CC BY
65
—> - Аграрный вестник Урала №1 (80), 2011 г.
Овощеводство и садоводство
энергетическая эффективность приемов предпосадочной обработки почвы ПОД поукосный картофель НА СРЕДНЕМ УРАЛЕ
м. ю. Карпухин,
кандидат сельскохозяйственных наук, доцент,
Уральская ГСХА
620075, г. Екатеринбург, ул. Карла Либкнехта, 42;
тел. (343) 371-33-63; e-mail: [email protected]
Ключевые слова: севооборот, предпосевная обработка почвы, картофель, энергетическая эффективность, коэффициент энергетической эффективности, приращение валовой энергии.
Keywords: A crop rotation, preseeding processing of soil, a potato, power efficiency, factor of power efficiency, an increment of total energy.
Одним из важнейших условий повышения устойчивости современного сельскохозяйственного производства является разработка и внедрение оптимальных систем управления энергетическими потоками в агроландшафтах с целью повышения коэффициента использования естественной солнечной энергии при формировании урожаев сельскохозяйственных культур. Многочисленные научные данные свидетельствуют, что дальнейшее увеличение урожайности сельскохозяйственных культур сопровождается возрастающими энергозатратами в форме удобрений, пестицидов, топлива, средств механизации и т. д. При этом каждый дополнительный центнер урожая требует всевозрастающих затрат невозобновляемой энергии.
Объективный анализ эффективности сельскохозяйственного производства возможен тогда, когда изыскание путей снижения затрат на единицу продукции и оценка земли будут производиться в тех же единицах, что и общественно необходимые затраты труда и средств производства. Подобная оценка возможна при использовании системноэнергетического подхода [4, 5, 6, 9, 10,
11, 15, 16, 17, 18]. Такой подход дает возможность количественно определить энергетические затраты и степень их окупаемости при производстве продукции растениеводства, сравнить агрофитоценозы по расходу затраченной энергии на единицу общей и товарной продукции при различных севооборотах, структуре посевных площадей, технологиях возделывания сельскохозяйственных культур. Использование биоэнергетической оценки позволяет измерить в сопоставимых единицах затраты живого и прошлого труда, ресурсов; выявить статьи расходов невосполнимой энергии и найти пути ее снижения. Она не зависит от политики цен, а только от объективных естественных свойств производственных ресурсов и продукции. Учеными высказывается предположение о возможности решения более общей задачи - создания научных основ применения энергетических оценок в определении уровня развития научнотехнического прогресса.
При оценке агроэкосистем следует определить потенциальную продуктивность севооборотов, выявить
роль предшественников и севооборотов на использовании природного потенциала, детально проанализировать структуру антропогенных энергозатрат на возделывание сельскохозяйственных культур, оценить производительность агроэкосистем.
Проведение биоэнергетического анализа позволит объективно оценить энергетический потенциал агроэкосистемы и целесообразность использования антропогенной энергии при возделывании сельскохозяйственных культур [1].
При изучении агроценозов необходим системно-энергетический подход. Суть его заключается в методологической ориентации исследования объектов, выступающих в виде сложных систем с позиции энергетики [12, 15]. На основе системно-энергетического подхода можно дать наиболее полную оценку системам земледелия и ее элементам [16].
Изучение потоков энергии в агроэкосистемах, качественная и количественная оценки энергетического потенциала всех составляющих этого потока (солнечной энергии, органического вещества почвы, антропогенной энергии, энергии, заключенной в продукции фито- или агроценоза) позволяет оптимизировать вещественно-энергетические потоки в агроэкосистемах, обеспечить сбалансированное, а, следовательно, экологически безопасное ведение сельского хозяйства [5, 6]. В связи со стремительным ростом потребления энергии в сельском хозяйстве повышается актуальность исследования энергоемкости производства сельскохозяйственной продукции и разработки энергосберегающих технологий возделывания полевых культур [2, 19].
Энергетический анализ сравниваемых технологий выявляет основные статьи расхода невосполнимой энергии и помогает найти пути снижения затрат невосполнимой энергии ГСМ [3]. Но энергетический анализ эффективности агроприемов проводится, как правило, путем соотношения прихода энергии, накопленной в продукции, и расхода антропогенной энергии, затраченной на ее производство, то есть анализируется только та часть энергии, которая используется человеком. При этом не учитываются такие основные составляющие биоэнергетического процесса, как солнечная энергия и энергопотенциал почвы на
входе и его изменение на выходе [7, 20].
Таким образом, энергетическая оценка первоначально использовалась в связи с возможностью выразить все виды затрат и произведенной продукции в сопоставимых единицах. Изучение структуры энергозатрат выявило значительную долю невосполнимой энергии и побудило искать пути их снижения. Использование энергетической оценки наряду с традиционной экономической стало необходимым при разработке энергосберегающих технологий возделывания сельскохозяйственных культур [11, 13, 14].
Цель и методика исследований.
Целью наших исследований явилось определить энергетическую эффективность приемов предпосадочной обработки почвы под поукосный картофель в двупольном севообороте на Среднем Урале.
Энергетическая оценка приемов предпосадочной обработки почвы под поукосный картофель проведена нами по следующим показателям: по накоплению энергии в полученной продукции; энергозатратам на возделывание картофеля; энергетическому коэффициенту и приращению валовой энергии.
Для определения эффективности энергозатрат рассчитаны затраты совокупной энергии ^с) по следующим статьям: Q1 - машины и оборудование; Q2- горюче-смазочные материалы; Q3-живой труд; Q4- семена; Q5- минеральные удобрения - по методическим рекомендация А. Ф. Неклюдова и др. [1993].
Затраты совокупной энергии на машины и оборудование и живой труд рассчитываются с учетом затраченного времени по технологическим операциям при возделывании поукосного картофеля как произведение затраченного времени (ч./час) на норматив энергетических затрат на 1 ч. (МДж).
Затраты совокупной энергии, связанные с применением семян, удобрений и ГСМ, рассчитываются путем умножения количества израсходованного данного вида ресурса на 1 га на энергетический эквивалент (МДж/кг).
Затраты совокупной энергии на живой труд рассчитываются с учетом затраченного времени по технологическим операциям при возделывании полевых культур как произведение затраченного
Овощеводство и садоводство
времени (ч./га) на норматив энергетических затрат на 1 ч. (МДж).
Суммарные затраты совокупной энергии на 1 га посева рассчитываются по формуле:
Q = Q +Q +Q +Q +Q
^с ^2 ^3 4 5
Сводные данные затрат на ГСМ, машины и живой труд по технологическим операциям и в целом по возделываемой культуре в однопольных кормовых севооборотах рассчитаны нами по общепринятой методике.
Полевой опыт был заложен на выровненном по плодородию участке опытного поля агрономического факультета Уральской ГСХА в учебно-опытном хозяйстве «Уралец». Почва опытного участка - чернозем оподзоленный, тяжелосуглинистый, с содержанием гумуса
10,2 %. В опыте использовали раннеспелый сорт картофеля Розара. Размещение вариантов одноярусное, систематическое, последовательное, повторность в опыте 4-х кратная. Опыт проводился в двупольном полном интенсивном севообороте:
1. однолетние травы на зеленую массу, поукосно озимая рожь;
2. озимая рожь на зеленую массу, поу-косно картофель, зябь.
Варианты опыта:
Вспашка на глуби ну 20-22 см (контроль);
Вспашка на глубину 25-30 см;
Плоскорезное рыхление на глубину 20-22 см;
Плоскорезное рыхление на глубину 25-30 см;
Дискование на глубину 12-15 см;
Фрезерование на глубину 12-15 см.
Результаты исследований.
Нашими расчетами установлено, что затраты энергии по приемам предпосадочной обработки почвы колебались от
63,2 до 81,0 % и были самыми затратными технологическими операциями на подготовку почвы под поукосный картофель после промежуточной озимой ржи. Самой энергозатратной статьей было топливо, затраты на которое составляли по вариантам от 68,9 до 80,9 %. В целом энергозатраты на предпосевную подготовку почвы были ниже на предпосевном дисковании по сравнению с другими вариантами на 6,7 - 17,8 %.
Структура энергетических затрат на внесение минеральных удобрений и посадку поукосного картофеля показала, что наиболее затратными по расходу энергии являлись посадка (70,7 %), вывозка удобрений (14,8 %) и их внесение (9,4 %). На погрузку, выгрузку и внесение минеральных удобрений затрачено 256,3 МДж/га, из которых 57,1 % приходится на ГСМ, 31,3 % - на машины и оборудование и 11,6 % - на живой труд. Энергозатраты на посадку поукосного картофеля составляли 725,1 МДж/га, из них 66,3% приходилось на топливо, 19,6% - на машины и оборудование и 14,1% - на живой труд.
Анализ энергозатрат на уход за посадками и уборку картофеля показал, что 6418,4 МДж/га приходилось на уборку, или 80,3 % от всех затрат энергии - на эти технологические операции, в том числе 55,1 % энергии составляло ГСМ, 27,6 % -машины и оборудование и 17,3 % - живой труд. На скашивание ботвы картофеля затрачено 597,2 МДж/га, или 7,5 % всех затрат, причем наиболее затратной статьей были машины и оборудование - 62,7 % - и ГСМ - 24,8%. При уходе за посадками картофеля наиболее затратными технологическими операциями были окучивание и опрыскивание посадок против колорадского жука, затраты энергии которых составили 4,4 и 4,2 % всех затрат
на уход за посадками и уборку соответственно. Следует отметить, что самой затратной статьей у технологической операции окучивание было топливо - 74,8%, затраты на машины и оборудование составили 17,1 %, живой труд - 8,1 %. На опрыскивание посадок картофеля против колорадского жука было затрачено 334,2 МДж/га, что по статьям в процентном отношении составило на машины и оборудование - 51,7 %, ГСМ - 37,9 % и живой труд - 10,4 %.
Овеществленная энергия минеральных удобрений находится в соответствии с количеством и видом внесенных удобрений. Затраты совокупной энергии при возделывании поукосного картофеля (табл. 1) составили 9821 МДж/га, из которых на азотные удобрения приходилось 80,8 %, так как они являются наиболее энергоемкими, так, 1 кг физического вещества аммиачной селитры содержит 29,95 МДж овеществленной энергии, двойного суперфосфата - 5,80 и хлористого калия-4,98 МДж.
Затраты совокупной энергии на семена составили 7560 МДж согласно норме посадки картофеля и энергетического эквивалента для этой культуры.
Анализ затрат совокупной энергии, приходящейся на 1 га посадок картофеля, показывает (табл. 1), что наибольший расход энергии приходится на минеральные удобрения. В общей сумме затрат энергии, в зависимости от приема предпосевной обработки почвы, на данную статью приходится от 34,8 до 35,9 %.
Затраты невосполнимой энергии (топливо), в зависимости от приемов предпосевной обработки почвы, колебались в пределах от 5577 до 6147 МДж/га, что составляло от всей совокупной энергии в расчете на 1 га от 20,4 до 21,8 %.
Затраты совокупной энергии,
таблица 1
затраты совокупной энергии на 1 га посадок картофеля, выращенного поукосно после
промежуточной озимой ржи, среднее за 2004-2007 гг.
Статьи затрат Прием предпосевной обработки почвы
О а 13 || а с ц о о ^ и т Вспашка на глубину 25-30 см Плоскорезное рыхление на глубину 20-22 см Плоскорезное рыхление на глубину 25-30 см Дискование на глубину 12-15 см Фрезерование на глубину 12-15 см
Расход энергии
МДж % МДж % МДж % МДж % МДж % МДж %
Машины и оборудование 2971 10,7 2992 10,7 2857 10,4 2878 10,4 2815,2 10,3 3060,2 10,9
ГСМ 5867 21,1 6073 21,6 5750 20,8 5956 21,4 5538,7 20,4 6035,4 21, 5
Живой труд 1586 5,7 1603 5,7 1547 5,6 1565 5,6 1523,4 5,6 1562,8 5,6
Семена 7560 27,2 7560 27,0 7560 27,5 7560 27,2 7560 27,7 7560 27,0
Минеральные удобрения 9821 35,3 9821 35,0 9821 35,7 9821 35,3 9821 36,0 9821 35,0
в т.ч. азотные 7937 28,5 7937 28,3 7937 28,8 7937 28,7 7937 29,1 7937 28,3
Всего: 27805 100 28049 100 27535 100 27780 100 27258,3 100 28039,4 100
вложенной трудовыми ресурсами (затраты труда человека), занимают 5,6-5,7 % от всех энергозатрат.
Суммарные затраты совокупной энергии на 1 га посадок, в зависимости от приема предпосадочной обработки почвы, колебались от 27327 до 28201 МДж/га (табл. 1). Отмечено, что суммарные затраты при вспашке и фрезеровании были выше, чем на других вариантах, на 25-874 МДж/га. Таким образом, расчетами установлено, что наиболее энергозатратными статьями при выращивании поукосного картофеля в двупольном полном интенсивном севообороте являются затраты энергии на минеральные удобрения, затем на семена, горюче-смазочные материалы, машины и оборудование.
Урожайность поукосного картофеля в зависимости от приема предпосадочной обработки почвы в среднем за 4 года колебалась от 14,6 до 15,6 т/г (табл. 2), причем на вариантах с плоскорезным рыхлением на 25-30 см и фрезерованием на 12-15 см она была ниже по сравнению с контролем и другими вариантами на 0,1 -1,0 т/га. Содержание сухого вещества в клубнях картофеля варьировало от 20,2 до 20,9 % и практически не зависело от приемов предпосевной обработки почвы.
Общее содержание валовой энергии в продукции с 1 га определяется произведением урожайности (кг/га сухого вещества) на эквивалент энергии (МДж/ кг сухого вещества), данные которых приведены в таблице 2.
Наши расчеты показали, что, в зависимости от приема предпосадочной подготовки почвы, содержание валовой энергии в урожае поукосного картофеля колебалось в пределах от 55425 до 58656 МДж/га. Установлено, что этот показатель сравнительно с контролем и другими вариантами был выше на варианте с глубокой вспашкой на 1241-3231 МДж/га.
Суммарные энергозатраты по вариантам опыта на возделывание поукосного картофеля (табл. 3) колебались в пределах от 27258 до 28049 МДж/га. Следует отметить, что затраты совокупной энергии сравнительно с контролем были выше на вариантах с глубокой вспашкой на 244, предпосевным фрезерованием -234 МДж/га.
Приращение валовой энергии на 1 га представляет разницу между полученной валовой энергией и затратами совокупной энергии (табл. 3).
Чистый энергетический доход в зависимости от приема предпосадочной обработки почвы варьировал в пределах от 27642 до 30607 МДж/га и был выше на вариантах с глубокой вспашкой и предпосевным дискованием по сравнению с контролем и другими вариантами на 16642965 МДж/га.
Полученные нами расчетные данные показывают, что в зависимости от приема предпосадочной обработки почвы коэффициент энергетической эффективности колебался от 1,99 до 2,1 единиц и практически не зависел от приемов предпосадочной обработки. Следует отметить, что окупаемость энергетических затрат
Овощеводство и садоводство
таблица 2
накопление энергии в урожае поукосного картофеля, среднее за 2004-2007 гг.
Прием предпосадочной обработки почвы Урожай- ность, кг/га Сухое вещество, % Сбор сухого вещества, кг/га Эквивалент энергии, МДж/ кг сухого вещества Содержание валовой энергии, МДж/га
Вспашка на глубину 20-25 см 14700 20,7 3043 18,25 55535
Вспашка на глубину 25-30 см 15600 20,6 3214 18,25 58656
Плоскорезное рыхление на глубину 20-22 см 15200 20,2 3070 18,25 56028
Плоскорезное рыхление на глубину 25-30 см 14600 20,8 3037 18,25 55425
Дискование на глубину 12-15 см 15200 20,7 3146 18,25 57415
Фрезерование на глубину 12-15 см 14600 20,9 3051 18,25 55681
таблица 3
энергетическая эффективность приемов предпосевной обработки почвы под поукосный
картофель, среднее за 2004-2007 гг.
Прием предпосадочной обработки почвы Показатель
Накоплено энергии в урожае, МДж/га Затраты совокупной энергии, МДж/га Коэффициент энергетической эффективности, К э Приращение валовой энергии, МДж/га
Вспашка на глубину 20-25 см 55535 27805 2,00 27730
Вспашка на глубину 25-30 см 58656 28049 2,1 30607
Плоскорезное рыхление на глубину 20-22 см 56028 27535 2,03 28493
Плоскорезное рыхление на глубину 25-30 см 55425 27780 2,00 27645
Дискование на глубину 12-15 см 57415 27258 2,1 30157
Фрезерование на глубину 12-15 см 55681 28039 1,99 27642
выходом валовой энергии была ниже на фрезерованных делянках по сравнению с контрольным и другими вариантами на 0,01-0,11, что было связано с высокой энергоемкостью данного варианта и сравнительно невысоким накоплением энергии в урожае.
Выводы.
В зависимости от приемов предпосадочной обработки почвы в структуре затрат машины и оборудование занимают 10,3-10,9 %, ГСМ - 20,4-21,6 %, живой труд - 5,6-5,7 %, семена - 27,0-27,7 % и минеральные удобрения - 35,0-36,0 %, причем наиболее затратными являются статьи: минеральные удобрения, семена и ГСМ.
В зависимости от приема предпосадочной обработки почвы содержание валовой энергии, накопившейся в урожае поукосного картофеля, составляет 5541558656 МДж/га.
Вспашка на 25-30 см и дискование на 12-15 см в качестве приемов предпосадочной обработки почвы под поукосный
картофель на черноземе оподзоленном после промежуточной озимой ржи повышают чистый энергетический доход на 1664-2965 МДж/га.
Коэффициент энергетической эффективности по предпосадочным обработкам под поукосный картофель составляет 1,99-2,1 и практически не зависит от приемов предпосевной обработки.
Рекомендации.
При выращивании поукосного картофеля раннеспелых сортов после промежуточной озимой ржи на черноземе оподзоленном в двупольном севообороте рекомендуются
1. однолетние травы на зеленую массу, поукосно озимая рожь;
2. озимая рожь на зеленую массу, поу-косно картофель, зябь.
На Среднем Урале в качестве приемов предпосадочной обработки почвы наряду с обычной и глубокой вспашкой можно применять плоскорезное рыхление на глубину 20-22 см и 25-30 см, дискование и фрезерование на глубину 12-15 см.
Овощеводство и садоводство
Литература
1. Абрамов Н. В., Селюкова Г. П. Оптимизация структуры посевных площадей на биоэнергетической основе. Екатеринбург : УрГСХА, 2001. 143 с.
2. Буга З. К., Костяев А. И., Мицкевич А. А. Оценка эффективности и приоритетов развития АПК // Аграрная наука. 1993. № 4.
С. 16—17.
3. Васько И. А., Яковенко А. В., Романов Г. И. Энергетическая оценка технологий производства яровой пшеницы // Земледелие. 1996. № 11. С. 51—52.
4. Волобуев В. Р Агроэнергетика - актуальная и практическая проблема // Почвоведение. 1979. № 10. С. 5-14.
5. Володин В. М. Агробиоэнергетика - новое научное направление // Земледелие. 1992а. № 9—10. С. 2—4.
6. Володин В. М. Агробиоэнергетика - новое научное направление // Земледелие. 1992б. № 11—12. С. 2—5.
7. Володин В. М., Еремина Р Ф. Оценка систем земледелия на биоэнергетической основе // Земледелие. 1989. № 2. С. 35—37.
8. ГОСТ 16265—89 «Земледелие. Термины и определения».
9. Карпухин М. Ю., Арнт В. А., Шиф Ю. К., Кулева А. А. Биоэнергетическая оценка эффективности однолетних кормовых
севооборотов на Среднем Урале. Сб. матер. Пенза, 1999. С. 10—13.
10. Карпухин М. Ю., Арнт В. А. Биоэнергетическая оценка приемов предпосевной обработки почвы под поукосные культуры в условиях Среднего Урала. Тезисы науч. конференции. Екатеринбург, 1999. С.116.
11. Карпухин М. Ю. Сравнительная биоэнергетическая оценка эффективности приемов предпосевной обработки почвы под рапс поукосного посева. Сб. науч. трудов. Екатеринбург : УГТУ, 2000. С.38—39.
12. Карпухин М. Ю., Арнт В. А. Энергетическая эффективность приемов предпосевной обработки почвы под яровой рапс поукосного посева на Среднем Урале. Сб. науч. тр. Екатеринбург : УрГСХА, 2006. С. 321—330.
13. Карпухин М. Ю. Плодородие чернозема оподзоленного и продуктивность поукосного картофеля в двупольном севообороте
на Среднем Урале. Сб. науч. трудов. Екатеринбург : УрГСХА, 2009. С. 217—225.
14. Карпухин М. Ю. Двупольный интенсивный севооборот для выращивания картофеля на Среднем Урале // Аграрный вестник Урала. 2009. № 12. С. 45—47.
15. Коринец В. В. Необходим системно-энергетический подход к изучению агроценозов // Земледелие. 1988. № 5. С.28—30.
16. Коринец В. В. Энергетическая оценка севооборотов // Земледелие. 1990. № 4. С. 58—60.
17. Коринец В. В., Захаров В. В. Эффективность энергоциклов земледелия: Повышение эффективности использования мелиоративных земель в Волгоградской области. Сб. науч. трудов. Волгоград : СХИ, 1986. С. 1—120.
18. Неклюдов А. Ф., Киньшакова В. Д., Копейкин О. В. Биоэнергетическая оценка севооборотов. Метод. рекомендации. Новосибирск, 1993. 36 с.
19. Попов В. Н., Попова И. В. Энергетический критерий в оценке эффективности технологий //
Земледелие. 1988. № 1. С. 54—55.
20. Щербаков А. П., Володин В. М. Основные положения теории экологического земледелия // Вест. с.-х. науки. 1991. № 1. С. 42—49.
СРАВНИТЕЛЬНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ТРИПЛОИДНЫХ СОРТОВ ЯБЛОНИ РАЗНОГО ПРОИСХОЖДЕНИЯ
Е. н. СЕДов, доктор сельскохозяйственных наук, академик Российской академии сельскохозяйственных наук, заведующий лабораторией селекции яблони,
Г. А. СЕДышЕвА, доктор сельскохозяйственных наук, заведующий лабораторией цитоэмбриологии, з. м. СЕРовА, кандидат сельскохозяйственных наук, ведущий научный сотрудник лаборатории селекции яблони, всероссийский научно-исследовательский институт селекции плодовых культур
302530, г. Орел, п/о Жилина, ВНИИСПК; e-mail: [email protected]
Ключевые слова: яблоня, сорт, селекция, скрещивания, иммунитет. Keywords: An apple-tree, a grade, selection, crossings, immunity
Учитывая более регулярное плодоношение, большую массу плодов, а также повышенное содержание в плодах питательных и биологически активных веществ у ряда триплоидных сортов, ведется селекция на полиплоидном уровне. Еще 10-15 лет назад не было создано экспериментальным путем от разнохромосомных скрещиваний ни одного сорта яблони [1]. К настоящему времени нами создано 15 сортов от интервалентных (разнохромосомных) скрещиваний типа 2х х 4х и 4х х 2х, которые проходят государственное испытание, а два из них - Августа и Яблочный Спас - уже включены в Госреестр селекционных достижений, допущенных к использованию (районированы).
Краткая характеристика некоторых
триплоидных сортов, полученных от разнохромосомных скрещиваний, уже давалась [2].
В настоящей статье мы даем характеристику двум новым триплоидным сортам от разнохромосомных скрещив-наий (Министр Киселев и Осиповское), переданных на государственное испытание, а также трем триплоидным сортам, полученным от скрещивания диплоидных сортов и включенным в Госреестр селекционных достижений, допущенных к использовнаию (районированных).
Сорта получены от разнохромосомных скрещиваний типа 2х х 4х
Министр Киселев (Чистотел х Уэлси тетраплоидный). Триплоидный зимний сорт получен от скрещивания в 1989 г. на
Орловской зональной плодово-ягодной опытной станции. Посев семян проведен в 1990 г. Год вступления в плодоношение маточного дерева - 1999, начало первичного изучения - 2002. Авторы сорта - Е. Н. Седов - 55 %, З. М. Серова - 35 %, Г. А. Седышева - 10 %.
Деревья крупные с округлой кроной средней густоты. Основные ветви кривые, редкие, отходят от ствола под прямым углом. Кора на штамбе и основных сучьях гладкая, серая. Срастание привоя с подвоем прочное.
Плоды выше средней массы (170 г), средней одномерности. Высота плода 56 мм, размер по наибольшему поперечному диаметру - 77 мм. По форме плоды приплюснутые, конические (рис. 1).
