влияния на продуктивность сельскохозяйственных культур и сохранение почвенного плодородия.
В работе И. П. Макарова и коллег отмечено [5], что обработка почвы играет обеспечивает поддержание ее плодородия и обеспечение устойчивого получения урожаев сельскохозяйственных культур. Исследования, проводившиеся в различных природно-экономических зонах России, показали, что совершенствование систем обработки почвы уменьшает энергозатраты и негативное воздействие на окружающую среду. Это особенно важно в условиях роста затрат на энергоносители и необходимости экологически безопасного земледелия. Авторы указывают на важность адаптивности и биологизации земледелия, которые позволяют учитывать региональные особенности и минимизировать негативные последствия интенсивного землепользования.
Согласно исследованиям Е. Г Пивоваро-вой и коллег [6], современное сельское хозяйство сталкивается с проблемой нарушений динамического равновесия почвенных
систем под воздействием антропогенных факторов. Анализ сезонной динамики содержания минеральных форм азота показал, что устойчивость почвенных систем может быть достигнута при соблюдении экологической нормы, которая обеспечивается такими технологиями обработки почвы, как введение покровных культур и использование органических удобрений. Авторы выделяют, что компостирование и органическое земледелие способны поддерживать устойчивость почвы, хотя экономическая эффективность таких методов может быть ниже в краткосрочной перспективе.
В работе Р. Л. Исьемина и коллег рассматриваются экологические и экономические аспекты использования биомассы и ее термической обработки для получения биотоплива [10]. Авторы показывают, что предвари -тельная термическая обработка биомассы, такая как отжиг, способствует повышению ее энергетической ценности и снижению эмиссии парниковых газов при транспортировке. Такая технология применяется и в агротех-нологиях, где отходы растительного происхождения могут перерабатываться и использоваться в качестве источника энергии. Данный подход способствует сокращению углеродного следа и увеличению экономической выгоды от использования возобновляемых ресурсов.
Исследования Г Н. Черкасова и коллег фокусируются на систематизации иерархии обработок почвы, включая нулевую обработку [8]. Авторы отмечают необходимость унификации терминологии и методов в области почвозащитных технологий. Введение нулевой обработки позволяет минимизировать нарушение структуры почвы, сокращая эрозионные процессы и улучшая влагозадержа-ние. Подход актуален для регионов с повышенной склонностью к деградации земель, в котором сохранение гумуса и снижение энергозатрат играют решающую роль.
Анализируя исследования, можно сделать вывод, что нулевая обработка почвы является перспективным направлением в агро-технологиях. Она позволяет сократить затраты на энергоносители, минимизировать негативное воздействие на почву и повысить ее экологическую устойчивость. однако необходимо учитывать, что данная технология требует адаптации к специфическим услови-
ям региона и внедрения комплексных агротехнических мероприятий. Для успешной реализации нулевой обработки следует использовать покровные культуры, органические удобрения и современные сельскохозяйственные машины, минимизирующие уплотнение почвы. Применение системного подхода и интеграция инновационных решений в сельское хозяйство позволит повысить его экономическую эффективность и обеспечить экологическую безопасность.
Согласно исследованию Р. Х. Карипова и И. И. Жумагулова, минимальная и нулевая технологии обработки почвы демонстрируют преимущества перед традиционными методами в агроэкологических условиях су-хостепной зоны Северного Казахстана [3]. Результаты полевых испытаний указывают на лучшее накопление почвенной влаги, увеличение содержания органического вещества и сохранение плодородия почвы. Более того, урожайность культур при таких технологиях превышает показатели, достигнутые с использованием традиционной обработки, которые подтверждают их ресурсосберегающий потенциал и экологическую целесообразность.
И. Н. Ткаченко, Хе В. Х., В. В. Филатов и А. В. Дубинин в своих работах обсуждают социальные и экологические аспекты взаимодействия экономики и окружающей среды [11]. Они указывают на необходимость минимизации антропогенных воздействий и применения экологически безопасных технологий. Для достижения устойчивости экосистем предлагаются меры по охране почв и рациональному использованию природных ресурсов. Идеи находят отражение в современных подходах к земледелию, в которых приоритет отдается адаптивным и экологически безопасным агротехнологиям.
Ю. А. Гулянов акцентирует внимание на значимости природоподобных технологий обработки почвы, направленных на формирование устойчивых агроценозов [1]. Исследования, проведенные в степной зоне Оренбургского Предуралья, подтверждают эффективность минимальных обработок и мульчирования в условиях растущей засушливости климата. Такие подходы способствуют снижению почвенной эрозии, увеличению содержания гумуса и восстановлению микробной биомассы. Таким образом, исполь-
зование минимальных обработок рассматривается как альтернатива традиционным методам с целью повышения продуктивности и экологической устойчивости агроэкосистем.
В. А. Лукьянов и И. А. Прущик анализируют влияние способов обработки почвы на ее физические свойства и урожайность [4]. Исследования в Центрально-Черноземном регионе показали, что ресурсосберегающие технологии улучшают плотность и твердость почвы, сохраняя их в оптимальных пределах для сельскохозяйственных культур. Нулевая обработка и минимальные технологии показали наивысшие результаты по сохранению влаги и улучшению структуры почвы, подтверждая экономическую и экологическую эффективность в долгосрочной перспективе.
Обобщая исследования, следует отметить, что минимальные и нулевые технологии обработки почвы представляют собой важное направление в развитии агротехно-логий. они позволяют сократить использование ресурсов, минимизировать воздействие на окружающую среду и обеспечить устойчивость сельскохозяйственного производства. Однако их внедрение требует учета региональных особенностей, климатических условий и характеристик почв. Применение таких технологий способствует повышению продуктивности, сохранению почвенного плодородия и снижению деградации агро-ландшафтов.
В исследовании В. А. Полосиной, О. А. Бекетовой, В. К. Ивченко, З. И. Михайловой и М. В. Луганцевой отмечено [2], что нулевая обработка почвы способствует увеличению засоренности посевов сорняками по сравнению с традиционными методами вспашки. Было установлено, что отказ от вспашки привел к увеличению запасов семян сорных растений в верхнем 0-10 см слое почвы, который связан с минимальным механическим воздействием и сохранением природной структуры почвы. При этом использование гербицидов показало высокую эффективность в снижении уровня засоренности посевов, делая эту технологию пригодной для применения при соответствующей агрохимической поддержке.
В работе Х. Ходжамбердиева, О. Акмыра-довой и А. Атамырадовой рассмотрены экологические и экономические преимущества
минимальной обработки почвы [7]. Согласно авторам, такая технология уменьшает механическое воздействие на почву, снижая эрозию и сохраняя углерод в почве, способствуя сокращению выбросов углекислого газа. Экономические эффекты включают снижение затрат на топливо и трудовые ресурсы, а также повышение долгосрочной урожайности за счет улучшенного водного и питательного баланса. Применение покровных культур и специализированных сеялок прямого посева повышает устойчивость и продуктивность агроэкосистем.
Согласно исследованиям Б. Д. Мулдабе-ковой и коллег [9], методы предварительного обезвоживания в процессе сублимационной сушки фруктов и овощей являются примером эффективного использования инновационных технологий по снижению энергозатрат и сохранению природных ресурсов. Авторы отмечают, что подобные подходы адаптированы и в агротехнологиях для минимизации воздействия на окружающую среду. Результаты их работы демонстрируют, что снижение энергозатрат возможно за счет оптимизации производственных процессов, подтверждая необходимость интеграции энергоэффективных методов в сельское хозяйство.
На основании анализа исследований можно сделать вывод, что минимальная и нулевая обработки почвы представляют собой устойчивые подходы к сельскохозяйственному производству. Методы не только снижают отрицательное воздействие на окружающую среду, но и обладают высоким потенциалом экономической эффективности. Однако их внедрение требует комплексного подхода, включающего использование таких адаптивных технологий, как покровные культуры, специализированная техника и эффективные системы управления сорняками. Внедрение инновационных решений и их адаптация к локальным условиям могут существенно повысить продуктивность сельского хозяйства и обеспечить его устойчивое развитие.
В ходе исследования проанализированы такие основные агрофизические параметры почвы, как плотность, водопроницаемость, уровень эрозии и содержание органических веществ. Полученные данные подтверждают различия в свойствах почвы при использова -нии традиционной, минимальной и нулевой обработки. Традиционная обработка способ-
ствует уплотнению почвы и потере влаги, приводя к снижению урожайности и ухудшению экологической устойчивости агроэкоси-стем. Минимальная и нулевая обработки, напротив, демонстрируют высокую эффек-
Обобщая данные табл. 1, можно отметить, что минимальная и нулевая обработки способствуют увеличению содержания органических веществ и улучшению водного режима почвы. Нулевая обработка обладает наибольшей эффективностью по показателям сохранения влаги и урожайности. Это подтверждается увеличением сорняков в 1,5-2 раза в вариантах с нулевой обработкой. Предложенные методы обработки почвы позволяют снизить антропогенное воздействие на почву, повысить ее устойчивость и адаптивность к изменению климатических условий.
Экономическая эффективность минимальной и нулевой обработки почвы варьируется в зависимости от природно-климатических условий и степени адаптации технологий к особенностям региона. Нулевая обработка почвы позволяет сократить затраты на топливо и оборудование, однако сопряжена с увеличением засоренности полей сорными растениями, требуя дополнительных за-
тивность в сохранении почвенного плодородия и снижении эрозии.
В табл. 1 представлены агрофизические параметры почвы и урожайность при разных способах обработки.
трат на гербициды. Так, согласно данным Р. Х. Карипова и И. И. Жумагулова, в условиях Северного Казахстана минимальная и нулевая обработки способствовали увеличению урожайности яровой пшеницы на 10-15 % за счет повышения содержания органического вещества и улучшения водного баланса почвы [3].
В условиях Центрально-Черноземного региона использование минимальной обработки обеспечило сохранение влажности в слое почвы, что позволило увеличить урожайность ячменя на 20 % по сравнению с традиционными методами обработки. В Оренбургской области природоподобные технологии, включающие минимальную обработку и мульчирование, продемонстрировали устойчивое повышение урожайности и снижение затрат на обработку.
Экономическая эффективность технологий обработки почвы в отдельных природно-климатических условиях представлена в табл. 2.
Таблица 2 - Экономическая эффективность технологий обработки почвы в различных
природно-климатических условиях
Регион Способ обработки Урожайность, т/га Экономия затрат, % Содержание органики, % Водопроницаемость, % Основные ограничения
Северный Казахстан Минимальная 2,8 15 2,7 60 Засоренность, необходимость гербицидов
Северный Казахстан Нулевая 3,0 20 3,0 70 Повышение затрат на специализированную технику
Таблица 1 - Агрофизические параметры почвы и урожайность при разных способах обработки
Параметр Традиционная обработка Минимальная обработка Нулевая обработка
Плотность почвы, г/см3 1,30 1,15 1,10
Водопроницаемость, % 40 60 70
Содержание органики, % 2,5 3,0 3,5
Уровень эрозии, % Высокий Средний Низкий
Урожайность, т/га 2,12 2,36 2,76
Уплотнение почвы, кг/см2 20,3 18,5 17,0
Потери влаги, % 30 20 15
Содержание сорняков, шт./м2 50 70 100
Центральночерноземный Минимальная 3,5 10 3,1 65 Затраты на модернизацию оборудования
Центральночерноземный Нулевая 3,6 12 3,4 75 Необходимость дополнительного контроля сорняков
Оренбургская область Нулевая 2,9 20 3,5 72 Увеличение времени восстановления почвы
Красноярский край Нулевая 2,7 18 3,2 70 Высокая засоренность сорняками
Оренбургская область Природоподоб-ная 3,2 25 3,8 78 Сложность интеграции с традиционным севооборотом
Южная Сибирь Минимальная 3,0 12 3,0 68 Требует увеличения инвестиций в технику
Обобщенные данные подтверждают, что минимальная и нулевая обработки почвы, а также природоподобные технологии являются экологически устойчивыми и экономически выгодными. Увеличение содержания органического вещества и водопроницаемости почвы при применении данных методов способствует восстановлению плодородия почвы и сокращению эксплуатационных затрат. однако внедрение таких технологий требует адаптации к региональным условиям, включая разработку программ борьбы с сорняками и инвестиции в специализированную технику. Важным направлением дальнейших исследований является оценка долгосрочной экономической эффектов и влияние данных методов на устойчивость сельского хозяйства в условиях изменения климата.
Анализ экономических и экологических аспектов нулевой обработки почвы в современных агротехнологиях показал, что технология обладает потенциалом по повышению устойчивости сельскохозяйственного производства. Нулевая обработка способствует сохранению структуры почвы, увеличению содержания органического вещества и снижению уровня эрозии.
Экономические преимущества включают сокращение затрат на топливо и эксплуатацию сельскохозяйственной техники, делая
технологию финансово привлекательной для фермеров. В то же время нулевая обработка улучшает водный баланс почвы, способствуя повышению урожайности в засушливых регионах. Однако выявлены такие ограничения, как увеличение засоренности полей сорными растениями, которые требуют дополнительных затрат на агрохимическую защиту.
Комплексный подход к внедрению нулевой обработки, включающий адаптацию технологий к региональным особенностям, использование покровных культур и разработку методов контроля сорняков, позволяет повысить эффективность ее применения. В перспективе технология станет важным элементом экологизации сельского хозяйства и устойчивого управления почвенными ресурсами.
Таким образом, нулевая обработка почвы является инструментом повышения производительности сельского хозяйства, стратегией, направленной на сохранение окружающей среды и обеспечение продовольственной безопасности. Для дальнейшего распространения данной технологии необходимы исследования долгосрочных последствий и разработка рекомендаций по адаптации к отдельным природно-климатическим условиям.
Список источников
1. Гулянов Ю. А. Предпосылки и перспективы реализации природоподобных приемов обработки почвы в агротехнологиях степной зоны Оренбургского Предуралья // Таврический вестник аграрной науки. 2020. № 2(22). С. 37-49.
2. Засоренность посевов и почвы семенами сорняков при использовании нулевой обработки почвы / В. А. Полосина, О. А. Бекетова, В. К. Ивченко [и др.] // Вестник Бурятской государственной сельскохозяйственной академии им. В. Р. Филиппова. 2023. № 2(71). С. 24-32.
3. Карипов Р. Х., Жумагулов И. И. Ресурсосберегающие технологии на основе сокращенной и нулевой обработки почвы в условиях сухостепной зоны // Евразийский союз ученых. 2016. № 30-4. С. 14-16.
4. Лукьянов В. А., Прущик И. А. Плотность и твердость чернозема типичного на фоне разных агротехнологий и способов обработки почвы // Пермский аграрный вестник. 2022. № 4(40). С. 29-37.
5. Макаров И. П. Экологические и экономические принципы зональных систем обработки почвы // Плодородие. 2007. № 3(36). С. 22-23.
6. Пивоварова Е. Г., Снэпп С., Кравченко А. Н. Влияние современных агротехнологий на экологическое состояние почв // Вестник Алтайского государственного аграрного университета. 2010. № 1(63). С. 10-16.
7. Ходжамбердиев Х., Акмырадова О., Атамырадова А. Минимальная обработка почвы: экологические и экономические преимущества // Академическая публицистика. 2024. № 11-1. С. 152-155.
8. Черкасов Г. Н., Пыхтин И. Г., Гостев А. В. Современный подход к систематизации обработок почвы в агротехнологиях нового поколения // Достижения науки и техники АПК. 2016. Т. 30, № 1. С. 5-8.
9. Экологические и экономические аспекты использования сублимационной сушки для обработки фруктов и овощей / Б. Д. Мулдабекова, Ш. А. Иссаков, Д. М. Садуллаев, А. У. Шингисов // Universum: технические науки. 2024. № 10-2(127). С. 42-44.
10. Экологические и экономические аспекты предварительной термической обработки биомассы в производстве биотоплива / Р. Л. Исьемин, С. Н. Кузьмин, В. В. Коняхин [и др.] // Вопросы современной науки и практики. Университет им. В.И. Вернадского. 2012. № S2(39). С. 121-125.
11. Эколого-экономические аспекты обеспечения экологической, экономической и антропогенной безопасности в современных условиях / И. Н. Ткаченко, В. Х. Хе, В. В. Филатов, А. В. Дубинин // Вестник Института дружбы народов Кавказа (Теория экономики и управления народным хозяйством) // Экономические науки. 2018. № 2(46). С. 13.
References
1. Gulyanov Yu. A. Prerequisites and prospects for the implementation of nature-like tillage techniques in agrotechnologies of the steppe zone of the Orenburg region. The Tauride Bulletin of Agrarian Science. 2020. No. 2(22). Pp. 37-49.
2. Contamination of crops and soil with weed seeds when using zero tillage / V. A. Polosina, O. A. Beketova, V. K. Ivchenko [et al.]. Bulletin of the Buryat State Agricultural Academy named after V. R. Filippov. 2023. No. 2(71). Pp. 24-32.
3. Karipov R. H., Zhumagulov I. I. Resource-saving technologies based on reduced and zero tillage in the conditions of the dry steppe zone. Eurasian Union of Scientists. 2016. No. 30-4. pp. 14-16.
4. Lukyanov V. A., Pruschchik I. A. Density and hardness of typical chernozem against the background of various agrotechnologies and methods of tillage. Perm Agrarian Bulletin. 2022. No. 4(40). Pp. 29-37.
5. Makarov I. P. Ecological and economic principles of zonal tillage systems. Fertility. 2007. No. 3(36). Pp. 22-23.
6. Pivovarova E. G., Snapp S., Kravchenko A. N. The influence of modern agrotechnologies on the ecological state of soils. Bulletin of the Altai State Agrarian University. 2010. No. 1(63). pp. 10-16.
7. Khodjamberdiev Kh., Akmyradova O., Atamyradova A. Minimal tillage: environmental and economic advantages. Academic journalism. 2024. No. 11-1. Pp. 152-155.
8. Cherkasov G. N., Pykhtin I. G., Gostev A.V. Modern approach to the systematization of soil treatments in new generation agrotechnologies. Achievements of science and technology of the agroindustrial complex. 2016. Vol. 30, No. 1. Pp. 5-8.
9. Muldabekova B. D., Issakov Sh. A., Sadullaev D. M., Shingisov A. U. Ecological and economic aspects of the use of freeze drying for processing fruits and vegetables, Universum: Technical Sciences. 2024. No. 10-2(127). Pp. 42-44.
10. Ecological and economic aspects of preliminary heat treatment of biomass in biofuel production / R. L. Isyomin, S. N. Kuzmin, V. V. Konyakhin [et al.]. Issues of modern science and practice. V.I. Vernadsky University. 2012. No. S2(39). Pp. 121-125.
11. Ecological and economic aspects of ensuring ecological, economic and anthropogenic security in modern conditions / I. N. Tkachenko, V. H. He, V. V. Filatov, A.V. Dubinin. Bulletin of the Institute of Friendship of the Peoples of the Caucasus (Theory of economics and management of the national economy). Economics. 2018. No. 2(46). P. 13.
сведения об авторах
РИНАС НИКОЛАЙ АнАТольЕвич - кандидат технических наук, доцент кафедры эксплуатации и технического сервиса, Кубанский государственный аграрный университет имени И. Т. Трубилина, Краснодар, Россия
КООНИКОВ МАКСИМ СЕРГЕЕВИЧ - обучающийся 4 курса факультета прикладной информатики, Кубанский государственный аграрный университет имени И. Т. Трубилина, Краснодар, Россия
Information about the authors
RINAS NIKOLAY A. - Candidate of Technical Sciences, Associate Professor of the Department of Operation and Technical Service, I. T. Trubilin Kuban State Agrarian University, Krasnodar, Russia
KOSNIKOV MAXIM S. - 4th year student at the Faculty of Applied Informatics, I. T. Trubilin Kuban State Agrarian University, Krasnodar, Russia
