Агроэкономическая эффективность севооборота Введение. Система удобрений – это основанное на знаниях свойств и взаимоотношений растений, почвы и удобрений, агрономически и экономически наиболее эффективное и экологически безопасное применение удобрений при любой обеспеченности ими хозяйства в каждом севообороте с учетом конкретных экономических и климатических условий. Существует и другая, более подробная трактовка понятия системы удобрений. Это всесторонне обоснованные виды, дозы, соотношения и способы применения удобрений, определенные с учетом биологических потребностей культур в питательных элементах при принятом чередовании их и фактическом плодородии почвы, для получения максимально возможных урожаев культур хорошего качества при имеющихся ресурсах с одновременным регулированием окультуренности почв в конкретных природно-климатических условиях. Цель системы удобрений – ежегодно обеспечить максимально возможную агрономическую и экономическую безопасность имеющихся природно-экономических ресурсов каждого хозяйства при любой обеспеченности ими. Общие сведения о хозяйстве. Территория колхоза расположена в южной части Кадыйского района. Центральная усадьба колхоза (с. Завражье) находится на расстоянии 50 км от районного центра с. Кадый. Для характеристики климата использованы многолетние наблюдения Макарьевской метеостанции, приведенные в агроклиматическом справочнике Костромской области. Территория хозяйства относится к южному агроклиматическому району области, который характеризуется умеренно-континентальным климатом со сравнительно коротким теплым летом и холодной, многоснежной зимой. Самый холодный месяц – январь. Средняя температура его составляет -11,70 С. Самый теплый месяц – июль, средняя температура которого равна +17,60 С. Абсолютный минимум температуры был отмечен в -440 С, абсолютный максимум - +350 С. Средняя дата перехода через 00 С к отрицательным температурам – 27 октября. К этому времени окончательно прекращается жизнедеятельность озимых и трав, и начинается период предзимовья, продолжающийся до времени устойчивого перехода средних суточных температур через -50 С. Устойчивый снежный покров ложится во второй декаде ноября. Продолжительность залегания снега составляет 160 дней. Максимальная высота снежного покрова на полях в первой – второй декадах марта – 49 см. Почва в течение зимы под снежным покровом промерзает на глубину до 51 см. Перезимовка озимых культур в основном проходит благополучно, но в отдельные годы условия перезимовки складываются неблагоприятно. При теплой и многоснежной зиме иногда наблюдается выпревание растений, особенно в зимы, когда снежный покров образуется рано и ложится на незамерзшую и переувлажненную почву. В отдельные годы озимые гибнут от выморозки и вымокания. Средняя продолжительность периода от схода снежного покрова до лекгопластичного состояния, при котором создаются лучшие условия для обработки, составляет 18 – 19 дней. К этому времени почва на глубине пахотного слоя прогревается до +50 С. Период после схода снега до прекращения весенних заморозков длится около месяца и характеризуется частым возвратом холодов, а иногда и новым образованием снежного покрова. Последние заморозки могут быть даже в начале июля, это необходимо учитывать при проведении посевных работ. Наиболее устойчивы к заморозкам в период всходов – это: овес, ячмень, яровая пшеница, горох; менее устойчивы – лен, картофель, корнеплоды. Весенний и осенний переходы температуры воздуха через +50 С, указывает на начало и конец вегетационного периода, который длится 168 дней. Дата устойчивого перехода средней суточной температуры воздуха через +100 С начинается с 13 мая. 11 сентября служит показателем начала и окончания периода активной вегетации. Продолжительность его равна 125 дням. Сумма активных температур за этот период составляет 19000 С, вполне достаточно для созревания районированных культур. Район относится к зоне постоянного увлажнения. Сумма осадков за период активной вегетации составляет 250 мм. Большая часть осадков выпадает в теплую половину года. Осенью интенсивность осадков уменьшается, а вместе с ней уменьшается и их испарение. Мощность пахотного слоя 22 см. Таблица 1 Агротехнические показатели почвы № сево-оборо-та № поля Грануло-метрический состав Пахотный слой, см Гумус, % рН ( KCl ) Нг мг-экв на 100 г почвы V , % Р2 О5 К2 О В мг на 1 кг почвы 2 1 Сред. суглинок 22 2,1 5,0 70 100 100 2 Сред. суглинок 22 2,1 4,8 70 120 80 3 Сред. суглинок 22 2,1 5,2 70 70 70 4 Сред. суглинок 22 2,1 5,6 70 150 150 5 Сред. суглинок 22 2,1 5,0 70 100 80 6 Сред. суглинок 22 2,1 4,8 70 70 80 7 Сред. суглинок 22 2,1 5,6 70 200 120 8 Сред. суглинок 22 2,1 5,0 70 80 80 Итого 41 890 760 На 1 га 5,125 111,25 95 Поголовье скота и птицы на фермах хозяйства Крупный рогатый скот (взрослое поголовье) – 150 Молодняк крупного рогатого скота – 200 Технология содержания скота – подстилочная Стойловый период – 210 Основной подстилочный материал – солома Севооборот в данном хозяйстве полевой, универсальный; восьмипольный: чистый пар, озимая рожь, ячмень + многолетние травы, многолетние травы первого года пользования, многолетние травы второго года пользования, яровая пшеница, ячмень, овес. Таблица 2 Схема севооборота № поля Культура Площадь, га 1 Чистый пар 80 2 Озимая рожь 80 3 Ячмень + многолетние травы 80 4 Многолетние травы 1 года пользования 80 5 Многолетние травы 2 года пользования 80 6 Яровая пшеница 80 7 Ячмень 80 8 Овес 80 Таблица 3 Урожайность сельскохозяйственных культур № поля Культура Урожайность, ц/га Фактическая Планируемая 1 Чистый пар 2 Озимая рожь 25 3 Ячмень + многолетние травы 20 4 Многолетние травы 1 года пользования 45 5 Многолетние травы 2 года пользования 40 6 Яровая пшеница 30 7 Ячмень 20 8 Овес 20 Расчет баланса гумуса и потребности в органических удобрениях. Запас гумуса в почве зависит от соотношения процентов его образования из растительных остатков и разложении при микробной минерализации. Для направленного регулирования запасов гумуса необходимо количественно оценить его восполнение и разложение. Разность между приходной и расходной частями гумуса составляет его баланс. Баланс гумуса может быть: - Отрицательным – минерализация превышает его новообразование, - Бездефицитным – восполнение гумуса равно разложению, - Положительным – новообразование гумуса превышает его разложение. Минерализацию гумуса можно определить по расходу почвенного азота при возделывании сельскохозяйственных культур. При расчете баланса гумуса также учитывается величина урожая и гранулометрический состав почв. Таблица 4 Расчет баланса гумуса в кормовом севообороте № поля Культура Площадь, га Урожайность, ц/га Вынос азота Вынос азота из почвы, кг/га Общий расход азота почвы, кг/га Минерализация гумуса, ц/га Накопление остатков, ц/га Накопление гумуса, ц/га Баланс гумуса, ± ц Потребность навоза по севообороту, тонн кг/га С урожаем, кг/га На 1 га На всю площадь 1 Чистый пар 80 - - - - - 20 - - -20 -1600 2 Озимая рожь 80 25 3 75 41,3 49,6 9,9 35 5,3 -4,6 -368 3 Ячмень и мн. травы 80 20 2,7 54 29,7 35,6 7,1 30 4,5 -2,6 -208 4 Мн. травы 1 г. п. 80 45 1,5 67,5 33,7 33,7 6,7 58,5 10,5 3,8 304 5 Мн. травы 2 г. п. 80 40 1,5 60 30 30 6 56 10,1 4,1 328 6 Яровая пшеница 80 30 3,3 99 54,5 65,4 13,1 36 5,4 -7,7 -616 7 Ячмень 80 20 2,7 54 29,7 35,6 7,1 30 4,5 -2,6 -208 8 Овес 80 20 3 60 33 39,6 7,9 26 3,9 -4 -320 Итого 640 -33,6 -2688 4480 На 1 га -4,2 -4,2 7 Анализируя данную таблицу можно сделать вывод о том, что потребность навоза в севообороте составляет 7 т/га или 4480 т на 8 полей. Расчет накопления, хранения и технологии приготовления различных видов органических удобрений. Навоз крупного рогатого скота, свиней, овец, лошадей и других животных – основное органическое удобрение. Состоит из твердых и жидких выделений (кал, моча), остатков кормов и подстилочного материалов. В данном хозяйстве в качестве постилочного материала используется солома. Для подстилки солому целесообразно измельчают на длину 8 – 10 см. Такая солома лучше, чем цельная поглощает мочу животных. При этом навоз при хранении теряет меньше азота, облегчается перевозка навоза, укладка его в штабеля и внесение в почву. Таблица 5 Накопление подстилочного навоза в хозяйстве Вид скота Стойловый или пастбищный период, дней Количество голов, шт. Выход навоза на одну голову в сутки, кг Общий выход навоза, т Стойловый период КРС 150 44 1386 Молодняк КРС 200 22 924 Пастбищный период КРС 150 14,7 341,8 Молодняк КРС 200 7,3 226,3 Итого – 2878,1 т Холодный способ хранения; потери составляют – 345,4 т Выход за счет потерь – 2532,7 т Количество подстилочного навоза за стойловый период можно определить по формуле: Формула 1 Нс = К*Дс *Чс /1000, где К – выход свежего навоза в сутки от одного животного, кг; Дс – длина стойлового периода, дней; Чс – численность стада, голов; 1000 – коэффициент перевода в тонны. Нс (КРС) = 44*210*150/1000=1386 Нс (молод) = 22*210*200/1000=924 Во время пастьбы (примерно 2/3 суток) экскременты животного теряют на пастбище. Количество навоза за пастбищный период можно определить по формуле: Формула 2 Нп = (К/3)*Дп *Чс /1000, где К/3 – выход свежего навоза в сутки от одного животного, кг; Дп – длина пастбищного периода, дней; Чс – численность стада, голов; 1000 – коэффициент перевода в тонны. Нс (КРС) = 44/3*155*150/1000=341,8 Нс (молод) = 22/3*155*200/1000=226,3 Таблица 6 Накопление соломы Показатели Обозначения Культура Озимая рожь Ячмень и мн. травы Яровая пшеница Ячмень Овес Урожайность, т/га Уз 2,5 2,0 3,0 2,0 3,0 Площадь посева, га S 80 80 80 80 80 Отношение солома/зерно в урожае Оу 1,5 1,2 1,2 1,2 1,2 Сбор соломы, т Ус 300 192 288 192 192 Всего 1164 ц = 116,4 т Сбор соломы рассчитывается по следующей формуле: Формула 3 Ус = Уз * S *Оу Ус (оз. ржи) = 2,5*80*1,5=300 Ус (яч. и мн. травы) = 2,0*80*1,2=192 Ус (яр. пшеницы) = 3,0*80*1,2=288 Ус (ячменя) = 2,0*80*1,2=192 Ус (овса) = 3,0*80*1,2=192 При расчете баланса соломы в хозяйстве определяют количество соломы, расходуемое на корм животным (Ск ) Формула 4 Ск = Р*П*220*1,25*0,001, где Р – суточный рацион, кг (для взрослого поголовья – 3 кг); П – поголовье скота, голов; 220 – стойловый период, дней; 1,25 – коэффициент страхфонда; 0,001 – коэффициент пересчета в тонны. Ск (КРС) = 3*150*220*1,25*0,001=123,8 Солома на подстилку (Сп ) рассчитывается по формуле: Формула 5 Сп = Н*П*220*0,001, где Н – норма подстилки в сутки, кг; П – поголовье скота, голов; 220 – стойловый период с подстилкой, дней; 0,001 – коэффициент пересчета в тонны. Сп (КРС) = 6*150*220*0,001=198 Сп (молод) = 3*200*200*0,001=120 Солома на удобрения рассчитывается по формуле: Формула 6 Су = ∑Ус – Ск – Сп Су = 1164-123,8-198-120=722,2 Часть соломы, которую планируется использовать на удобрение, можно запахать в почву. В нашем случае можно запахать солому озимой ржи под ячмень с многолетними травами. На всю площадь и запашку 300 т соломы, что в пересчете на УПН составляет 1020 т. Сумма подстилочного навоза и соломы не покрывают дефицит гумуса, следовательно, подстилочный навоз можно использовать для приготовления торфонавозного компоста. Планируется запахать солому озимой ржи под ячмень с многолетними травами. Урожайность оз. ржи 2,5 т/га, отношение зерна к соломе 1:1,5, следовательно на каждый га под ячмень с многолетними травами будет запахиваться (2,5*1,5)=3,75 т соломы. Количество соломы на 80 га (80*3,75)=300 т. Запашка соломы в пересчете на УПН – (3,75*3,4)=12,75 т/га или 1275 т. требуется дополнить азота на запашку соломы: Формула 7 Д = ((К* N /25) – N )*10*С, где Д – доза азотных удобрений, д. в., кг/га; К – отношение С/N в соломе, %; N – содержание азота в соломе, %; 25 – необходимое соотношение С/N С – количество запахиваемой соломы на 1 га, т. Д = Таблица 7 Приготовление компостов Вид компоста Соотношение компонентов Требуется, т Выход компоста, т Навоза Торфа Торфонавозный 1:1 2532,7 2532,7 5065,4 Компостирование – биотермический процесс минерализации и гумификации обычно двух органических компонентов (иногда добавляют минеральные) уменьшающий потери питательных элементов одних (навоз) с одновременным ускорением других (торф) и переводом в доступные для растений формы их питательных элементов. Торфонавозные компосты готовят вблизи животноводческих помещений, в навозохранилищах или полевых штабелях. Для компостирования пригодны торфы с влажностью 60%. Послойное компостирование пригодно для любого времени года. При этом торф слоем до 50 см разравнивают на подготовленном месте шириной 4 – 5 м. Затем покрывают его слоем навоза, который вновь покрывают торфом, затем опять навоз и т. д. Слой торфа и навоза следует чередовать, пока высота штабеля не достигнет двух метров. Завершают укладку слоем торфа. После уборки овса солому оставляют на поле в валках. Перед зяблевой вспашкой поля, солому равномерно распределяют по всей площади поля в измельченном виде. Затем ее заделывают плугами на глубину 20 – 22 см или культиваторами на 10 – 12 см. Распределение органических удобрений между севооборотами и внутри севооборота. В севообороте органические удобрения распределяют, прежде всего, между культурами, которые наиболее отзывчивы на органические удобрения. Дозы органических удобрений должны быть не ниже рекомендуемых и не выше оптимальных, так как необходимо учитывать возможность механизированного внесения, экономическую эффективность и экологическую безопасность. Таблица 8 План распределения органических удобрений внутри севооборота Наименование органических удобрений Всего, т В пересчете на УПН, т Навоз - - Торфонавозный компост 5065,4 6078,5 Солома 300 1020 Зеленые удобрения - - Площадь, га 640 640 Всего 5365,4 7098,5 Насыщенность на 1 га 8,4 11,1 Потребность на бездефицитный гумус 4480 5365,4 – 4480 = 885,4 т Таким образом можно сделать вывод что в севооборотах наблюдается положительный баланс гумуса. Более ценным органическим удобрением является торфонавозный компост. Таблица 9 План применения органических удобрений в севообороте № поля Культура Органические удобрения, т УПН Физический вес 1 Чистый пар 40 2 Озимая рожь 3 Ячмень и мн. травы 4 4 Мн. травы 1 г. п. 5 Мн. травы 2 г. п. 6 Яровая пшеница 7 Ячмень 23,4 8 Овес Органические удобрения применяют прежде всего под культуры, наиболее отзывчивые на органические удобрения, поэтому под чистый пар и ячмень мы запахиваем 40 и 23,4 т/га торфонавозного компоста. План и технология известкования почвы в севообороте (основной севооборот). При определении места внесения извести в севообороте необходимо учитывать следующее: - Неодинаковую чувствительность возделываемых культур к кислой реакции почвы и содержанию алюминия и марганца; - Период времени от внесения до проявления максимально нейтрализующей способности – конкретного вида известковых удобрений. Дозу СаСО3 можно рассчитать по значению обменной кислотности. Так, например, при рН = 4,8 необходимо внести 3,0 т/га СаСО3 . Узнав значение СаСО3 можно рассчитать дозу конкретного известкового удобрения. В данном севообороте в качестве известкового удобрения можно использовать доломитовую муку (90% действующего вещества и 12% влажности). Формула 8 Д = Н*100*100 / (100 – В)*(100 – К)*П, где Д – количество известкового удобрения, которое надо внести с учетом влажности, примесей и содержания крупных частиц, т/га; Н – доза чистого и сухого СаСО3 (которую определяют по гидролитической кислотности или по таблицам), откорректированная в зависимости от севооборота, т/га; В – влажность удобрения, %; К – количество примесей и частиц крупнее 1 мм, %; П – нейтрализующая способность известкового удобрения в пересчете на СаСО3 , %. Д = 6,65*100*100 / (100 – 10)*100 = 7,4 Полные нормы извести вносят в почву сразу или в несколько приемов. При внесении нормы за один прием достигается более быстрая и полная нейтрализация кислотности всего пахотного слоя почвы на длительный срок и обеспечивается получение более высоких прибавок урожая большинства сельскохозяйственных культур. Полную и половинную нормы извести заделывают осенью под зяблевую вспашку или весной под ее перепашку. Меньшие дозы извести (1/4 – 1/5 полной нормы) недостаточны для снижения кислотности всего пахотного слоя почвы, поэтому вносят их в рядки при посеве и в лунки при высадке рассады, с тем, чтобы снизить кислотность прикорневой зоны почвы. При внесении полной дозы известковых удобрений необходимо этот процесс сочетать с применением навоза и минеральных удобрений. № п/п Культура рН KCl или Нг Доза, т/га 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 СаСО3 Доломитовая мука Культура Доломитовая мука Культура Доломитовая мука Культура Доломитовая мука Культура Доломитовая мука Культура Доломитовая мука Культура Доломитовая мука Культура Доломитовая мука Культура Доломитовая мука 1 Чистый пар 5,0 4,5 4,9 Озимая рожь - Ячмень + мн. травы 4,9 Мн. травы 1 г. п. - Мн. травы 2 г. п. - Яр. пшеница - Ячмень - Овес - Чистый пар 4,9 2 Озимая рожь 4,8 5,0 5,5 Ячмень + мн. травы 5,5 Мн. травы 1 г. п. - Мн. травы 2 г. п. - Яр. пшеница - Ячмень 5,5 Овес - Чистый пар - Озимая рожь - 3 Ячмень + мн. травы 5,2 4,0 4,4 Мн. травы 1 г. п - Мн. травы 2 г. п. - Яр. пшеница - Ячмень 4,4 Овес - Чистый пар - Озимая рожь - Ячмень + мн. травы - 4 Мн. травы 1 г. п. 5,6 - - Мн. травы 2 г. п. - Яр. пшеница - Ячмень - Овес - Чистый пар - Озимая рожь - Ячмень + мн. травы - Мн. травы 1 г. п. - 5 Мн. травы 2 г. п. 5,0 4,5 4,9 Яр. пшеница - Ячмень - Овес - Чистый пар - Озимая рожь - Ячмень + мн. травы 4,9 Мн. травы 1 г. п. - Мн. травы 2 г. п. - 6 Яр. пшеница 4,8 5,0 5,5 Ячмень - Овес - Чистый пар 5,5 Озимая рожь - Ячмень + мн. травы - Мн. травы 1 г. п. - Мн. травы 2 г. п. - Яр. пшеница - 7 Ячмень 5,6 - - Овес - Чистый пар - Озимая рожь - Ячмень + мн. травы - Мн. травы 1 г. п. - Мн. травы 2 г. п. - Яр. пшеница - Ячмень - 8 Овес 5,0 4,5 4,9 Чистый пар - Озимая рожь - Ячмень + мн. травы - Мн. травы 1 г. п. - Мн. травы 2 г. п. - Яр. пшеница - Ячмень 4,9 Овес - Итого 30,1 5,5 4,9 5,5 4,4 5,5 4,9 4,9 4,9 Насыщенность на 1 га 0,4 0,7 0,6 0,7 0,5 0,7 0,6 0,6 0,6 Доломитовая мука в качестве известкового удобрения была выбрана с учетом следующих показателей: она является высокоэффективным, не требующим размола известковым материалом. Не слеживается, очень эффективна в севооборотах с бобовыми культурами, на среднесуглинистых почвах. Кроме того, по данным ВИУА, ячмень и озимая рожь дает более высокую прибавку урожая после внесения доломитовой муки, чем после внесения углекислой извести. Для внесения известковых удобрений можно применять следующие машины: 1-РМГ-4, РУМ-5 и т. д. Затем известковые удобрения заделывают боронами и плугами. Определение доз удобрений и расчет потребности в удобрениях. С учетом ранее рекомендованных доз органических удобрений необходимо определить дозы минеральных удобрений. При расчете доз минеральных удобрений для данного севооборота используется метод элементарного баланса. Для расчета доз N, P2 O5 , K2 O используется следующая формула: Формула 9 Д = (ВУ – (З*КП +О*К0 +П*К1 +Р*КР ))/К2 , где Д – дозы N, P2 O5 и K2 O, д. в. кг/га; ВУ – хозяйственный вынос элемента с плановым урожаем, кг/га; З – запас N, P2 O5 , K2 O, кг/га; КП - коэффициент использования элемента из почвы, доли единиц (при 10% - 0,1; при 20% - 0,2 и т. д.) О – количество элемента в органическом удобрении, кг/га; К0 – разностный коэффициент использования элемента органического удобрения, доли единицы; П – количество элемента в удобрении предшественника или в после уборочных остатках, кг/га; К1 – разностный коэффициент использования удобрений или остатков предшественника, доли единиц; Р – рядковое удобрение, кг д. в./га; КР – разностный коэффициент использования припосевного удобрения, доли единиц; К2 – разностный коэффициент использования удобрения при допосевном внесении, доли единиц рН = 5,1; P2 O5 = 111,3; K2 O = 95. Рассчитаем дозы удобрений: Озимая рожь: N P2