Микроэлементы в почвах Ульяновской области и эффективность комплексных микроэлементсодержащих удобрений в полевых агроценозах (стр. 20 )

 

6.2.         Биоэнергетическая оценка

 

Для современного сельского хозяйства характерны экспоненциальный рост затрат невосполнимой энергии на каждую дополнительную единицу урожая, в т.ч. и пищевую калорию, все большая зависимость продуктивности и экологической устойчивости агроэкосистем от применения антропогенной энергии и все возрастающие масштабы разрушения и загрязнения природной среды (, 1990). При этом на поддержание своих функций и снижение ограничивающего воздействия неблагоприятных экологических факторов агроценозы, наряду с использованием солнечной энергии, потребляют большое количество антропогенной энергии в виде минеральных удобрений, химических средств защиты, топлива, электроэнергии и других энергоносителей на всех этапах производства продукции (, , 1997).

Острая необходимость разработки энергоресурсосберегающих систем земледелия предполагает многостороннюю оценку всех элементов технологий возделывания сельскохозяйственных культур. Для разработки энергосберегающих технологий необходим соответствующий научный подход, включающий теорию и методологию вопроса, и соответствующий аппарат исследований (, , 1997). В связи с этим постоянно разрабатываются и совершенствуются различные методы оценки энергетической эффективности технологических процессов в сельском хозяйстве (, 1983; , , 1983; , 1985, 1991; , 1986; , , 1988; , 1991; , , 2010), а также методики, основанные на принципах и концепциях энергетики в экосистемах ( 1975; 1978; , 1992; , 1996).

Одним из важнейших направлений снижения энергопотребления в земледелии являются исследования по изучению физио-биохимического значения микроэлементов и стимуляторов роста и развития, особенностей их влияния на процессы обмена и формирования урожая, как основы рационального регулирования питания растений. Большое значение для понимания физиологической роли микроэлементов и стимуляторов роста и развития растений имеют последние открытия в области строения и механизма действия ФАР, регуляции роста и развития растений. Большие надежды возлагают сейчас на микроэлементы и стимуляторы роста в связи с выявлением механизмов фотосинтеза и фиксации молекулярного азота и работами по повышению использования ФАР растениями.

Затраты техногенной энергии на обработку семян и посевов микроэлементами и микроэлементсодержащими препаратами по сравнению с другими элементами технологий возделывания сельскохозяйственных культур невелики, однако данные приемы позволяют значительно повысить урожайность культур и эффективность сельскохозяйственного производства.

В своей работе при анализе технологий возделывания изучаемых сельскохозяйственных культур мы пользовались методикой, разработанной и (1983).

При этом основой для оценки отдельных технологических операций и всей технологии в целом является пооперационный расчет затрат энергии на производство сельскохозяйственной продукции и энергии, накопленной с урожаем. Исходя из соотношения энергии, полученной с урожаем, и энергии, затраченной на производство этого урожая, определяют коэффициент энергетической эффективности.

Однозначно, что в современных условиях представленные в методике энергетические эквиваленты требуют конкретизации и уточнения, учитывающие как региональные особенности, так и изменения, происходящие в результате совершенствования машинотракторного парка, появления новых препаратов и др.

Результаты наших расчетов показали, что применение микроэлементсодержащих препаратов в технологиях возделывания изучаемых культур позволяет получать достоверную прибавку урожая при относительно небольших энергетических затратах. Ниже приводятся результаты оценки энергетической эффективности технологий озимой пшеницы, яровой пшеницы и подсолнечника.

 

6.2.1. Озимая пшеница

 

При расчете энергетической эффективности технологий возделывания озимой пшеницы затраты на подготовку и содержание чистого пара отнесены к затратам на производство культуры. Несомненно, последействие от чистого пара (особенно при внесении органических удобрений) отражается и на продуктивности следующих после озимой пшеницы культур. Вышеперечисленные допущения были сделаны для объективного отражения структуры затрат, к тому же в литературе отсутствует однозначное мнение о том, какую часть затрат от внесения органических удобрений в паровое поле следует относить на следующие после озимых культуры.

Во всех вариантах, где в системе удобрений использовался навоз, энергетические затраты существенно выше. В наших опытах они составляют от 33,54 тыс.МДж/га до 34,37 тыс.МДж/га (таблица 31 ). Это почти в два раза выше, чем в вариантах, где не применялись органические и минеральные удобрения.

 

Таблица 31 – Биоэнергетическая эффективность возделывания озимой пшеницы в зависимости от различных систем удобрения и обработки

микроэлементсодержащими препаратами

 

N п/п	Вариант	Урожайность, т/га	Затраты техногенной энергии на производство зерна, тыс. МДж/га	Накоплено энергии в зерне, тыс. МДж/га	Биоэнергетический коэффициент
1	Без удобрений (Фон 1)	3,81	17,58	62,68	3,56
2	Фон 1+Микромак	4,01	17,92	65,97	3,68
3	Фон 1+ Страда N	3,95	18,39	64,98	3,53
4	N30P30K30 (Фон 2)	3,95	22,61	64,98	2,87
5	Фон 2+Микромак	4,18	22,95	68,77	3,00
6	Фон 2+ Страда N	4,12	23,42	67,78	2,89
7	Навоз 20 т/га (Фон 3)	4,11	33,54	67,62	2,02
8	Фон 3+Микромак	4,37	33,90	71,89	2,12
9	Фон 3+ Страда N	4,32	34,37	71,07	2,07

 

Более объективно различия в изучаемых вариантах отражает структура затрат энергии (рисунок 9, приложение 24).

Затраты энергии на органические удобрения составляют 8,4 тыс.МДж/га (24,4 – 25 % от общих затрат энергии), минеральные 7,4 тыс.МДж/га (32 – 34 % от общих затрат энергии).

 

1 – тракторы, СХМ;

2 – минеральные удобрения;

3 – топливо;

4 – электроэнергия;

5 – микроэлементсодержащие препараты;

6 – органические удобрения;

7 – трудовые ресурсы.

(В 1 – В 9) – варианты опыта

 

Рисунок 9 – Структура затрат энергии при возделывании озимой пшеницы в зависимости от различных систем удобрения и обработки микроэлементсодержащими препаратами

 

Таким образом, варианты с использованием минеральных и органических удобрений являются заведомо более энергетически затратными. Однако методы энергетической оценки технологий возделывания сельскохозяйственных культур

следует ориентировать с позиций влияния их на почвенное плодородие. В частности учитывать динамику запасов гумуса, который составляет в нашей зоне около 95 % энергии от общего энергопотенциала почвы.

В данном случае, когда рассматривается отдельный агротехнический прием, в частности влияние микроэлементсодержащих препаратов, целесообразно разделить изучаемые варианты на отдельные блоки в соответствии с системой удобрения.

При данном допущении наиболее энергетически эффективным является применение препарата Микромак. Биоэнергетический коэффициент вариантов с применением данного препарата составляет – 3,68 по варианту без удобрений (Фон 1), 3,00 – по варианту с минеральными удобрениями (Фон 2), 2,12 в варианте с использованием навоза в качестве органического удобрения (Фон 3).

Таким образом, энергетическая эффективность технологий возделывания озимой пшеницы существенно различается, причем она зависит от систем удобрения, продуктивности культуры и применяемой технологии. Наиболее энергетически эффективным является применение препарата Микромак.

 

6.2.2. Яровая пшеница

 

Результаты проводимой нами оценки энергетической эффективности возделывания яровой пшеницы подтвердили вышесказанную закономерность – достоверную прибавку урожайности при незначительных затратах энергии на обработку семян и посевов микроэлементсодержащими препаратами (таблица 32). Затраты техногенной энергии по вариантам опыта практически не отличались и составили от 16,53 тыс.МДж/га на контроле до 19,63 тыс.МДж/га в варианте с использованием Страда N для обработки посевов на фоне минеральных удобрений.

Вследствие достаточно низкой урожайности яровой пшеницы, не все варианты, в которых применялись микроэлементы, отличались большей по сравнению с контролем энергетической эффективностью. Так, биоэнергетический коэффициент в третьем и четвертом вариантах составил 1,02 и 1,03 соответственно, что ниже контрольного варианта, где этот показатель составил 1,09. Более высокие, чем в контроле, затраты техногенной энергии однозначно повлияли на эффективность третьего и четвертого вариантов.

 

Таблица 32 – Биоэнергетическая эффективность возделывания яровой пшеницы в зависимости от обработки семян и посевов

 

N п/п	Вариант	Урожайность, т/га	Затраты техногенной энергии на производство зерна, тыс. МДж/га	Накоплено энергии в зерне, тыс. МДж/га	Биоэнергетический коэффициент
1	Контроль	1,10	16,53	18,10	1,09
2	N15P15K15 (Фон)	1,30	18,35	21,39	1,17
3	Фон + Микромак (обработка семян)	1,13	18,29	18,59	1,02
4	Фон + Страда N (обработка посевов)	1,23	19,63	20,24	1,03
5	Фон + Микроэл (обработка посевов)	1,50	18,60	24,68	1,33
6	Фон + ZnSO4 (обработка семян)	1,57	18,62	25,83	1,39
7	Фон + ZnSO4 (обработка посевов)	1,33	18,38	21,88	1,19