Амурская область в Дальневосточном регионе России занимает ведущее место по производству сельскохозяйственной продукции. Основными культурами, выращиваемыми на данной территории, являются соя и зерновые культуры.
Задача повышения урожайности этих культур может быть успешно решена лишь на основе системы мероприятий, основное место среди которых принадлежит научно обоснованным севооборотам и техническим средствам нового поколения, направленным на улучшение плодородия почвы.
О таком агротехническом приёме, как севооборот культур, известно уже давно. Его польза бесспорна и объясняется многими факторами.
Во-первых, правильное чередование культур устраняет возможность размножения и накопления вредителей и болезней, специфичных для отдельных видов растений.
Во-вторых, при чередовании культур с различной глубиной залегания основной массы корней и усвояемостью элементов питания достигается более полное и равномерное их расходование в пахотном и подпахотном слоях, создаются условия для пополнения их запасов.
В-третьих, правильное чередование культур в севообороте позволяет с большим экономическим эффектом использовать органические удобрения.
И, наконец, в-четвёртых, с помощью чередования культур можно значительно уменьшить количество сорняков, улучшить экологическое состояние среды обитания и получить высококачественную продукцию [1, 2].
Сидеральный пар из естественного травостоя (зелёное удобрение), являясь дешевым и повсеместно доступным органическим удобрением, служит неисчерпаемым и постоянно возобновляемым источником азота и органического вещества.
Наши исследования подтвердили данные ряда отечественных и зарубежных учёных о существенном увеличении содержания гумуса в различных типах почв при заделке зелёных удобрений и измельчённой соломы в верхнюю часть (0…8 см) пахотного слоя почвообрабатывающим орудием с активным приводом дисковых рабочих органов. После такой обработки сидеральных паров значительно уменьшается засорённость посевов зерновых культур и сои без применения гербицидов. Так, на пойменных почвах рек Амура и Зеи в крестьянско-фермерском хозяйстве «Деметра» Благовещенского района при возделывании картофеля в трёхпольном севообороте с полем сидерального пара на зелёное удобрение (естественный травостой) за три ротации произошло увеличение гумуса на 1,2 % по сравнению с контролем (без органических удобрений) [10]. А в КФХ «Жуковина С.А.» Ивановского района (глава С.А. Жуковин) в трёхпольном соево-зерновом севообороте с полем сидерального пара (зелёное удобрение из естественного травостоя) за одну ротацию (2008–2010 гг.) увеличение содержания гумуса составило 0,4 % [9].
Микробиолог Е.Н. Мишустин и другие исследователи установили, что полное разложение органики завершается за три года [3]. Переход на биологическую систему земледелия позволит при существенной экономии затрат повысить урожайность полевых культур.
Отсюда следует основная задача – всемерно создавать оптимальные условия взаимоотношений между растениями и микроорганизмами в системе «почва – микроорганизмы – растения – машина (техническое средство)». Для этого нами разработаны и апробированы в производственных условиях КФХ «Жуковина С.А.» Ивановского района новый способ воспроизводства плодородия почвы в короткоротационных севооборотах и комплекс машин, отвечающих требованиям биологической системы земледелия и условиям Амурской области. Это машины: ОВПП-2,5 (орудие почвообрабатывающее с активным приводом рабочих органов, шириной захвата 2,5 м); ММУ-3,6 (машина многофункциональная универсальная, шириной захвата 3,6 м); БРПЗ-1,2 (борона секционная с регулировкой пружинных зубьев по глубине обработки и углу атаки, ширина захвата секции 1,2 м).
Способ воспроизводства плодородия почвы в короткоротационных севооборотах осуществляется за счёт использования сорных трав, выращиваемых в паровом поле в период от окончания уборки сельскохозяйственной культуры, возделываемой в текущем году, до второй – третьей декады июля в следующем году. Срок и разнообразие состава растительного сообщества сорняков позволили на момент заделки растительной массы в почву иметь не только зелёную, но и сухую составляющую (максимальное накопление клетчатки и лигнина). Заделку растительной массы сорняков проводят в верхнюю часть, 1/3 пахотного слоя, во второй – третьей декаде июня дисковым орудием с активным приводом, которое позволяет оторвать корневые системы, изолируя растения от поступления влаги и питательных веществ, в связи с чем образуется хорошо аэрируемый почвенно-растительный субстрат. В течение августа – сентября этот субстрат перемешивают два-три раза дисковыми орудиями.
В результате использования предлагаемого способа растительная масса перерабатывается почвенной биотой, с одной стороны, в доступные для растений биогенные элементы, с другой – в гумус. В октябре поле готово под посев или посадку следующей культуры севооборота.
Вышеуказанные машины разрабатывались с учётом, что они будут работать с живыми почвенными организмами на технологических операциях, способствуя сохранению и повышению плодородия почвы без применения химических средств.
В результате производственной проверки по оценке эффективности возделывания сои и зерновых культур в короткоротационных севооборотах в системе биологического земледелия с предлагаемым комплексом машин по сравнению с традиционной технологией и комплексом машин выявлено, что основную роль в повышении продуктивности растений рационально перевести со средств химизации на природные источники повышения продуктивности. При этом значительно сокращаются механическое воздействие техники на почву, расходы на горюче-смазочные материалы, на обработку почвы, применение удобрений и средств защиты растений, сокращаются затраты материально-технических и людских ресурсов. Кроме того, обеспечивается одновременный рост урожайности в среднем в 1,65 раза и улучшение плодородия почв [11–13].
Машины работают в агрегате с тракторами класса 1,4–2,0 на рабочих скоростях 7–12 км/ч. Предлагаемая технология и комплекс машин защищены патентами на изобретения [4–8], успешно прошли государственные приёмочные испытания на Амурской государственной машиноиспытательной станции и рекомендованы к внедрению в производство [9, 10].
Основные показатели экономической эффективности базовых технологий по сравнению с новыми технологиями представлены в таблице.
Из таблицы видно, что урожайность ячменя по новой технологии получена больше на 36,6 % по сравнению с базовой технологией, а сои ‒ на 88,1 % соответственно.
Основные показатели экономической эффективности базовых технологий по сравнению с новыми технологиями, выполняемыми предлагаемыми машинами
|
Базовая технология выращивания и уборки ячменя |
Новая технология выращивания и уборки ячменя |
Базовая технология выращивания и уборки сои |
Новая технология выращивания и уборки сои |
|
|
Объём работ, га |
100 |
|||
|
Затраты труда на 1 га чел./ч |
6,24 |
2,88 |
4,96 |
3,84 |
|
Экономия затрат труда, чел./ч |
— |
336 |
— |
112 |
|
Относительное снижение затрат труда, % |
— |
53,85 |
— |
22,85 |
|
Годовой экономический эффект, по издержкам, руб. |
— |
641944 |
— |
618336 |
|
Капитальные вложения, руб. |
3760471 |
1781344 |
2968780 |
1426885 |
|
Удельные капитальные вложения, руб./га |
37605 |
17813 |
29699 |
14269 |
|
Удельные эксплуатационные вложения, руб./га |
12389 |
5969 |
11032 |
4849 |
|
Удельные приведенные затраты, руб./га |
19910 |
9532 |
16972 |
7703 |
|
Затраты совокупной энергии на производство продукции растениеводства, МДж |
341226 |
256489 |
285255 |
192802 |
|
Удельные затраты совокупной энергии |
3412 |
2565 |
2853 |
1928 |
|
Годовой экономический эффект по приведенным затратам, руб. |
— |
1037770 |
— |
926935 |
|
Валовый сбор, т |
246 |
336 |
151 |
284 |
|
Получено энергии с зерном, МДж |
2968531 |
4054579 |
2499126 |
4700342 |
|
Валовый доход, руб. |
— |
450000 |
— |
1330000 |
|
Годовой экономический эффект, руб. |
— |
1487770 |
— |
2256935 |
|
Срок окупаемости, лет |
— |
1,00 |
— |
1,00 |
|
Энергетический эффект, МДж |
— |
1170785 |
— |
2293670 |
|
Расход топлива по всему объёму выполненных технологических операций, т |
8,00 |
6,00 |
6,70 |
4,50 |
|
Экономия топлива на 1 га пашни, кг |
— |
20,00 |
— |
22,00 |
Годовой экономический эффект при возделывании ячменя по новой технологии с комплексом машин нового поколения 1 487 тыс. руб., при возделывании сои – 2 256 тыс. руб. При этом срок окупаемости от внедрения новых технологий с комплексом предлагаемых машин равен одному году.
Кроме того, анализ приведённых в таблице данных позволил сделать вывод, что освоение способа воспроизводства плодородия почвы в короткоротационном соево-зерновом звене севооборота с полем сидерального пара (зелёных удобрений) с использованием технических средств нового поколения обеспечивает существенное снижение всех видов затрат. Так, эксплуатационные затраты при использовании новой технологии по сравнению с базовой сократились при возделывании ячменя ‒ на 51,82 %; сои ‒ 56,05 %; капитальные вложения – на 52,63 и 51,94 %; затраты труда – на 53,85 и 22,58 % соответственно. Экономия топлива на 1 га пашни при возделывании ячменя составила 20 кг, сои ‒ 22 кг.
Рецензенты:
Самуйло В.В., д.т.н., профессор, заведующий кафедрой «Эксплуатация и ремонт транспортно-технологических машин и комплексов», ФГБОУ ВПО ДальГАУ, г. Благовещенск;
Доценко С.М., д.т.н., профессор, заслуженный изобретатель РФ, заведующий лабораторией «Хранение и переработка сельскохозяйственной продукции», ГНУ ВНИИ сои Россельхозакадемии, г. Благовещенск.
Работа поступила в редакцию 19.07.2013.