CC BY
16
SmM — площадь изменённого землепользования. Получим:
Визм = 5,36-583,93 = 3129,86 тыс. руб. Сравнивая фактическую валовую прибыль (ВзуФ) и валовую прибыль (Визм) после применения предлагаемой реструктуризации границ исследуемого участка, можно прийти к выводу, что максимальная экономическая эффективность метода в данном примере составит 752,56 тыс. рублей. При этом повысится и средний балл бонитета — до 23,8 балла. В случае отсутствия поблизости пригодных под пашню почвенных разностей с ПЭи выше 15 баллов, которые можно было бы объединить с рассматриваемым участком, максимальная экономическая эффективность равнялась бы затратам на рискованное возделывание непахотопригодных почвенных разностей (т.е. Узу) и составила бы 20,44% от расчётного валового дохода.
Литература
1. Почвенная карта Оренбургской области. М 1: 600 000 / Отв. ред. М.Г. Холина. Оренбург, 1986.
2. Паршина А.А. Почвенная карта Акбулакского района Оренбургской области. М 1: 100 000. Росгипрозем. Оренбург, 1969.
3. Шишов Л.Л., Карманов И.И. и др. Теоретические основы и пути регулирования плодородия почв. М.: Агропромиздат, 1991. 304 с.
4. Ашиккалиев А.Х. Решение проблем нерационального использования земель сельскохозяйственного назначения Бугурусланского района Оренбургской области при помощи почвенно-экологического индекса // Геоэкология и рациональное недропользование: от науки к практике: матер. III междунар. науч. конф. молодых учёных. Белгород, 2015. С. 20-22.
5. Левыкин С.В., Ахметов Р.Ш., Петрищев В.П. и др. Земля: как оценить бесценное / под общ. ред. С.В. Левыкина. Новосибирск: Сибирский экологический центр, 2005. 170 с.
6. Эталонирование земель как метод рационального использования сельскохозяйственных угодий (на примере Бугурусланского и Первомайского районов) / В.П. Петрищев, А.Х. Ашиккалиев, И.В. Ефремов // Университетский комплекс как региональный центр образования, науки и культуры: сб. науч. трудов Всерос. науч.-методич. конф. [Электронный ресурс]. Оренбург, 2015. 1 электрон. опт. диск (CD ROM).
7. Федеральная служба государственной статистики: база данных показателей муниципальных образований. [Электронный ресурс]. 2018. URL: www.gks.ru (дата обращения 20.10.2018).
8. Петрищев В.П., Ашиккалиев А.Х. Использование почвенно-экологического индекса при определении непахотопригод-ных сельскохозяйственных угодий (на примере Первомайского района Оренбургской области) // Университетский комплекс как региональный центр образования, науки и культуры: сб. науч. трудов Всерос. науч.-методич. конф. [Электронный ресурс]. Оренбург, 2014. 1 электрон. опт. диск (CD ROM).
Оценка выпаханности почвы при длительном применении различных систем основной обработки в севообороте для зоны Центрального Предкавказья
Ю.А. Кузыченко, д.с.-х.н., ФГБНУ Северо-Кавказский ФНАЦ, А.К. Кобозев, к.т.н, профессор, ФГБОУ ВО Ставропольский ГАУ
Структурное состояние почвы является определяющим фактором в интенсивности протекания физико-химических и биологических процессов в пахотном слое почвы. Агрофизическая деградация пахотного слоя почвы в связи с длительностью применения различных систем основной обработки почвы в севообороте, без ориентации на элементы биологического земледелия (травосеяние, сидераты, органические удобрения и т.п.), связана с ухудшением структурного состояния почвы, уменьшением доли агрономически ценных водопрочных агрегатов, увеличением плотности и твёрдости пахотного слоя к уборке по окончанию ротации севооборота [1]. Выпаханность — наиболее выраженный показатель деградации почвы, отражающий снижение уровня плодородия её пахотного слоя, ухудшение агрохимических и агрофизических свойств (снижение содержания гумуса, распыление структуры, увеличение плотности почвы перед уборкой) [2—4]. Поэтому одним из способов, в определённой степени устраняющим последствия деградационных факторов, является применение комбинированных разноглубинных систем основной обработки почвы под культуры севооборота с
применение отвальных и безотвальных орудий под отдельные культуры [5—7].
Цель исследования — установить степень выпаханности чернозёма обыкновенного при длительном применении различных систем основной обработки почвы в зернопропашном севообороте для зоны Центрального Предкавказья.
Материал и методы исследования. Исследование проводили с 1972 по 2002 гг. в длительном стационарном опыте в зернопропашном севообороте: занятый пар (овес + горох) — озимая пшеница — озимая пшеница — кукуруза на з/м — озимая пшеница — подсолнечник — озимый ячмень.
Почва представлена чернозёмом обыкновенным, малогумусным, среднемощным, среднесугли-нистым, имеющим высокую ёмкость поглощения 39,5—42,6 мг-экв на 100 г почвы. Пахотный слой экспериментального участка имеет слабокислую реакцию (рН7), содержание гумуса в слое 0—20 см составляет 4,44%, подвижного фосфора — 23 мг/кг почвы, обменного калия 187 мг/кг.
Схема опыта включала семь вариантов чередования способов (отвального, безотвального) и глубины основной обработки почвы под отдельные культуры севооборота с применением различных приёмов основной обработки: отвальной вспашки на глубину 20—22 см (контроль) и 12—14 см; плоскорезной обработки на глубину 20—22 см
и культивации на 6—8 см. Остальные варианты представляют собой различные сочетания обычной вспашки с плоскорезной и поверхностной основной обработкой почвы под отдельные культуры севооборота на различную глубину.
Опыт проводился на двух фонах — удобренном и неудобренном. На удобренном фоне с расчётом на звено севооборота в первом (горох + овёс) и четвёртом (кукуруза на з/м) полях севооборота применяли фосфорные и калийные удобрения в дозах Р140 и К60. Азотные удобрения вносились дробно под предпосевную культивацию. Всего за ротацию было внесено ^85, Р280, К120.
Для оценки степени выпаханности пахотного слоя почвы по окончании каждой ротации севооборота использовали расчётный метод [8].
Степень выпаханности Б определяется по зависимости:
8 = (а1-ё + а2-Т + з3-С)/102, (1)
где ё — плотность почвы, г/см3; Т — твёрдость почвы, г/см2; С — структура почвы (содержание агрегатов > 10 мм), %.
Эмпирические коэффициенты а1 = 0,97; а2 = 0,93; а3 = 1,0, установленные исходя из корреляционной зависимости агрофизических показателей чернозёмов (плотности, твёрдости, структуры) и степени выпаханности, имеют обратную зависимость от соответствующего показателя. Для оценки степени выпаханности почвы принимается следующая градация: Б = 0,6 — 0,79 — невыпаханная и слабовыпаханная; Б = 0,8 — 0,97 — средневыпа-ханная; Б = 0,98 —1,5 — сильновыпаханная. Оценка степени выпаханности путём сопоставления этих показателей позволяет оценить возможность внедрения той или иной системы основной обработки почвы под культуры севооборота, а также наметить пути снижения интенсивности обработки почвы.
Результаты исследования. Плотность обрабатываемого слоя почвы как одна из наиболее существенных агрофизических характеристик в процессе механической обработки претерпевает значительные изменения. На опытном поле
ФГБНУ СНИИСХ в результате 400 определений установлено, что равновесная плотность почвы экспериментального участка составляла в слое 0-10 см - 1,16 г/см3; 10-20 - 1,23 г/см3; 20-30 см - 1,17 г/см3, а в среднем в слое 0-30 см - 1,19 г/см3. Из этих показателей следует, что плотность сложения обыкновенных средне-суглинистых мицеллярно-карбонатных чернозёмов экспериментального участка находится в пределах оптимальных величин плотности для большинства сельскохозяйственных культур, и такие почвы обладают хорошими физическими свойствами.
На основании многолетнего цикла исследования (табл. 1) установлено, что перед уборкой в среднем за четыре ротации севооборота показатели плотности в слое 0-20 см при вспашке, безотвальном рыхлении, мелкой и поверхностной обработкам равнялись соответственно 1,18; 1,23; 1,19 и 1,24 г/см3.
При этом статистически значимое увеличение плотности почвы установлено на вариантах с постоянно проводимой поверхностной обработкой (вариант III) и чередующегося безотвального рыхления с поверхностной обработкой (вариант VII) в сравнении со вспашкой (вариант I), составляющее соответственно 0,06 и 0,05 г/см3.
Твёрдость почвы является технологическим показателем, характеризующим величину суммарного сопротивления, которое преодолевают рабочие органы почвообрабатывающих орудий, производя разрушение почвенной среды путём различного вида деформаций сжатия и расклинивания. На основании многолетнего цикла исследования (табл. 2) установлено, что к периоду уборки значения твёрдости почвы в слое 0-20 см в среднем по вариантам обработки за 4 ротации севооборота находились в пределах 21,8-28,1 кг/см2. При этом отмечается статистически значимое увеличение твёрдости почвы на вариантах с постоянной мелкой (вариант II), поверхностной (вариант III) и чередующейся безотвальной с поверхностной обработкой (вариант VII) в сравнении со вспашкой
1. Плотность сложения почвы при чередовании приёмов основной обработки почвы по окончании ротаций севооборотов, г/см3
Вариант Чередование основной обработки почвы в севообороте Ротация Среднее
1-я 2-я 3-я 4-я
I постоянная вспашка, 20-22 см (контроль) 1,13 1,16 1,20 1,25 1,18
II постоянная вспашка, 12-14 см 1,16 1,18 1,19 1,22 1,19
III постоянная поверхностная обработка, 6-8 см 1,21 1,23 1,25 1,28 1,24
IV чередование вспашки на глубину 20-22 см и 12-14 см 1,15 1,18 1,19 1,25 1,19
V чередование вспашки на 20-22 см с безотвальным 1,13 1,17 1,21 1,24 1,19
рыхлением на 20-22 см и поверхностной обработкой на 6-8 см
VI чередование вспашки на 20-22 см с поверхностной 1,15 1,17 1,21 1,26 1,20
обработкой на 6-8 см
VII чередование безотвального рыхления на 20-22 см 1,18 1,23 1,24 1,27 1,23
с поверхностной обработкой на 6-8 см
НСРо5 = 0,018 г/см3
2. Твёрдость почвы в слое 0—20 см при чередовании приёмов основной обработки почвы по окончанию ротации севооборота, кг/см2
Вариант Чередование основной обработки почвы в севообороте Ротация Среднее
1-я 2-я 3-я 4-я
I постоянная вспашка, 20-22 см (контроль) 18,0 19,8 23,6 25,9 21,8
II постоянная вспашка, 12-14 см 25,1 25,7 26,2 31,3 27,1
III постоянная поверхностная обработка, 6-8 см 25,4 25,8 27,2 33,9 28,1
IV чередование вспашки на глубину 20-22 см и 12-14 см 20,3 21,7 26,4 26,7 23,8
V чередование вспашка на 20-22 см с безотвальным рыхлением 22,2 23,5 25,1 26,6 24,3
на 20-22 см и поверхностной обработкой на 6-8 см
VI чередование вспашки на 20-22 см с поверхностной 23,2 24,4 25,1 29,7 25,6
обработкой на 6-8 см
VII чередование безотвального рыхления на 20-22 см 25,0 25,7 27,5 29,1 26,8
с поверхностной обработкой на 6-8 см
НСР05 = 4,9 кг/см2
3. Содержание агрегатов более 10 мм при чередовании систем основной обработки почвы под культуры севооборота, %
Вариант Чередование систем основной обработки почвы в севообороте Ротация Среднее
1-я 2-я 3-я 4-я
I постоянная вспашка, 20-22 см (контроль) 28,1 29,0 31,2 32,0 30,1
II постоянная вспашка, 12-14 см 37,9 38,8 41,0 41,9 39,9
III постоянная поверхностная обработка, 6-8 см 42,4 43,3 45,5 46,4 44,4
IV чередование вспашки на глубину 20-22 см и 12-14 см 36,7 37,6 39,8 40,7 38,7
V чередование вспашка на 20-22 см с безотвальным рыхлением 31,8 32,7 34,9 35,8 33,8
на 20-22 см и поверхностной обработкой на 6-8 см
VI чередование вспашки на 20-22 см с поверхностной 37,6 38,5 40,7 41,6 39,6
обработкой на 6-8 см
VII чередование безотвального рыхления на 20-22 см 36,6 37,5 41,7 42,6 39,6
с поверхностной обработкой на 6-8 см
НСР05 = 0,65%
4. Степень выпаханности почвы по ротациям севооборота при различных системах основной обработки почвы
Вариант Чередование систем основной обработки почвы в севообороте Ротация Среднее
1-я 2-я 3-я 4-я
I постоянная вспашка, 20-22 см (контроль) 0,46 0,48 0,54 0,57 0,51
II постоянная вспашка, 12-14 см 0,62 0,64 0,66 0,72 0,66
III постоянная поверхностная обработка, 6-8 см 0,67 0,68 0,72 0,79 0,72
IV чередование вспашки на глубину 20-22 см и 12-14 см 0,57 0,59 0,65 0,67 0,62
V чередование вспашка на глубину 20-22 см с безотвальным 0,53 0,56 0,59 0,62 0,57
рыхлением на 20-22 см и поверхностной обработкой на 6-8 см
VI чередование вспашки на глубину 20-22 см 0,60 0,62 0,65 0,70 0,64
с поверхностной обработкой на 6-8 см
VII чередование безотвального рыхления на глубину 20 -22 см 0,61 0,62 0,68 0,71 0,65
с поверхностной обработкой на 6-8 см
НСР05 = 0,015
(вариант I), которое составило соответственно 5,3; 6,3 и 5,0 кг/см2.
Все почвообрабатывающие орудия оказывают двоякое действие на почву. С одной стороны, в процессе обработки происходит её распыление, с другой стороны, при частичном или полном обороте пласта почвы мелкие частицы просыпаются на дно борозды, в результате чего верхняя часть этого слоя как бы обогащается крупными почвенными агрегатами и обедняется мелкими.
При длительности применения чередования различных приёмов и глубины основной обработ-
ки почвы установлено существенное увеличение глыбистых фракций диаметром более 10 мм к уборке в сравнении со вспашкой на вариантах с мелкой (вариант II), поверхностной (вариант III) и чередующихся безотвальной и мелкой обработок (вариант VII), увеличение составило соответственно 9,8; 14,3 и 9,5% (табл. 3).
На основании проведённых расчётов (табл. 4, рис.) установлено, что степень выпаханности Б чернозёма обыкновенного после всех систем обработки почвы под культуры в среднем за все ротации севооборота составляет величину в диа-
s
I
л 0.7
/
_ . Отвальная,
20-22 см
---- Мелкая,
12-14 см
— Поверхностная,
6-8 см
-- Чередующиеся,
(вар. 5)
Рис.
1 2 з д Ротации
Динамика изменения степени выпаханности пахотного слоя почвы при различных системах обработки
пазоне 0,51—0,72, что соответствует слабой степени выпаханности.
Выводы. Установлено, что при внедрении системы постоянной поверхностной обработки почвы наблюдается тенденция приближения её по значению коэффициента выпаханности (Б = 0,72) к средневыпаханным почвам, что связано с высокой средней плотностью почвы (ё = 1,24 г/см3), твёр-
достью (Т = 28,1 кг/см2) и содержанием агрегатов более 10 мм - 44,4%.
Литература
1. Бондарев А. Г., Кузнецова И. В. Проблема деградации физических свойств почв России и пути её решения // Почвоведение. 1999. № 9. С. 1126-1131.
2. Таразанова Т. В. Диагностика степени выпаханности почв зонального ряда европейской части России: автореф. дис. ... канд. биол. наук. М., 2002. 18 с.
3. Трофимова Т.А. Научные основы совершенствования основной обработки и регулирование плодородия почвы в ЦЧР: автореф. дис. ... докт. с.-х. наук. Воронеж, 2014. 47 с.
4. Дедов А.В., Несмеянова М.А., Дедов А.А. Воспроизводство органического вещества почвы ЦЧР. Воронеж: ФГБОУ Воронежский ГАУ, 2016. 227 с.
5. Кузыченко Ю.А., В.В. Кулинцев В.В., Кобозев А.К. Эффективность обработки почвы в севооборотах на различных типах почв Центрального Предкавказья // Земледелие. 2017. № 4. С. 19-21.
6. Кузыченко Ю.А., Кулинцев В.В., Кобозев А.К. Обобщённая оценка дифференциации систем основной обработки почвы под культуры севооборота // Достижения науки и техники АПК. 2017. Т. 31. № 8. С. 28-30.
7. Кузыченко Ю.А. Эффективность систем основной обработки почвы под культуры полевого звена севооборота в Центральном Предкавказье // Известия Оренбургского государственного аграрного университета. 2018. № 3 (71). С. 28-31.
8. Трофимова Т.А. Оценка степени деградации чернозёмов ЦЧР и выбор оптимального способа основной обработки почвы / Т.А. Трофимова, С.И. Коржов, А.В. Дедов [и др.] // Вестник ОрелГАУ. 2017. № 3 (66). С. 63-70.
Топливно-энергетические показатели работы МТА при различных агрофизических условиях в пахотном слое почвы
Ю.А. Кузыченко, д.с-х.н., ФГБНУ Северо-Кавказский ФНАЦ
В структуре расходов на технологические операции по обработке почвы при производстве сельскохозяйственной продукции уходит 20—25% топливно-энергетических затрат [1, 2]. В настоящее время наряду с использованием отвальных плугов нашли применение различные типы плоскорезных и чизельных орудий, плугов с наклонными стойками типа «Параплау» и т.п.
В различных регионах России проводились исследования по поиску наиболее перспективных орудий с точки зрения удельных эксплуатационных затрат при работе МТА с различными орудиями при обработке почвы. Сравнительные испытания по топливно-энергетическим показателям работы плоскорезов-глубокорыхлителей и чизельных орудий показали снижение удельного расхода топлива в сравнении с отвальным плугом [3]. На основе анализа материалов иностранных публикаций, проведённого А.В. Клочковым (1986), установлено, что при вспашке затраты энергии составляют 40,5 кВт-ч/га, а для безотвальных орудий (чизель, плоскорез) — в пределах 6,6—7,7 кВт-ч/га [4].
Известно, что мощность, необходимая для разрушения пласта почвы, а соответственно и энергозатраты при обработке почвы, прямо свя-
заны как со скоростью движения агрегата, так и с почвенными показателями: твёрдостью почвы, влажностью пахотного слоя в момент обработки и другими условиями в почве [5, 6]. Установление зависимости мощности разрушения почвы от каждого из приведённых факторов — задача трудоёмкая, решаемая в течение длительного времени. Поэтому в качестве предварительного прогнозирования влияния группы факторов на мощность применяется метод размерностей.
Цель исследования — оценка топливно-энергетических затрат при основной обработке различными типами отвальных и безотвальных орудий при работе в широком диапазоне влажности пахотного слоя почвы.
Материал и методы исследования. Исследование проводили на опытном поле-полигоне ФГБНУ Ставропольского НИСХ. Почва опытного участка чернозём обыкновенный, малогумусный, среднемощный, среднесуглинистый. Содержание гумуса в слое 0—20 см составляет 3,9%, подвижного фосфора — 19,5 мг/кг почвы, обменного калия — 198 мг/кг.
Тяговые испытания проводили в агрегате с почвообрабатывающими орудиями, имеющими различные конструктивные особенности рабочих органов: отвальным плугом ПЛН-5-35 с культурными отвалами; отвальным плугом ПЛН-5-35 с вин-
