CC BY
27
АКТУАЛЬНЫЕ ТЕМЫ
УДК 631.8:631.15:633/635
УРОЖАЙНОСТЬ ЯРОВОЙ ПШЕНИЦЫ И ОКУПАЕМОСТЬ УДОБРЕНИЙ
И.Д. Давлятшин, д.с.-х.н., А.А. Лукманов, к.б.н.
Центр агрохимической службы «Татарский», e-mail: [email protected]
Представлен расчет окупаемости органических и минеральных удобрений относительно урожайности яровой пшеницы по статистическим материалам Республики Татарстан за 19642016 гг. При совместном использовании удобрений их органические аналоги имеют окупаемость 13,33-18,75 кг зерна, минеральные - 10,62-15,38 кг, а сумма NPK варьирует от 5,34 до 7,02 кг зерна на 1 кг д.в. удобрений.
Ключевые слова: удобрения, окупаемость, урожайность яровой пшеницы.
YIELD OF SPRING WHEAT AND PROFITABILITY OF FERTILIZERS
Dr. Sci. I.D. Davlyatshin, Ph.D. A.A. Lukmanov
State Center for Agrochemical Service Tatarskiy, e-mail: [email protected]
The calculation of the recoupment of organic and mineral fertilizers relative to the yield of spring wheat according to statistical materials of the Republic of Tatarstan for 1964-2016 is presented. With the joint use offertilizers, their organic counterparts have a payback of 13.33-18.75 kg of grain, mineral - 10.62-15.38 kg, and the amount of NPK varies from 5.34 to 7.02 kg of grain per 1 kg offertilizers.
Keywords: fertilizers, profitability, yield of spring wheat.
Главный действующий фактор в росте продуктивности агроценозов - улучшение обеспеченности растений элементами питания. Для формирования 1 т зерна с побочной продукцией необходимо 35 кг азота, 12 кг фосфора и 25 кг калия, что составляет материальную основу окупаемости удобрений [1]. Ученых давно интересует экономическая, а в последние годы и экологическая сторона применения минеральных удобрений [2, 3]. В многочисленных полевых опытах установлено, что окупаемость минеральных удобрений измеряется в кг зерна на 1 кг д.в. и она варьирует в пределах 2-9 кг зерна и выше, изменяясь в зависимости от зонального положения почв и увлажнения местности [4-6]. В Республике Татарстан по данным временного ряда урожайности озимой ржи и ее скользящих средних за 1970-2003 гг. нами рассчитана окупаемость удобрений. Так, по минеральным удобрениям она составила 10,12 кг зерна на 1 кг д.в. КРК, а на 1 т органических удобрений - 199,7 кг зерна, или 16,0 кг зерна на 1 кг д.в. В расчете на суммарное количество КРК удобрений окупаемость составляет 6,02 кг зерна [7]. Интегральным показателем применения и эффективности минеральных и органических удобрений служит их окупаемость в расчете на прирост товарной массы сельскохозяйственных культур. Одновременно окупаемость удобрений в расчете на прибавку зерна косвенно освещает эко-
логию сельскохозяйственного процесса по качеству получаемой продукции.
Цель работы - выявление окупаемости удобрений (органических, минеральных) и их суммарного выражения в кг д.в. КРК - в расчете на 1 кг д.в. в 1 кг зерна яровой пшеницы по статистическим параметрам на уровне Республики Татарстан.
Материалы и методы исследований. В качестве фактического материала служили временные ряды урожайности яровой пшеницы и применения удобрений, обобщенные на основе материалов Министерства сельского хозяйства и продовольствия, а также Статистического комитета РТ. Фактический материал обработан методом скользящих средних с длиной шага в 11 и 22 года, соответствующей 22-летнему циклу солнечной активности с применением вариационной статистики по программе 8Ш1$1;1са-5. Целесообразность и возможность применения обработки данных временного ряда методом скользящих средних рассмотрена ранее в работе И.Д. Давлятшин и Н.Б. Бакирова [8].
В почвенном покрове пахотных угодий Республики Татарстан преобладают серые лесные почвы, субдоминантом служат лесостепные черноземы. Третье место занимают дерново-подзолистые почвы, представляющие зональный подтип южной тайги. Дерново-карбонатные - породный тип почвы имеют ограниченное распространение [9].
1. Временной ряд урожайности яровой пшеницы по Республике Татарстан, ц/га
Год Уф У11 У22 Год Уф У11 У22
1964 9,8 12,6 13,4 1991 12,6 15,9 18,2
1965 9,5 13,0 13,6 1992 21,1 17,5 19,2
1966 11,1 13,3 13,7 1993 18,6 17,5 19,4
1967 17,0 13,6 13,8 1994 21,1 18,1 20,2
1968 16,9 13,9 14,0 1995 14,5 19,4 20,8
1969 18,1 14,6 14,1 1996 26,4 21,1 21,3
1970 17,0 14,8 14,2 1997 36,8 23,1 21,9
1971 16,3 15,4 14,4 1998 9,4 23,8 22,8
1972 12,4 15,7 14,5 1999 13,9 24,5 22,9
1973 17,5 15,8 14,7 2000 24,0 25,5 23,7
1974 14,8 15,4 14,8 2001 33,3 26,6 24,2
1975 11,8 15,3 15,2 2002 34,8 26,7 24,4
1976 17,1 14,6 15,2 2003 29,5 26,3 24,4
1977 14,1 14,8 15,0 2004 25,7 28,1 24,4
1978 17,4 15,2 14,7 2005 31,9 27,8 24,5
1979 13,1 14,7 14,6 2006 26,7 28,1 24,3
1980 17,1 14,9 14,3 2007 27,5 27,2 24,2
1981 8,5 15,6 14,5 2008 32,2 25,7 24,2
1982 19,6 14,9 14,6 2009 29,9 24,9 24,1
1983 15,9 14,3 15,0 2010 9,9 24,4 24,1
1984 12,4 13,6 14,9 2011 27,9 23,4 24,0
1985 17,1 13,8 15,4 2012 23,6 22,6 24,0
1986 19,0 13,4 16,6 2013 17,9 21,6 23,9
1987 9,5 14,5 16,2 2014 20,4 20,6 23,8
1988 7,8 14,4 16,2 2015 20,2 19,6 23,8
1989 9,9 14,9 16,5 2016 21,8 18,6 23,8
1990 14,7 15,1 17,4 Сумма 997,0 990,7 998,0
Примечание. Подчеркнутые показатели урожайности рассчитаны по интерполированным данным.
Результаты. Динамика фактической урожайности яровой пшеницы временного ряда подтверждает ранее высказанную мысль о ее росте во времени (табл. 1). Однако темпы роста неравномерны, отклонения обусловлены за счет засушливых сельскохозяйственных годов, связаны с неравномерным выпадением атмосферных осадков и распределением тепла во времени, особенно в период вегетации растений.
Стройная динамика роста урожайности яровой пшеницы наблюдается по скользящей средней урожайности при длине шага 11 (Уц) и 22 (У22) года. Диапазон колебания урожайности Уц составляет 12,6-28,1 ц/га с общей тенденцией повышения к последнему сроку наблюдения. Отклонения от общей закономерности по ряду Уц заметны в 19791986 гг., что обусловлено засушливыми сельскохозяйственными годами (1981, 1987-1989). Снижение урожайности У и после 2007 г. вызвано уменьшением насыщенности пашни минеральными и органическими удобрениями и острой засухой 2010 г.
Временной ряд У22 имеет диапазон 13,4-24,5 ц/га, в котором слабые возмущения сохранены в начале 1980-х годов и после 2005 г., что вызвано засухами и особенностями хозяйственной деятельности. По данным временного ряда урожайности яровой пшеницы можно рассчитать темпы ее роста. Для временного ряда Уц в среднем прирост равен
15,5 ц/га, или ежегодно он составляет 30 кг зерна. Основным действующим фактором роста урожайности яровой пшеницы служит применение удобрений. Повышение продуктивности агроценозов происходит за счет прямого воздействия и последействия удобрений. Кроме того, применение удобрений отражается на повышении агрохимического статуса пахотных почв и на качестве производимого зерна. Отмеченное подтверждается данными насыщенности минеральными и органическими удобрениями и в целом КРК. Насыщенность пашни минеральными удобрениями имеет устойчивую тенденцию роста до середины 1990-х годов, после 1994 г. она постепенно снижается и варьирует на уровне 40-75кг/га д.в. (табл. 2). Максимальная насыщенность органическими удобрениями характеризует 1980-1995 гг., в этот период каждый гектар посевной площади получал 4,0-6,1 т/га. Органические удобрения в основном представлены навозом, вместе с тем доля участия торфа значительна в их составе особенно в годы интенсивной химизации.
На каждый гектар посевной площади внесено 3593,5 кг д.в. минеральных и 172,1 т/га органических удобрений, что составляет в пересчете в №К 2151,4 кг д.в., а в суммарном выражении - 5744,9 кг д.в. По итогам первого тура агрохимического обсле-
2. Насыщенность удобрениями пашни в Республике Татарстан
Год Удобрения Год Удобрения
минеральные, органические кг д.в/га минеральные, органические кг д.в/га
кг д.в/га т/га кг д.в/га кг д.в/га т/га кг д.в/га
1964 14,9 1,9 23,8 38,7 1991 136 5,4 67,5 203,5
1965 14,9 1,9 23,8 38,7 1992 164 5,6 70,0 234,0
1966 14,9 1,9 23,8 38,7 1993 183 5,7 71,2 254,2
1967 14,9 1,9 23,8 38,7 1994 114 5 62,5 176,5
1968 14,9 1,9 23,8 38,7 1995 81 4 50,0 131,0
1969 14,9 1,9 23,8 38,7 1996 94 3,8 47,5 141,5
1970 14,9 1,9 23,8 38,7 1997 106 3,4 42,5 148,5
1971 51,9 4,0 50,0 101,9 1998 74 2,5 31,2 105,2
1972 60,0 4,0 50,0 110,0 1999 55 2,2 27,5 82,5
1973 60,0 3,9 48,8 108,8 2000 75 2,3 28,7 103,7
1974 32,0 3,0 37,5 69,5 2001 75,4 2,3 28,7 104,1
1975 40,5 3,5 43,8 84,3 2002 53,3 2,2 27,5 80,8
1976 49,0 4,0 50,0 99,0 2003 53,1 2 25,0 78,1
1977 48,0 4,0 50,0 98,0 2004 70,6 1,8 22,5 93,1
1978 51,0 3,9 48,8 99,8 2005 68,3 1,4 17,5 85,8
1979 47,0 3,9 48,8 95,8 2006 64 1,4 17,5 81,5
1980 54 4,9 61,2 115,2 2007 73,7 1,4 17,5 91,2
1981 61 4,5 56,2 117,2 2008 79,4 1,4 17,5 96,9
1982 60 4,6 57,5 117,5 2009 73,3 1,8 22,5 95,8
1983 67 4,5 56,2 123,2 2010 75,9 1,4 17,5 93,4
1984 78 5,6 70,0 148,0 2011 64,2 1,4 17,5 81,7
1985 87 5,5 68,8 155,8 2012 58 1,3 16,2 74,2
1986 97 6 75,0 172,0 2013 64,2 1,4 17,5 81,7
1987 108 6 75,0 183,0 2014 41 1,4 17,5 58,5
1988 128 6,1 76,2 204,2 2015 40,4 1,6 20,0 60,4
1989 109 6 75,0 184,0 2016 41,0 1,5 18,8 59,8
1990 123 5,3 66,2 189,2 Сумма 3593,5 172,1 2151,4 5744,9
3. Окупаемость минеральных, органических удобрений урожаем яровой пшеницы
Годы п Валовой сбор, ц/га Разница, ц/га Удобрения, кг д.в/га Окупаемость, 1 кг д.в. NPK зерном, кг
фактическая контроль, У11, У22
Контрольная урожайность яровой пшеницы, Уц = 11,2 ц/га
Минеральные удобрения
1964-2016 53 997,0 593,6 403,4 3593,5 11,22
1964-2011 48 893,1 537,6 355,5 3348,9 10,62
Органические удобрения
1964-2016 53 997,0 593,6 403,4 2151,4 18,75
1964-2011 48 893,1 537,6 355,5 2061,4 17,25
Сумма удобрений - №К
1964-2016 53 997,0 593,6 403,4 5744,9 7,02
1964-2011 48 893,1 537,6 355,5 5410,3 6,57
Контрольная урожайность яровой пшеницы, У22 = 11,4 ц/га
Минеральные удобрения
1964-2016 53 997,0 604,2 392,8 3593,5 10,93
1964-2005 42 739,0 478,8 260,2 2918,4 8,92
Органические удобрения
1964-2016 53 997,0 604,2 392,8 2151,4 18,26
1964-2005 42 739,0 478,8 260,2 1951,4 13,33
Сумма удобрений - №К
1964-2016 53 997,0 604,2 392,8 5744,9 6,84
1964-2005 42 739,0 478,8 260,2 4869,8 5,34
дования в пахотном горизонте содержалось 87 мг/кг почвы фосфора, 125 мг/кг калия, в настоящее время, соответственно, 138,7 и 138,2 мг/кг.
На основе имеющихся данных урожайности яровой пшеницы и насыщенности пашни удобрениями можно рассчитать эффективность удобрений
в расчете на 1 кг зерна. За урожайность контрольного варианта принята ее скользящая средняя в 1963 г. при длине шага 11 и 22 года, что соответственно равно 11,2 и 11,4 ц/га.
Проведем расчет по скользящей средней урожайности яровой пшеницы - Уц за 1964-2016 гг. Валовой сбор по контрольному варианту равен 593,6 ц/га. Прирост от удобрений составляет 403,4 ц/га. За эти годы было внесено 3593,5 кг д.в. минеральных удобрений. Отсюда выходит, что от применения 1 кг д.в. минеральных удобрений ежегодно формируется дополнительно 11,22 кг зерна (табл. 3). Другой расчет с использованием получения скользящей средней У11 лишь по фактической урожайности за 1964-2011 гг. показывает окупаемость минеральных удобрений в размере 10,62 кг д.в. Эти показатели близки между собой, что подтверждает правильность использования скользящих средних.
Аналогичным способом получена окупаемость органических удобрений в расчете на 1 кг д.в. -17,25-18,75 кг зерна на 1 кг д.в. Минеральные и органические удобрения применяют в хозяйствах совместно, а раздельное их использование носит случайный характер. Поэтому наши отдельные расчеты показывают высокую окупаемость как по минеральным, так и органическим удобрениям.
Расчеты по сумме КРК органических и минеральных удобрений свидетельствуют об их совместной эффективности за 1964-2016. За 1964-2011 гг. скользящие средние получены лишь по фактической урожайности. Эти расчеты показывают, что для скользящей средней урожайности У11 они составляют 7,02-6,57 кг.
Расчеты по КРК также проведены по скользящей средней урожайности У22 за 1964-2016 и 19642005 гг. Они показывают окупаемость 1 кг д.в. в размере 6,84-5,34 кг зерна. Эти расчеты согласуются с аналогичными данными, полученными на основе закладки полевых опытов, что еще раз под-
тверждает правильность применения такого подхода расчетов на основе статистических материалов на уровне региона. Безусловно, для анализа эффективности удобрений такой подход также применим на уровне фермерских хозяйств, отдельных земле-пользований, муниципальных районов и Республики в целом. Полученные показатели окупаемости органических и минеральных удобрений по урожайности У22 согласуются с данными для Уп.
Макроэлементы питания растений (азот, фосфор, калий) составляют структуру товарной продукции - зерна яровой пшеницы. Для создания 1 т с зерна в лесостепной зоне расходуется 35 кг азота, 12 кг фосфора и 25 кг калия, что служит теоретической предпосылкой наличия связи между количеством использованных удобрений и урожайностью яровой пшеницы. Расчеты окупаемости удобрений, проведенные на основе временных рядов урожайности, для минеральных, а также органических удобрений и их суммы в кг д.в. КРК в масштабе Республики Татарстан с использованием скользящих средних урожайности при длине шага 11 и 22 года дают следующий результат: для минеральных удобрений - 10,62-11,22 кг, для органических -13,33-18,75 кг и для их суммы - 5,34-7,02 кг зерна. Для ряда У11 показатели окупаемости удобрений несколько выше, чем для ряда У22. Для временного ряда, вычисленного лишь по фактическим данным урожайности (без подчеркнутых показателей), она несколько меньше, чем для ряда с интерполяцией показателей урожайности.
Таким образом, по статистическим параметрам хозяйственной деятельности результаты расчета окупаемости удобрений согласуются с аналогичными данными, полученными постановкой полевых опытов, что позволяет их использовать для характеристики и обоснования экономической эффективности удобрений, особенно в расчете на NPK.
Литература
1. Зиганшин А.А. Современные технологии и программирование урожайности. - Казань: Изд-во КГУ, 2001. - 172 с.
2. Ягодин Б.А., Смирнов П.М., Петербургский А.В. и др. Агрохимия / Под ред. Б.А. Ягодина. - М.: Агропромиздат, 1989. - 639 с.
3. Минеев В.Г. Агрохимия. - М.: Наука, 2006. - 720 с.
4. Давлятшин И.Д., Бакиров Н.Б. Почвенно-агрохимические параметры и урожайность яровой пшеницы в лесостепи Западного Закамья Предуральской провинции (Республики Татарстан). - Казань: Изд-во КГУ, 2010. - 358 с.
5. Ильин В.Б. Элементный химический состав растений. - Новосибирск: Наука, Сиб. отделение, 1985. - 129 с.
6. Давлятшин И.Д., Гаффарова Л.Г. Агрохимические свойства светло-серых лесных почв и урожайность озимой ржи // Агрохимический вестник, 2016, № 6. - С. 6-9.
7. Давлятшин И.Д., Бакиров Н.Б. Новый метод расчета окупаемости удобрений урожаем озимой ржи // Агрохимический вестник, 2007, № 4. - С. 21-23.
8. Давлятшин И.Д., Бакиров Н.Б. Скользящие средние урожайности яровой пшеницы в лесостепной зоне и аспекты их применения // Вестник РАСХН, 2007, № 3. - С. 9-11.
9. Государственный доклад о состоянии и использовании земель Республики Татарстан. - Казань: Управление Росреестра по Республике Татарстан, 2012. - 125 с.
