авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ БИБЛИОТЕКА РОССИИ

КОНФЕРЕНЦИИ, КНИГИ, ПОСОБИЯ, НАУЧНЫЕ ИЗДАНИЯ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:   || 2 | 3 |
-- [ Страница 1 ] --

УКРАИНСКАЯ НАЦИОНАЛЬНАЯ АКАДЕМИЯ АГРАРНЫХ НАУК

ИНСТИТУТ ГИДРОТЕХНИКИ И МЕЛИОРАЦИИ

ИНСТИТУТ ЗЕМЛЕДЕЛИЯ ЮЖНОГО РЕГИОНА

БИОЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ

ОРОШАЕМЫЕ

АГРОЭКОСИСТЕМЫ

НАУЧНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ АГРАРНОГО

ПРОИЗВОДСТВА

(Южная Степь Украины)

Под редакцией члена-корреспондента НААНУ

Ю.О. ТАРАРИКО

Киев – 2010

УДК 631.11.1

ББК 63.28.08.03

Т11 Биоэнергетические орошаемые агроэкосистемы. Научно технологическое обеспечение аграрного производства (Южная Степь Украины). – К.: ДИА, 2010. – с.

На основе обобщения результатов многолетних исследований в стационарных и временных агротехнических опытах осуществлена оценка агроресурсного потенциала Южной Степи Украины. Показано, что относительно природного фона плодородия орошения дает возможность увеличить продуктивность севооборотов при зональных системах удобрения более чем в дважды, без удобрений – в 1,4 раза При этом, коэффициент ее вариации за годами снижается с 50 до 20 %. Обнаружены закономерности использованные при моделировании развития реальной агроэкосистемы по характерным сценариям современной производственной практики и относительно перспективных вариантов использования имеющегося агроресурсного потенциала с приоритетом получения овощной продукции (томатов). Обоснованы принципы перехода агроэкосистем к динамическому развитию на принципах биоорганического орошаемого земледелия, минимализации применения химико-техногенных ресурсов, экологической сбалансированности и энергетической независимости аграрного производства.

Проведен объективный экономический анализ целесообразности внедрения системы орошения в условиях Южной Степи Украины. Показано, что путем созданиям региональных действующих моделей постоянного аграрного производства можно приобрести необходимый опыт и распространить его на разных уровнях управления АПК региона. Это дает возможность реализовать стратегию укрепления продовольственной безопасности и энергетической независимости государства, в частности благодаря рациональному использованию мелиорируемых территорий.

Издание предназначено для руководителей и персонала сельскохозяйственных предприятий и студентов аграрных учебных заведений.

УДК 631.11. ББК 63.28.08. Рекомендовано к печати Ученым советом Института гидротехники и мелиорации УААН (протокол № 12 от 22 октября 2009 года) Рецензенты:

Рецензенты:

Є.М.Лебидь, академик НААНУ В.О.Ушкаренко, академик НААНУ В.С.Сниговый, член-корреспондент НААНУ © Ю. Тарарико, ISBN БИОЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ ОРОШАЕМЫЕ АГРОЭКОСИСТЕМЫ На основе обобщения результатов многолетних исследований в стационарных и временных агротехнических опытах дана оценка агроресурсного потенциала Южной Степи Украины. Показано, что относительно естественного фона плодородия почвы орошение позволяет увеличить продуктивность севооборотов при применении зональных систем удобрения более чем в 2 раза, без удобренний – в 1,4 раза.

При этом коэффициент вариации этого показателя снижается с 50 до 20%.

Установленные закономерности использованы при моделировании развития реальной агроэкосистемы по характерным сценариям современной производственной практики и относительно перспективных вариантов использования имеющегося агроресурсного потенциала с приоритетом получения овощной продукции (томатов). Обоснованы принципы перехода агроэкосистем к динамичному развитию на основе биоорганического орошаемого земледелия, минимализации применения химико-техногенных ресурсов экологической сбалансированности и энергетической независимости аграрного производства.

Проведен объективный экономический анализ целесообразности внедрения системы орошения в условиях Южной Степи Украины. Показано, что путем создания региональных действующих моделей устойчивого аграрного производства можно приобрести необходимый опыт и распространить его на разных уровнях управления АПК региона. Это позволит реализовать стратегию укрепления продовольственной безопасности и энергетической независимости страны, в т. ч. за счет рационального использования мелиорированных территорий.

Книга предназначена для руководителей и персонала сельскохозяйственных предприятий и студентов аграрных учебных заведений.

THE BIOENERGETICS IRRIGATED AGROECOSYSTEMS On the basis of the generalization of the results of multiyear researches in the stationary and temporary agrotechnical experiences is realized the assessment of the agro-resource potential of the southern part of the steppe zone of the Ukraine. It is shown that in comparison with the natural background of the fertility of soil the irrigation makes it possible to increase the productivity of crop rotations during the application of zone systems of fertilizer more than 2 times, without the fertilizers - 1,4 times. In this case the coefficient of variation in the productivity of crop rotations is reduced from 50% to 20%.

The obtained regularities are used for the simulation of the development of real agro-ecosystem using the distinct scenarios of contemporary practical training for several perspective scenarios of the use of the available agro resource potential with the priority of obtaining vegetable production (tomatoes). The principles оf the transition of agroecosystems to the dynamic development on the basis of the bio-organic irrigated agriculture, minimization of the application of chemically-technogenic resources, ecological balance and energy independence of agrarian production are substantiated.

The objective economic analysis of expedience of introduction of the system of irrigation for the conditions of the Southern Steppe of Ukraine is conducted. It is well-proven that creation of regional operating models of sustainable agrarian production is effective way to obtain of necessary experience and distribution of it at the different levels of management of agroindustrial complex of region. Implementation of such approach will be instrumental in realization of strategy of strengthening of food safety and power independence of state, including, due to the rational use of the irrigated territories.

A book is intended for managers and personnel of agricultural enterprises and students of agrarian universities.

СОДЕРЖАНИЕ Вступление Природные условия (А.В. Чернокозинский, Ю.И. Гринь, А.Т.

1.

Калеников, В.В. Жбанов, В.М. Просунко) Агроресурсный потенциал региона (В.Л.Никишенко, Р.В.Сайдак, 2.

П.В. Писарь, А.В. Мелашич, В.А. Величко, Ю.В. Сорока ) Модели аграрного производства (Ю.А. Тарарико, Ю.В. Сорока, Р.В.

3.

Сайдак, Ю.Г. Лесной, Т.В.Митя) Структура посевных площадей и севооборота (Г.И. Личук, Ю.В.

4.

Сорока, Ю.Г. Лесной, А.В.Кравець) 5. «Брылевское» (Ю.А.

Особенности сценариев развития ОХ Тарарико, Д.Т. Винничук, Ю.В. Сорока, О.А.

Козаченко, Т.М. Игнатьева).

Животноводство и кормопроизводство (Д.Т. Винничук, Ю.В.

6.

Сорока, Ю.Г. Лисовий, С.В. Витвицкий) Баланс азота, фосфора и калия (О.М.Бердников, Ю.Г. Лисовий, Ю.В.

7.

Сорока, Л.М. Тимошенко, Н.И.Кузьменко) Баланс гумуса и органических удобрений (О.А. Андрийченко, Ю.Г.

8.

Лисовий, А.М. Натальчук, Ю.В. Сорока).

Биоорганическая система удобрения (Л.Д. Глущенко, П.Г. Дульнев, 9.

Л.А. Анишин, Ю.В. Сорока, И.А. Евстратенко) 10. Техническое обеспечение (А.М. Мазуренко, Ю.В. Сорока, О.М.

Мельничук).

Системы орошения (Ю.И. Гринь, А.Т. Калеников, В.В. Жбанов) 11.

12. Экономический анализ (О.А. Козаченко, Ю.В. Сорока, О.Ф.

Молчанова) 13. Оптимизация структуры агроландшафта (Ю.О. Михайлов, Ю.Ю.

Даниленко, С.О. Врадин) Выводы Библиография ВСТУПЛЕНИЕ Для более качественного информационного обеспечения сельскохозяйственного производства, прогнозирования его развития во второй половине прошлого века на базе региональных научных центров обеспечения агропромышленного производства (АПВ) была создана система стационарных агротехнических опытов [1]. Они являются информационной базой для прогнозирования эффективности агроклиматических почвенных, биологических, промышленных ресурсов, а также продуктивности как отдельных культур и севооборотов, так и в целом аграрного производства.

Это, в свою очередь, дает возможность осуществлять проработку разных сценариев или моделей развития аграрного производства, направленное на познание закономерностей круговорота вещества и потоков энергии в агросистемах [2–12]. То есть, наличие разных вариантов в долгосрочных агротехнических опытах дает возможность моделировать и прогнозировать результаты хозяйственной деятельности исходя из реальных производственных показателей, в частности структуры посевных площадей, состояния плодородия почвы, ресурсного обеспечения, численности сельскохозяйственных животных, условий агрометеорологии.

Однако на практике и в полевых агротехнических опытах полевые культуры относительно особенностей климатических условий по годам по разному реагируют на органические, минеральные удобрения и их комбинации. Потому, даже при условии обеспечения оптимальных параметров плодородия почвы остается проблема значительных колебаний урожайности культур и продуктивности севооборотов по годам в связи с особенностями условий агрометеорологии. Амплитуда этих колебаний тесно коррелирует с уровнем влагообеспеченности посевов. Сравнение в динамике продуктивности севооборотов на контроле и при органо-минеральной системе удобрения показало, что агроклиматические факторы, лимитируя урожай на контроле распространяют свое действие и на эффективность удобрений. Эта закономерность прослеживается в стационарных опытах в разных почвенно-климатических условиях. Поэтому стабильно высокой продуктивности севооборотов в значительной мере достигают при рациональном использовании мелиорируемых территорий.

Оптимальный водный режим дает возможность стабилизировать и более точно прогнозировать урожай основных полевых культур. Ожидаемые показатели развития отрасли животноводства определяют потребность в кормах, площади посева и продуктивность кормовых культур, объемы накопления органического углерода, стабильного производства биогаза, биогумуса и животноводческой продукции. Избытки нетоварной части урожая также есть ценным агроресурсом. Исходя из уровня урожайности полевых культур, можно предусмотреть объемы накопления соломы и стеблевой массы и рекомендовать технологические приемы их рационального использования. Информация об ожидаемом уровне урожая, объемы побочной продукции, накопления отходов животноводства делает возможными определение потребности в трудовых и промышленных ресурсах, а именно в технических средствах, энергоносителях, агрохимикатах, семенах. В свою очередь, агротехнологии должны обеспечивать эффективное использование и рациональное сочетание промышленных и биоресурсов (биологическое топливо, биологический азот, отходы животноводства и растениеводства, биомасса сидератов, биогумуса) при условии воссоздания плодородия почвы. Это также дает возможность прогнозировать и активно регулировать изменения качественных характеристик почв, запасов органического углерода, элементов питания, которые в сущности обеспечивают эффективное использование промышленных ресурсов и соответствующую продуктивность посевов.

Следовательно, изложенные в книге результаты исследований посвящены именно решению заданий более полного использования агроресурсного потенциала юга Украины, повышение постоянства и эффективности аграрного производства путем совершенствования его отраслевой структуры, в частности через разработку и реализацию системы орошения на примере Брылевской опытной станции и ее опытного хозяйства.

Реализация на практике наиболее перспективных сценариев развития этого сельскохозяйственного комплекса даст возможность приобрести практический опыт, на этой основе провести подготовку и переподготовку кадров на всех уровнях управления АПК и осуществить фундаментальную технологическую переориентацию аграрного производства региона на принципах формирования его энергетической независимости, внедрения высокопродуктивных биоорганических орошаемых систем земледелия, обеспечения более полного использования трудовых ресурсов и производства продуктов питания наивысшего качества в широком ассортименте с высокой рентабельностью.

1. ПРИРОДНЫЕ УСЛОВИЯ Климат. Объекты исследований Брылевская ОС и ОХ «Брылевское», в дальнейшем ОХ «Брылевское», принадлежат к степной почвенно экологической зоны Украины [13]. Климат этого региона засушливый с большими ресурсами тепла. Средняя месячная температура воздуха самого теплого месяца (июля) 22,5–23,5 °С, а самого холодного (января) – от -3 к - °С.

Суммы температур выше составляют 10°С 3300–3400°С.

Гидротермический коэффициент равняется 0,6, потому для выращивания сельскохозяйственных культур необходимо орошение. Средняя длительность безморозного периода 180–200, а вегетационного – 225–230 дней. Вегетация начинается в конце третьей декады марта и заканчивается в первой декаде ноября.

На территории региона, особенно в его южной части, часто наблюдаются суховеи. Средняя многолетняя сумма осадков за год на севере области составляет 310мм. Снежный покров не глубок и не стоек. За зиму насчитывается 20–30 дней со слоем снега 3–5см. Объект исследований находится южнее вехе “Воейкова-броднова”, де в холодное время года преобладают северо-восточные ветры, а в теплое – северо-западные.

Весенние заморозки заканчиваются во второй декаде апреля, но в отдельные годы могут наблюдаться и в мае. Осенние зазимки наступают чаще в третьей декаде октября, а наиболее ранние – в третьей декаде сентября. По данным метеостанции “Аскания-нова”, показатели испарения и осадков имеют 75-ти и 95-ти процентную обеспеченность, которую необходимо учитывать при расчетах режима орошения, приведенные в табл.

1.1 и 1.2.

Учитывая коэффициент евапорометра К=0,8, суммарное испарение процентной обеспеченности за вегетационный период составляет:

EUcrop = 830* 0,8 = 664мм.

При значении коэффициента евапорометра К=0,8 суммарное испарение процентной обеспеченности за вегетационный период составляет:

EUcrop = 972 * 0,8 = 777,6 мм Таблица 1.1 Среднее испарение с водной поверхности за период 1993– гг. и количество осадков 75% обеспеченности Количество Месяц Осадки Р, мм. Испарение(Eо), мм.

суток на месяц IV 30 70 V 31 42 VИ 30 47 VИИ 31 10 VИИИ 31 32 ИХ 30 12 Х 31 2 Суммарное та среднее испарение и осадки за вегетационный период 217/7=31 830/7=118, EUcrop Таблица 1.2 Среднее испарение с водной поверхности за период 1993– 2008 гг. и количество осадков 95% обеспеченности Месяц Количество суток Осадки (Р), мм. Испарение (Eо), мм.

IV 30 10 V 31 1 VИ 30 26 VИИ 31 86 VИИИ 31 19 ИХ 30 1 Х 31 19 Суммарное и среднее испарение и осадки за вегетационный период Eо;

162/7=23 972/7= Р Агроклиматична характеристика сезонов года. Весна длится 1–1, месяца. Характерной особенностью ее есть быстрое нарастание суммы температур воздуха. Начало весны (первая декада марта) связано с датой постоянного перехода среднесуточной температуры воздуха через 0°С в сторону повышения. В конце второй и в начале третьей декады апреля среднесуточная температура воздуха переходит через 10°С. Максимальные температуры повышаются до 25–30°С.

Лето жарко и засушливо. В этот период выпадает большая часть годового количества осадков преимущественно в виде ливней. Частыми являются длительные бездождные периоды. Переход среднесуточной температуры воздуха через 15°С наблюдается в первой декаде мая, который отвечает началу наиболее теплой времени года. Средняя температура воздуха в июне – 24–25°С. Максимальная температура достигает 38–40°С.

Осень характеризуется увеличением дней с осадками, а также началом зазимков. Переход среднесуточной температуры воздуха через 10°С происходит во второй половине октября. Осенние заморозки наступают чаще всего в третьей декаде октября. Суховеи бывают ежегодно, а очень интенсивные отмечаются в 40–60 процентах лет.

Зима на территории региона очень мягкая с облачной погодой и частыми и длительными оттепелями, когда среднесуточная температура воздуха превышает 5°С.

В холодные зимы температура воздуха может снижаться к -32 -34°С.

Зимой на полях нередко создается ледовая корка [14].

Геоморфология и рельеф. В геоморфологическом плане территория опытного участка расположена в пределах Причерноморской впадины.

Рельеф практически равнинный, характерной особенностью которого являются небольшие повышения и понижения, то есть слабоволнистая равнина.

По данным солевых съемок Каховской ГГМЕ и почвенных карт Херсонского филиала института в пределах „Укрземпроект” землепользования ОХ «Брылевское» выделяется четыре типа почв: темно каштановые остаточносолонцюватые супесчаные, темно-каштановые остаточно-солонцеватые легкосуглинистые, лугово-чорноземные остаточносолонцеватые слабоосолоделые песчано-легкосуглинистые;

лугово каштановые остаточно солонцеватые глееватые легкосуглинистые. Их распространение, условия залегания и основные характеристики приведены в табл. 1.3.

Наиболее распространены темно-каштановые остаточно солонцевато легкосуглинистые почвы (91,6 % общей площади). В целом, почвы имеют толщину гумусового горизонта 60-90 см, содержание гумуса 0,8–2,3 %, то есть подавляющую площадь землепользования занимают почвы, что классифицируются как малогумусовые. Глубина залегания карбонатов в виде белоглазки достигает 80–150 см. Подстилающими породами являются древне-аллювиальные отложения. В целом, землепользование ОХ «Брылевское» включает 15 основных земельных контуров (рис. 1.1).

Рис. 1.1. Элементарные контура землепользования ОХ «Брылевское»

Агрохимическая характеристика почв этих контуров приведена в табл.

1.4.Гранулометрический состав почвы до глубины 100 см по результатам отбора шурфов № 1 и № 2 приведены в табл. 1.5.

Величина объемной массы почвы (плотность сложения) - один из наиболее важных показателей, определяющих величину водного, воздушного и теплового режима. Объємная масса характеризует степень уплотнения почв и используется для расчетов массы горизонтов и запасов воды. Оценка плотности почв проводится по градации: рыхлые – менее 1,1 г/см3;

слабоплотные – 1,1–1,3;

среднеплотные – 1,3–1,5;

плотные– 1,5–1,7;

очень плотные – более 1,7.

.

Таблица 1.3. Основные характеристики почв Площадь Глубина Гумусовый Содержание Подстилающая распространения, залегания Тип почвы горизонт, см гумуса, % порода га карбонатов, см Древне Темно-каштановые аллювиальные 69 68 0,98 102- остаточносолонцеватые супесчаные отложения Темно-каштановые остаточно 922 60 0,82-1,22 81-150 - солонцеватые легкосуглинистые Лугово-чорноземные остаточно солонцеватые слабоосолоделые песчано 6 64 1,60 76-150 - – легкосуглинистые Лугово-каштановые остаточно солонцеватые глееватые 10 90 2,37 - - легкосуглинистые Таблица 1.4. Агрохимическая характеристика почвы по элементарным контурам № контура Площадь га Гумус, % Р2O5 К2 O рН N 1 40,6 1,8 98 59 70 7, 2 73,9 1,6 115 63 82 7, 3 74 1,7 130 38 60 7, 4 72,9 1,5 85 55 76 6, 5 41,4 1,6 102 48 84 7, 6 43,1 1,6 88 49 102 6, 7 72,4 1,5 130 68 96 6, 8 73,7 1,0 76 46 58 7, 9 73,4 1,15 76 47 90 7, 10 40,9 1,2 72 60 69 6, 11 40,7 1,33 80 52 86 7, 12 84,5 1,3 90 60 115 7, 13 41,8 1,7 85 34 130 7, 14 96,2 1,4 143 29 130 7, 15 145,2 1,5 140 45 145 7, Отбор монолитов из шурфов для определения плотности почв проводили с помощью полевой лаборатории Литвинова. В пахотном слое (0-30см) монолиты отбирали режущим кольцом диаметром 50 мм в 5-ти разовой повторности в 10-ти сантиметровых слоях, а глубже – в 3-ох разовой повторности. Величина плотности почв приведена в табл. 1.6. Эти данные свидетельствуют о довольно высокой объемной массе почв, что характерно для легких суглинков.

Гранулометрический состав почвы к глубине 100 см по результатам отбирания шурфов № 1 и № 2 приведен в табл. 1.5.

Засоленность и солонцеватость почв на территории землепользование установлена в результате выполнения почвенно-солевой съемки и отражена в Таблица 1.5. Гранулометрический состав почвы Гранулометрический состав фракций, % Глуби на от- Почва менее 0,5- 0,25- 0,1- 0,05- 0,01 бора, см менее 0, 0,25 0,1 0,05 0,01 0,005 0, Шурф № супесь 0-25 16 28 27 9 8 12 супесь 25-50 17 26 30 10 4 13 суглинок легкий 50-75 14 21 35 6 17 7 суглинок легкий 75-100 12 21 27 12 21 7 Шурф № суглинок легкий 0-25 10 19 34 12 9 16 суглинок легкий 25-50 11 20 30 15 7 17 суглинок легкий 50-75 10 18 32 14 7 19 суглинок легкий 75-100 9 17 31 16 6 21 Таблица 1.6. Плотность строения почвы Шурф № 1 Шурф № среднее в среднее в среднее в среднее в глубина глубина глубина глубина интервалах, слоях, интервалах, слоях, отбора, отбора, отбора, отбора, см см см см г/см3 г/см3 г/см3 г/см 0-10 1,79 0-10 1, 10-20 1,91 0-30 1,85 10-20 1,64 0-30 1, 20-30 1,86 20-30 1, 30-40 1,85 30-40 1, 30-50 1,84 30-50 1, 40-50 1,83 40-50 1, 50-60 1,80 50-60 1, 60-70 1,65 60-70 1, 70-80 1,77 50-100 1,80 70-80 1,59 50-100 1, 80-90 1,83 80-90 1, 90-100 1,93 90-100 1, 0-100 1,82 0-100 1, фондовых материалах Каховской ГГМЕ. Степень засоления и солонцеватости почв определяли в соответствии с методическими рекомендациями по контролю водно-солевого режима и засоления почв на орошаемых землях Украины по содержанию токсичных солей, в зависимости от химического типа засоления. По результатам съемки земли исследуемых площадей, в слое 0–2,0 м не засолены.

Тип засоления преимущественно сульфатно-гидрокарбонатный и гидрокарбонатно-сульфатный. Общее содержание солей изменяется в пределах 0,059–0,089, токсичных солей – 0,024–0,044 %. Реакция почвенного раствора слабощелочная и изменяется в пределах 7,5–8,0 единиц рН.

Почвенно-подпочвенный горизонт по содержанию натрия (1,1–1,6 %) не является солонцеватой. По содержанию поглощенных катионов магния в ППК (25,7–29,0 %) почвы относятся к слабосолонцеватым. Сумма поглощенных оснований изменяется в пределах 14,90–16,00 мг-экв. на 100г почвы, то есть земли хозяйства вполне пригодны для орошения. Величина наименьшей влагоемкости, согласно наших исследований, на второй день после заливки площадок составляла в метровом слое почвы 18 %. Средние значения НВ по интервалам и слоям почвы приведенные в табл. 1.7.

Таблица 1.7. Наименьшая влагоемкость почв Средняя величина НВ по интервалам, % Глубина отбора, см 1-й день после заливки 2-й день после заливки 3-й день после заливки 0-10 20,7 19,2 18, 10-20 19,7 18,5 17, 20-30 18,9 18,2 17, 30-40 19,0 17,5 16, 40-50 18,6 17,7 17, 50-60 18,8 17,6 17, 60-70 19,0 17,6 17, 70-80 18,8 17,7 17, 80-90 18,9 17,9 17, 90-100 18,7 17,8 17, Условия гидрогеологии и геологических. Условия гидрогеологии территории землепользования характеризуются наличием трех водоносных горизонтов зоны активного водообмена, которые развиты выше регионального водоупора:

ґрунтовые воды в четвертичных отложениях;

водоносный горизонт в песках плиоцена;

основной неогеновый водоносный горизонт в известняках меотиссарматского возраста.

При этом, ґрунтовые воды имеют слабо-затрудненную гидравлическую связь с водоносным горизонтом в песках плиоцена, который каптуется дренажными скважинами на подтопленных участках в приканальний зоне Северно-крымского канала (СКК).

Геологический разрез верхней части зоны активного водообмена, который представляет интерес с точки зрения условий гидрогеологии на территории землепользования ОХ «Брылевское», характеризуется наличием покровной маломощной толщи четвертичных аллювиальных и эоловых песков, эолово делювиальних суглинков, которые составляют древнюю дельту р. Днепр. Эти отложения залегают на маломощном слое верхнеплиоценовых глин, которые перекрывают кимерий-куяльницкие песчано-глинистые отложения плиоцена.

Описание типичного для исследуемой территории геологического разреза приведено в табл. 1.8.

Глубина залегания ґрунтовых вод изменяется от 4,5 м до 6,5 м. Их поток направлен от каналов с юго-востока на северо-запад. Генетический тип режимов ґрунтовых вод на территории землепользования соответствует приканально климатическому. В многолетнем плане он коррелирует с осадками, а в сезонном разрезе зависит, преимущественно, от режима работы СКК и в меньшей степени от количества осадков. Многолетняя амплитуда колебаний уровня ґрунтовых вод достигает 0,8 м, а сезонная – 0,5–1,5 м. Максимально высокое положение уровней ґрунтовых вод наблюдают в марте-апреле в период заполнения СКК и главного участка Зонального магистрального канала, а минимальное – в сентябре–ноябре.

Прогноз условий гидрогеологии на исследуемой территории свидетельствует о том, что подтопления земель при орошении с применением водосберегающих технологий не ожидается.

Таблица 1.8. Типичный геологический разрез Геологиче- Интервал Мощность Литологический состав ский индекс глубин, м слоя, м Почвенно-растительный слой супесчаного или QIV 0,0-0,5 0, легкосуглинистого состава Суглинок легкий, лессовидный, плотный, от al-dQI-III 0,5-1,5 1, темно-бурого до светло-коричневого цвета Песок мелкозернистый, желто-коричневый, eol-alQI-III 1,5-3,8 2, глинистый, слабовлажный Суглинок средний, средней плотности, желто al-dQI-III 3,8-5,0 1, коричневого цвета, пластичный, влажный Песок мелкозернистый, желто-серый, глинистый, alQI 5,0-8,4 3, водонасыщенный Суглинок средний, средней плотности, желто al-dQI 8,4-14,5 6, серого цвета, мягко пластичный, влажный Глина желто-коричневая, плотная, пластичная, N23 14,5-21,5 7, влажная, в нижней части слоя песчанистая Раскрыта Песок мелкозернистый, серо-желтый, N22-3km-kj 21,5-24, мощность водонасыщенный Качество оросительных вод. Источником оросительной воды является вода главной части Зонального канала СКК, которую сезонно пополняют из Каховского водохранилища. Сезонный режим роботы каналов и достаточно большая скорость течения в них являются факторами, которые определяют идентичность химического состава и качества воды Каховского водохранилища и по трассе СКК в пределах Херсонской области. За период наблюдений Каховской ГГМЕ минерализация оросительной воды колебалась в границах от 0,33 до 0, г/дм3. Химический состав – преимущественно гидрокарбонатный, магниево кальциевый. По своим ирригационным качествам, оросительная вода согласно с ДСТУ 2730-94 отвечает II классу (ограниченно пригодная), причем единственным ограничительным показателем является щелочность воды. Величина рН воды колеблется от 7,7 до 9,2 од. При рН больше 8,2 в воде появляется карбонатная сода, содержание которой при рН 8,5-8,6 достигает критических границ, –0,3 мг экв. дм3, что опасно для растений с точки зрения ожогов листьев и корней.

Протокол результатов ирригационной оценки воды приведен в табл. 1.9.

Таблица 1.9. Протокол результатов ирригационной оценки воды СКК СК- 98 pH 8, Лаб № Дата Анионы Катионы Ед. изм.

ан. кат.

CO3 HCO3 SO4 Cl Ca Mg Na K мг/дм3 4,8 175,7 60,6 29,8 270,8 52,1 17,0 23,9 3,9 96, мг-экв. дм3 0,16 2,88 1,26 0,84 5,14 2,60 1,40 1,04 0,10 5, % 3,11 56,03 24,51 16,34 100,00 50,58 27,24 20,23 1,95 100, Дополнительные компоненты Отсутствующие Рекомендованные Опасность вторичного мероприятия Опасность ожога растений Опасность подщелачивания засол.

нормы Опасность осолонцевания.

содой общая токсичн. хлором солей по по по Cl-экв по гипса, мг-экв. дм3 щелочность, щелочность, мг-экв. дм3 мг-экв. дм3 г/дм3 pH CO3 HCO3-Ca Na+K, % т/1000 м мг-экв.

мг-экв. дм3 мг-экв. дм3 мг-экв. дм води дм сред.

щелоч.

0,16 2,88 0,28 0,84 2,80 0,37 0,16 0,28 22,18 0, огр. огр.

пригодна пригодна пригодна пригодна пригодна пригодна. пригодна пригодна приг. приг.

Результирующая оценка : вода ограниченно пригодная Тип воды по анионам - III Гидрокарбонатный, по катионам - 2-3 Кальциевый с повышенным содержанием магния Щелочность оросительной воды закономерно изменяется на протяжении года. В ноябре-феврале в водохранилище вода имеет самый низкий показатель щелочности (рН 7,8–8,0). В марте-апреле, когда заполняется СКК, происходит резкое увеличение этого показателя до 8,8, который в мае снижается до 8,5, а в июне-июле содержится в пределах 8,3–8,5. До конца лета происходит быстрое снижение рН до 8,1, а в сентябре-октябре – до 8,0. Кроме того, имеют место суточные колебания щелочности. Наивысшая щелочность оросительной воды на протяжении суток устанавливается с 10 ч. утра до 20 ч. вечера. С целью снижения опасности щелочных ударов на почвы и растения в летнее время следует проводить поливы в прохладное ночное время суток.

После заполнения Каховского водохранилища (в 1956 г.) минерализация воды за период его эксплуатации повысилась с 0,3 до 0,42–0,44 г/дм3. При этом существенно изменился химический состав воды: относительное содержание кальция уменьшилось в 1,8 раза, а содержание магния и натрия увеличилось, соответственно, в 1,9 и 2,1 раза. В результате уменьшения содержания кальция в воде карбонатно-кальциевое равновесие стойко сместилось в щелочную сторону и тенденция увеличения щелочности поливной воды сохраняется. Щелочность воды в СКК на протяжении поливного сезона не опускается ниже 7,6–8,0 ед. рН.

Поскольку почвы на участках принадлежат к группе щелочных, а оросительная вода согласно с ДСТУ 2730–94 отвечает II классу (ограниченно пригодная), то необходимо проводить постоянный контроль рН поливной воды и использовать ее при обязательном осуществлении комплекса мероприятий по предупреждению деградации орошаемых почв.

Качество воды в источнике орошения может изменяться при повышении температуры воды на протяжении поливального сезона в сторону ее ухудшения по показателям величины рН до 8,5 и больше и появления карбонатной соды (СО). Потому необходимо постоянно осуществлять контроль за качеством поливной воды и проводить мероприятия по ее улучшению.

2. АГРОРЕСУРСНЫЙ ПОТЕНЦИАЛ РЕГИОНА Для научного обоснования перспективных сценариев развития аграрного производства целесообразно применять методологию оценки агроресурсного потенциала территории с использованием долгосрочных агротехнических, временных и производственных опытов. Они являются теоретической информационной базой для определения эффективности агроклиматических почвенных, биологических, химико-техногенных ресурсов в оптимальном их сочетании относительно адаптированной отраслевой структуры производства и соответствующей урожайности отдельных культур, продуктивности севооборотов и агроэкосистем. Полевой опыт - это исследование, которое выполняют в полевых условиях на специально отведенном участке с целью определения влияния факторов жизни, условий или приемов выращивания на урожай сельскохозяйственных культур и его качество. Как ведущий метод исследований он включает наблюдение, корреляционный анализ, изучение измененных факторов и оценку их результатов. Наиболее характерной чертой и главной особенностью любого стационарного опыта является его повторяемость, ведь технологический цикл на протяжении значительного периода остается бессменным, большинство технологических операций выполняются в оптимальные сроки, а качество полевых работ отвечает существующим требованиям.

Долгосрочные агротехнические опыты предоставляют возможность моделировать отраслевую структуру, системы земледелия и агротехнологии в соответствии с определенной специализацией сельскохозяйственного производства. Например, вариант без удобрений рассматривают как модель хозяйственной деятельности растениеводческой специализации, которая базируется на эксплуатации естественного потенциала плодородия с отчуждением из поля основной и побочной продукции урожая. Использование на удобрение соломы, всей нетоварной части урожая, сидератов или их разных комбинаций с минеральными удобрениями также характерное для растениеводческого направления производства. Систематическое внесение небольших доз органических удобрений (10 т/га навоза) отвечает растениеводческо животноводческой специализации с плотностью сельскохозяйственных животных 100 усл. гол. на 100 га пашни. Уровень 20 т/га свидетельствует о сугубо животноводческом направлении производства, когда всю продукцию растениеводства используют в животноводстве [15].

Эффективность разных систем возделывания почвы, севооборотов, защиты растений, других агротехнических мероприятий также изучают в стационарных опытах. Они могут быть присущи определенной отраслевой структуре сельскохозяйственного производства и cоответствовать уровню его ресурсного обеспечения. В свою очередь, одним из важнейших показателей оценки эффективности любых агроэкосистем, систем земледелия и агротехнологий является достигнутый уровень урожайности полевых культур и продуктивность севооборотов. Обычно, он отражается через усредненные показатели за определенный период времени, по большей части, за ротацию севооборота. Это связано с тем, что урожайность разных культур в отдельные годы исследований существенно колеблется под воздействием факторов агрометеорологии. В итоге возникает необходимость изучения эффективности разных составных систем земледелия в плоскости переменных погодных условий [16]. Именно наличие систематических исследований с длительными наблюдениями в долгосрочных агротехнических опытах позволяют в известной мере решать проблему прогнозирования и наиболее обоснованного многоуровневого планирования хозяйственной деятельности с учетом реальных производственных показателей, в частности фактической структуры посевных площадей, поголовья сельскохозяйственных животных и ресурсов органических удобрений, систем обработки почвы, агрометеорологического обеспечения, систем орошения и осушения.

В настоящее время в Украине проводят около 100 стационарных опытов длительностью до 50 годов и больше. Ближайшим (55 км.) к ОХ «Брылевское», где проводят стационарные опыты, является Институт земледелия южного региона (ИЗЮР) НААНУ. Их результаты можно считать информационной базой для установления закономерностей формирования постоянных агроэкосистем в Южной Степи, сухостепной почвенно-экологической зоны и, в частности, ОХ «Брылевское».

Методика. Исследования проводили в стационарном опыте «Влияние длительного применения удобрений и орошения на продуктивность, качество сельскохозяйственных культур и плодородие почвы». Схема опыта представлена в табл. 2.1. Опыт заложен в 1970 г. Почва – темно- каштановая среднесуглинистая на лессовой породе.

Зерно-кормовой севооборот: люцерна 3-х летнего использования, озимая пшеница, кукуруза на зерно, кукуруза МВС, озимая пшеница. Площадь опытного участка 220,5м2, повторность 3-х разовая. Географические координаты: широта 46036' с. ш., долгота 32036' с. д., высота над уровнем моря 48м.

Таблица 2.1. Схема опыта «Влияние длительного применения удобрений и орошения на продуктивность, качество сельскохозяйственных культур и плодородие почвы»

Культуры севооборота № Вариант Озимая Кукуруза на Кукуруза Озимая Люцерна пшеница зерно МВС пшеница Без удобрений и без 1 - - - - орошения Удобрения без 2 N30P60K30 N60P60 N60P30 N60P30 N90P орошения Орошение без 3 - - - - удобрений Орошение и 4 N60P100K30 N120P90 N150P90 N150P90 N150P удобрения Зрошувальна норма, м3/га Ротация севооборота Озимая Кукуруза на Кукуруза Озимая Люцерна пшеница зерно МВС пшеница 1 – 1971 – 1978 рр. 1400 1200 2300 2000 2 – 1979 – 1986 рр. 1150 1000 2100 2100 3 – 1987 – 1993 рр. 1320 1100 2050 1850 4 – 1994 – 2000 рр. 850 400 600 600 5 – 2001 – 2007 рр. 600 400 800 800 Для оценки размаха колебаний урожайности культур и продуктивности севооборота по годам использовали коэффициент вариации [10]. Данный показатель рассчитывают по формуле (1.1):

V= • 100 (1.1) x где V- коэффициент вариации %;

– середнеквадратическое отклонение показателя;

x – середнеарифметическое значение показателя.

Расчетный коэффициент вариации исследуемого показателя, может группироваться в соответствии с принятой шкалой качественной оценки [11]:

меньше 15% – низкий;

15 – 30 – средний;

свыше 30 – высокий.

Озимая пшеница. Естественный потенциал Сухой Степи может обеспечить достаточно высокую, однако нестабильную продуктивность основных полевых культур. Так, середнемноголетняя урожайность озимой пшеницы в стационарном опыте на фоне естественного плодородия почвы без орошения после люцерны составляет 28,8 ц/га и колеблется от 11,1 до 44,9 ц/га. Отклонение минимального и максимального уровня урожайности от среднего значения составляет в среднем по годам проведения исследований соответственно 61 и 56 % с коэффициентом вариации 42,6 % (табл. 2.2). Эти колебания обусловлены преимущественно неоднородным влиянием особенностей агрометеорологических условий года, ведь остальные естественные и производственные факторы формирования урожайности в стационарном опыте остаются неизменными.

Таблица 2.2. Колебание урожайности зерна озимой пшеницы в зависимости от удобрений и орошения (ИЗЮР), ц/га Варианты опыта без удобрений орошение Показатели удобрения без орошение без и без и орошения удобрений орошения удобрения Средняя 28,8 32,3 37,5 52, Минимальная 11,1 13,2 23,1 41, Максимальная 44,9 39,1 46,5 60, Коэффициент вариации 42,6 34,1 23,2 14, Удобрения в этой зоне, при других неизменных условиях, могут обеспечить среднюю урожайность пшеницы на уровне 32,3 ц/га, что на 3,5 ц/га, или на 12 %, превышает продуктивность на фоне естественного плодородия почвы. Рядом с повышением продуктивности озимой пшеницы за счет удобрений, растет и уровень постоянства урожайности, варьирование которой снижается до 34,1 %.

Орошение в Степной зоне является самым весомым фактором повышения урожая культур и продуктивности севооборотов. Так, за счет этого ресурса средняя урожайность озимой пшеницы на фоне без удобрений повышается до 37,5 ц/га с колебанием по годам от 23,1 до 46,5 ц/га. Коэффициент вариации урожайности при орошении снижается до 23,2 %, то есть постоянство продуктивности посевов повышается почти вдвое сравнительно с вариантом без орошения и на 10,9 % сравнительно с вариантом с удобрениями без орошения.

Это свидетельствует о том, что обеспечение оптимального водного режима в данных почвенно-климатических условиях сравнительно с удобрениями имеет более весомое влияние на уровень формирования урожайности пшеницы и ее стабильности по годам.

Сочетание удобрений и орошения обеспечивает наиболее существенный рост продуктивности посевов озимой пшеницы. Ее средняя урожайность за счет этих двух агротехнических факторов возрастает до 52,1 ц/га, что на 23,3 ц/га, или 81 % превышает этот показатель на фоне естественного потенциала зоны сухой Степи. При этом, значительно снижается ежегодное влияние условий агрометеорологии на выход зерна озими, а именно на ее годовые колебания.

Уровень вариабельности (вариативности) урожайности снижается до 14,7 % против 42,6 % на контроле.

Кукуруза. Естественный потенциал сухостепной почвенно-экологической зоны может обеспечить, в среднем, 236,5 ц/га кукурузы, собранной в фазе молочно-восковой спелости (МВС). Годовые колебания урожайности этой культуры связанны с изменчивостью условий агрометеорологии и колеблются в пределах от 117 до 401 ц/га с коэффициентом вариации – 46,1 % (табл. 2.3).

Кукуруза имеет хорошо развитую корневую систему, в результате чего активно использует питательные вещества из почвы. Но, в среднем по годам исследований, как и на озимой пшенице, удобрения, в сравнении с природным фоном плодородия, способствовали повышению выхода зеленой массы лишь на 29,1 ц/га, или 12,3 %. Кроме того, систематическое применение удобрений не обеспечивает высокого уровня стабилизации урожайности этой культуры по годам, коэффициент вариации составляет 45,2 %.

Таблица 2.3.Колебание урожайности зеленой массы кукурузы МВС в зависимости от удобрений и орошения (ИЗЮР) Варианты опыта без удобрений орошение Показатели удобрения без орошение и и без орошения удобрения без орошения удобрений Средняя 236,5 265,6 351,8 495, Минимальная 117,0 116,0 277,0 344, Максимальная 401,0 432,0 492,0 620, Коэффициенты 46,1 45,2 21,5 19, вариации В условиях достаточных тепловых ресурсов территории систематическое орошение обеспечивает относительно высокую продуктивность посевов кукурузы со средней урожайностью на уровне 350 ц/га, что почти на 50 % превышает вариант без орошения. При условии оптимизации водного режима значительно повышается стабильность производства зеленой массы по годам. Коэффициент вариации урожайности кукурузы МВС снижается до 21,5 % против 46,1 % на богаре.

Удобрение и орошение, как и на озимой пшенице, способствуют формированию наивысшей продуктивности кукурузы. Средняя урожайность этой культуры на фоне систематического сочетания удобрений и орошения составляет 495,3 ц/га, что на 258,8 ц/га или более чем в дважды, превышает абсолютный контроль и на 86 % преобладает эффективность удобрений на богаре. Совместное влияние этих факторов также обеспечивает достаточно высокий уровень стабилизации продуктивности посевов кукурузы по годам. Коэффициент вариации урожайности при таком положении составляет лишь 19,0 % но ее уровень колеблется в пределах от 344 до 620 ц/га.

Многолетние травы (люцерна). Естественный потенциал плодородия темно-каштановой почвы в засушливых условиях сухой Степи обеспечивает в среднем 110 ц/га зеленой массы люцерны за период ее 3-летнего использования с коэффициентом вариабельности 53,8 % (табл. 2.4). Удобрения способствуют росту урожайности люцерны до 136,7 ц/га, что на 24,9 ц/га, или 22 % превышает контроль. При этом, заметный рост продуктивности посевов люцерны за счет систематического применения удобрений относительно фона естественного плодородия не сопровождается повышением уровня стабилизации урожайности годах – вариабельность остается высокой – 53 %.

Таблица 2.4. Колебание урожайности зеленой массы люцерны 3-летнего использования в зависимости от удобрений и орошения (ИЗЮР) Варианты опыта без удобрений орошение Показатели удобрения без орошение и и без орошения удобрения без орошения удобрений Средняя 111,8 136,7 170,3 250, Минимальная 39,0 40,0 57,0 89, Максимальная 167,0 193,0 244,0 357, Коэффициент 53,8 53,0 37,4 22, вариации Орошение по сравнению с удобрениями, как и на предыдущих культурах, обеспечивает в этих почвенно-климатических условиях значительно более высокую урожайность люцерны. При оптимизации водного режима средний выход зеленой массы составлял 17 т/га, что на 6 т/га, или на половину больше, чем на контроле без орошения и на 25 % превышает вариант с удобренным фоном на богаре. Кроме того, орошение на 16 % повышает постоянство урожайности люцерны по годам. Систематическое внесение удобрений на фоне орошения является основной предпосылкой повышения урожайности люцерны и ее стабильности по годам в степной зоне. За счет их совместимого действия средняя урожайность люцерны выросла до 250 ц/га, то есть в 2,2 разы превысила контроль без удобрений и орошения, а коэффициент вариации продуктивности посевов этой культуры снизился до 22,9% по сравнению с 53 % на фоне естественного плодородия и при систематическом применении удобрений без орошения.

В основу оценки продуктивности Продуктивность севооборота.

севооборота положена средняя урожайность сельскохозяйственных культур, выраженная в кормовых единицах. В среднем, севооборот за счет естественного плодородия темно-каштановой почвы в засушливых условиях региона обеспечивает выход 34 ц/га к. е., с высоким уровнем колебаний по годам – 47,7 %.

Улучшение питательного режима почвы путем внесения минеральных удобрений повышает ее продуктивность до 38,9 ц/га, что на 4,9 ц/га к. е., или на 14,4 % больше сравнительно с контролем. При этом, на фоне длительного применения удобрений годовые колебания продуктивности севооборота остаются на высоком уровне и составляют 44,0 %, что лишь на 3,7 % ниже естественного потенциала (табл. 2.5).

Средний выход продукции по культурам в севообороте значительно растет от оптимизации водного режима почвы при орошении и достигает 48,6 ц/га к. е., что на 14,6 ц/га, или 43 % превышает контроль и на 25 % преобладает эффективность одних удобрений. Кроме того, орошение значительно снижает годовую вариабельность производства продукции – коэффициент вариации сокращается из 47,7 на фоне без удобрений и орошения до 27,3 %. За счет улучшения питательного и водного режимов почвы средняя продуктивность севооборота возрастает вдвое и составляет 68,9 ц/га к. е.

Таблица 2.5. Продуктивность севооборота в зависимости от удобрений и орошения (ИЗЮР) Продуктивность севооборота Коэффициент вариации Вариант + к варианту № ц/га к. е. + к варианту № % ц/га к. е. % 1. Без удобрений и без орошения - - 34,0 47, 2.Удобрениябез орошения без орошения 4,9 14,4 - 3, 38,9 44, 3. Орошение без удобрений 14,6 42,9 - 20, 48,6 27, 4. Орошение и удобрения 34,9 102,6 - 28, 68,9 19, Вместе с ростом продуктивности отмечается и значительное повышение ее стабильности по годам. Так, коэффициент вариации снижается до 19,0 % при 47, % на фоне естественного плодородия. Аналогичные тенденции, зависимости и закономерности прослеживаются и в других опытах ИЗЮР. Это подтверждается на примере сои.

Использование агроресурсного потенциала региона на примере сои.

Средняя урожайность сои без орошения за период 1968 – 1995 гг. составляла 10, ц/га и колебалась от 5,0 до 15,8 ц/га с коэффициентом вариации 33,3 %. Ее орошение в среднем обеспечивает рост урожайности до 30,1 ц/га, что на 19,4 ц/га, или 181 %, больше сравнительно с богаром. Кроме этого, на орошении годовая вариабельность урожайности снижается до 11,4 %, то есть стабильность продуктивности повышается втрое (табл. 2.6).

Таблица 2.6. Влияние орошения на урожайность сои (ИЗЮР) Урожайность, ц/га Прибавка от орошения Показатели без орошения с орошением ц/га % Средняя 10,7 30,1 19,4 181, Минимальная 5,0 23,1 7,5 48, Максимальная 15,8 38,6 30,4 446, Коэффициент вариации 33,3 11,4 25,7 52, Корреляционный анализ урожайности сои, в зависимости от условий увлажнения, свидетельствует о ее достоверной (тесной) связи с суммой осадков за апрель – июль с коэффициентом корреляции 0,64. Рядом с этим, коэффициент вариации составляет 30,1 % для осадков и 33,3 % для урожайности (урожайности) сои. Связь урожайности сои с осадками за период апрель– июль описывается уравнением регрессии второго порядка (2.1), графически зависимость отображена на рис. 2.1.

Ур бор = -5,4523 + 0,12992R4_7 – 0,0002 (R4_7) 2, (2.1) Ур бор = -5,4523 + 0,12992R4 7 – 0,0002 (R4_7) 2 (2.1) где Ур бор – урожайность без орошения, ц/га;

R47 – сумма осадков за период апрель-июль, мм Как представлено в табл. 2.6, прирост урожая от орошения по годам не является постоянной величиной и может изменяться в зависимости от особенностей года с 7,5 до 30,4 ц/га с коэффициентом вариации 25,7 %. Понятно, что прибавка урожая от орошения зависит от обеспеченности вегетационного периода естественной влагой (коэффициент корреляции с суммой осадков за апрель–июль – -0,60). Эта зависимость описывается уравнением параболы (2.2) (рис. 2.1).

Прур ор = 39,7447 - 0,1742R4_7 + 0,0003 (R4_7) 2, (2.2) Прур ор = 39,7447 - 0,1742R4 7 + 0,0003 (R4_7) 2 (2.2) где Прурор – прирост урожайности от орошения, ц/га;

R4_7 – сумма осадков за период апрель – июль, мм Из рис. 2.1. видно, что при сумме осадков за весенне-летний период менее 150 мм (что отмечается в 39 % годо-случаев) урожайность сои без орошения не превышает 10 ц/га, а прирост ее урожайности при таких условиях может достигать свыше 20 ц/га (табл. 2.7).

При условии, что сумма осадков за апреля – июль составляет 150 – 200 мм (отмечается в 36 % годо-случаев), урожайность сои может составлять от 10 до 12,5 ц/га, а прирост от орошения – 16,5 – 20,0 ц/га.

С ростом количества осадков до 200 – 250 мм (достоверность 11%), урожайность сои увеличивается до 12,5 – 14,5 ц/га, а прирост от орошения снижается до 14,5 – 16,5 ц/га.

Следовательно, орошение в зоне южной Степи является самым весомым фактором повышения продуктивности посевов сои, а его внедрение в 86 % случаев может повысить урожайность этой культуры в 1,2 – 3 раза.

Таблица 2.7. Достоверность обеспеченности разных уровней урожайности сои Сумма осадков за Урожайность без Прирост урожайности Вероятность апрель – июль, мм орошения, ц/га от орошения, ц/га повторения, % 150 и менее 10,0 и менее 20,0 и более 150 – 200 10,0 – 12,5 16,5 – 20,0 200 – 250 12,5 – 14,5 14,5 – 16,5 250 и более 14,5 и более 14,5 и менее 18 17 12 7 2 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240 260 280 300 Рис. 2.1. Урожайность сои без орошения (левая шкала) и прирост от орошения (правая шкала) в зависимости от суммы осадков за период апрель-июль Таким образом, анализ результатов исследований в стационарном опыте ИЗЮР дает возможность оценить естественный агроресурсный потенциал Южной Степи Украины и возможности его увеличения за счет агротехнических факторов, в частности удобрений и орошения.


Аналогичные закономерности установлены и в других временных и производственных опытах с разными сельскохозяйственными культурами:

природный фон плодородия темно-каштановой почвы обеспечивает продуктивность в среднем на уровне 35, использование удобрений – 40, орошение – 50 и удобрения в сочетании с орошением – 70 ц к. е./га.

3. МОДЕЛИ АГРАРНОГО ПРОИЗВОДСТВА Целью моделирования разнопрофильных агроэкосистем является поиск наиболее экономически выгодной, экологически сбалансированной структуры аграрного производства с высоким уровнем использования имеющегося агроресурсного потенциала территории и стойкости против внутренних и внешних негативных факторов. В отношении конкретных условий Южной Степи Украины, основным преимуществом является наличие больших ресурсов тепла и возможность производства овощного сырья высокого качества. С другой стороны, главным ограничивающим фактором продуктивности севооборотов является водный режим. Даже при достижении оптимальных параметров плодородия почвы на фоне органических и органо-минеральных систем удобрения по годам урожайность всех культур существенно колеблется в зависимости от погодных условий вегетации. Обеспечить высокий и стабильный уровень продуктивности посевов можно путем организации систем орошения, которые достаточно дорогие. Потому для определения целесообразности их внедрения предусматривается проведение сравнительной оценки наиболее типичных для современной практики аграрного производства моделей №1–4 с орошением и без него как при применении удобрений, так и на фоне естественного плодородия почвы с приоритетом производства овощной продукции на примере томатов.

Другим мощным фактором повышения эффективности агроэкосистем является освоение научно обоснованных севооборотов с оптимальными предшественниками и периодичностью возвращения культур на предыдущее место выращивания. Речь идет о том, что в монокультуре томаты выращивать проблематично, в связи со снижением продуктивности посевов на 40% и больше [17, 18]. Этот вариант является бесперспективным и не рассматривается.

Сохранить эталонную для зоны урожайность удается в ротации томатов с другими культурами, в частности зерновыми со сроком возвращения хотя бы через 1 год (модели №1–4). Эти сценарии являются условно допустимыми для освоения на ограниченный период времени, и характеризуется высокими расходами на агрохимикаты, в частности пестициды.

Оптимальным периодом возвращения томатов на одном поле является года в севообороте с многолетними травами (люцерной). При этом варианте биологические факторы используют более полно, хотя необходимо соответственно сократить удельный вес помидоров в структуре посевных площадей с расширением частицы значительно менее рентабельных культур.

Учитывая необходимость снижения зависимости или даже достижения полной независимости агроэкосистемы от внешних ресурсов, в частности энергоносителей, минеральных удобрений и пестицидов на примере моделей №5– 8 рассматриваются перспективные сценарии развития отраслевой структуры аграрного производства с приоритетом выращивания томатов с учетом современных технологических возможностей в производстве, переработке и хранении сельскохозяйственной продукции. Эти модели предусматривают создание замкнутых циклов биогенных элементов с их возвращением в почву с биогумусом в органической системе удобрения, потому варианты продуктивности севооборотов без удобрений не рассматриваются.

Следовательно, ниже приводится короткая характеристика, моделей, которые подлежат сравнительному анализу:

Модель №1. «Современная практика – продуктивность 3,40 т к. е./га»

предусматривает выращивание овощей в севообороте с зерновыми на примере томатов и озимой пшеницы без удобрений и орошения (ББ) со следующими уровнями урожайности: томаты – 34, озимая пшеница – 2,83 т/га.

Модель №2. «Современная практика – 3,89 т к. е./га» - выращивание овощей в севообороте с зерновыми (томаты и озимая пшеница) с удобрениями, но без орошения с уровнями урожайности: томаты – 38,9, озимая пшеница – 3, т/га.

Модель №3. «Современная практика – 4,86 т к. е./га» - выращивание овощей в севообороте с зерновыми (томаты и озимая пшеница) без удобрений с орошением (БО) с урожайностью томатов 48,6, озимой пшеницы – 4,05 т/га.

Модель №4. «Современная практика – 6,89 т к. е./га» - выращивание овощей в севообороте с зерновыми (томаты и озимая пшеница) с орошением и удобрениями с урожайностью томатов 68,9, озимой пшеницы – 5,74 т/га.

Модель №5. «Перспективная без животноводства – 3,89 т к. е./га» выращивание без орошения овощей (томатов) с оптимальной периодичностью возвращения в ротации с энергетичными культурами (рапсом), зерновыми (озимой пшеницей) и многолетними травами (люцерной) с их переработкой на томатный сок, растительное масло (биодизель) и хлебопродукты (мука) с производством из отходов и зеленой массы трав биогаза и биогумуса. Последний обеспечивает бездефицитный баланс гумуса и возвращение большей части вынесенных с урожаем элементов питания обратно в почву. В связи с этим, анализируется вариант продуктивности севооборота на фоне применения удобрений без орошения 3,89 т к. е./га с урожайностью культур: озимая пшеница – 3,24, рапс – 2,05, томаты – 38,9, люцерна – 25,9 т/га.

Модель №6. «Перспективная без животноводства – 6,89 т к. е./га»

аналогичная предыдущий, но значительно высшего уровня продуктивности благодаря орошению с урожайностью культур: озимая пшеница – 5,74, рапс – 3,63, томаты – 68,9, люцерна – 45,9 т/га.

Модель №7. «Перспективная с животноводством – 3,89 т к. е./га» без орошения со структурой посевных площадей аналогичной Моделям 5 и 6. Однако структура производства сложнее с использованием продукции растениеводства для получения томатного сока, биодизеля, молока, мяса, биогаза и биогумуса с урожайностью культур, которая соответствует среднему многолетнему уровню продуктивности севооборота в опытах с удобрениями без орошения: озимая пшеница – 3,24, рапс – 2,05, томаты – 38,9 люцерна – 25,9 т/га. Плотность животных 1,2 ус. гол. на гектар, их продуктивность по молоку – 1 л на 1 к. е., по мясу – на 1 кг 8 к. е. кормов.

Модель №8. «Перспективная с животноводством – продуктивность 6, т к. е./га» – подобная предыдущей отраслевой структуре, но значительно высшего уровня продуктивности за счет орошения с урожайностью культур:

озимая пшеница – 5,74, рапс – 3,63, томаты – 68,9, люцерна – 45,9 т/га. Плотность животных 1,5 ус. гол. на гектар, их продуктивность по молоку – 1 л на 1 к. е., по мясу – на 1 кг 8 к. е. кормов.

Урожайность культур по моделям принята в соответствии со средней многолетней продуктивностью аналогичного севооборота по идентичным фонам удобрения и орошения в стационарных и временных опытах ИЗЮР НААНУ (раздел 2).

В расчетах принято, что выход томатного сока из сырья – 80 % [19], соотношение побочной продукции и основной у томатов – 0,21, пшеницы озимой – 1,6, рапса – 2,4 [20, 21]. Коэффициенты пересчета в кормовые единицы для озимой пшеницы 1,2, рапса – 1,3, томатов – 0,1, люцерны – 0,2, комбикорма – 1,3, силоса – 0,2, соломы – 0,26, сыворотки – 0,12, костной муки – 0,33 [22, 23].

Частица отходов при переработке томатов – 20 % [19], выход муки из зерна – %, масла из семян рапса – 40 %. Влажность: шрота, высевок, соломы рапса, озимой пшеницы и стеблей томатов – 15 %, отходов переработки томатов – 40 %, зеленой массы многолетних трав и силоса – 80%, навоза – 75 % [22]. Выход из абсолютно сухого органического вещества биогаза – 70 %, биогумуса 30 %. Масса 1м3 биогаза – 1,2 кг, содержание метана в биогазе – 60 % [23]. Накопление биологического азота в севообороте – 25 кг на 1 т сухой массы многолетних бобовых трав [24].

4. СТРУКТУРА ПОСЕВНЫХ ПЛОЩАДЕЙ И СЕВООБОРОТА Научно обоснованная структура посевных площадей – одно из важных условий наиболее продуктивного использования земли и ресурсов, систематического роста производства растениеводческой и животноводческой продукции. На основе структуры посевных площадей по моделям формируется система севооборотов, которая должна строиться на таких основных принципах:

лучшие предшественники;

• оптимизация объемов грузоперевозок;

• расширенное воссоздание плодородия почвы при минимальных расходах • промышленных ресурсов при максимальном использовании биологических факторов с систематическим ростом средней продуктивности севооборотов;

высокая стойкость против негативных факторов, в частности • агроклиматических;

гибкость – возможность без нарушения освоенного севооборота • существенно увеличивать удельный вес отдельных культур при создаваемых условиях;

максимально возможный размер полей - снижение неэффективных затрат • ресурсов при выполнении технологического цикла – 10–20%.

В то же время, нынешнюю структуру посевных площадей, которая соответствует Моделям №1–4, для наиболее характерных вариантов современной практики ведения сельскохозяйственного производства, необходимо считать условно или временно допустимой (табл. 4.1). Речь идет о том, что удельный вес томатов значительно превышает научно обоснованный с неминуемым снижением плодородия почвы, ухудшением фитосанитарного состояния территории и качества продукции. То есть, такая система земледелия предусматривает проведение дополнительных агротехнических мероприятий, что связано значительными расходами химико-техногенных ресурсов, в частности агрохимикатов, необходимых для локализации негативных факторов и стабилизации продуктивности севооборота. С другой стороны, условная допустимость такой структуры посевных площадей и севооборота предусматривает их временность, то есть такое чередование зерновых и томатов можно позволить на определенный ограниченный период времени, например в переходный период к более совершенной отраслевой структуре аграрного производства в условиях ограниченных финансовых возможностей.


В перспективных Моделях №5–8 предлагается оптимальный для выращивания томатов срок их возвращения на предыдущее место, то есть рекомендуется для внедрения 4-польный севооборот (табл. 4.1). При узкой специализации, направленной на производство томатной продукции три четверти в структуре посевных площадей необходимо вынужденно занимать культурами, которые практически коммерчески не интересуют производителя. Учитывая срочную необходимость удовлетворения интересов, очевидно, что он будет постоянно склоняться к современным наиболее распространенным сценариям ведения производственной деятельности с максимально возможным насыщением структуры посевных площадей томатами (Модели №1–4). Однако, при условии совершенствования отраслевой структуры производства возникает возможность для постепенного перехода к 25%- части площадей томатов в севообороте без значительных финансовых потерь с такими преимуществами:

более полное использование биологических факторов с соответствующим • уменьшением расходов промышленных ресурсов, в частности агрохимикатов без снижения продуктивности посевов;

систематическое повышение плодородия почвы и увеличение объемов • выработанной продукции путем обеспечения расширенного воссоздания гумусового состояния почвы и многократного использования макро- и микроэлементов (рециркуляции);

освоение биоорганической системы высокопродуктивного земледелия с • производством продукции наивысшего качества с соответствующими преимуществами на внутреннем и внешнем рынках продовольствия;

обеспечение энергетических потребностей за счет собственных дешевых • ресурсов с достижением полной энергетической независимости от внешних источников;

достижение экологического равновесия в агроэкосистеме и создание • гармоничных условий жизни для местного населения, которое является важным в улучшении рыночного положения предприятия, укреплении его репутации и расширении внешних связей, упрощения процесса получения разрешений относительно деятельности и продукции, возможность (лицензий) удовлетворения критериям или требованиям инвесторов и расширения доступа на рынки капиталов;

Таблица 4.1. Структура посевных площадей и производство продукции Культура Площадь, га Урожайность, т/га Валовой сбор, т Модель № Томаты 500 34,0 Озимая пшеница 500 2,83 Продуктивность пашни, т к. е. 3, Модель № Томаты 500 38,9 Озимая пшеница 500 3,24 Продуктивность пашни, т к. е. 3, Модель № Томаты 500 48,6 Озимая пшеница 500 4,05 Продуктивность пашни, т к. е. 4, Модель № Томаты 500 68,9 Озимая пшеница 500 5,74 Продуктивность пашни, т к. е. 6, Модели №5 и Томаты 250 38,9 Озимая пшеница 250 3,24 Рапс 250 2,05 Люцерна 250 25,9 Продуктивность пашни, т к. е. 3, Модели №6 и Томаты 250 68,9 Озимая пшеница 250 5,74 Рапс 250 3,63 Люцерна 250 45,9 Продуктивность пашни, т к. е. 6, использование в системе механизма саморазвития и • самоусовершенствования, которое обеспечивает систематический рост ее продуктивности, повышения качества продукции без дополнительных затрат внешних химико-техногенных ресурсов.

При этом, под совершенствованием отраслевой структуры производства имеется в виду создание соответствующей по моделям инфраструктуры: элеватор, хранилища, перерабатывающее оборудование и др. С одной стороны, это требует значительных дополнительных финансовых расходов, с другой – эти расходы быстро окупаются, а созданная инфраструктура используется достаточно долго.

Короткий период окупаемости объясняется существенным сокращением объемов применения оборотных средств производства, в частности энергоносителей и агрохимикатов, за счет более полной реализации внутреннего потенциала. Кроме того, современные технологии переработки и хранения продукции позволяют не сразу закупать оборудование на максимальную мощность, а поэтапно в виде модулей меньшей мощности. агроэкосистемы. Следовательно, конкретно по Моделям №5–8 предлагается следующая структура посевных площадей: овощи (томаты) – 25%, зерновые (озимая пшеница) – 25, энергетические культуры (рапс) – 25 и многолетние травы (люцерна) – 25%. При такой структуре многолетние травы, в первую очередь, как культуры, которая оставляет в нем большое количество количество растительных остатков (органического углерода) и биологического азота.

выполняют функцию улучшения почвы. Организация переработки семян рапса на биодизель дает возможность полного обеспечения собственных агротехнологических потребностей при выращивании культур и на транспортировку полученной продукции. Зерновые вместе со шротом, биомассой люцерны и отходами переработки томатов являются оптимальной кормовой базой для животноводства или сырьем для газогенерации без животноводческой отрасли. Генерация газа-метана дает возможность полностью удовлетворить потребности производства в электро- и тепловой энергии.

В соответствии с параметрами Моделей №1–4, формирование севооборота из элементарных контуров предусматривает их группирование в два больших поля. Считается, что колебание размера полей от средней площади поля в севообороте не должно превышать 10–15%. В данном случае наименьшая разница между размерами двух полей обеспечивается при объединении контуров согласно со схемой на рис. 4.1(А). Для создания 4—х польного севооборота, который предусматривается для освоения производственных моделей №5–8, элементарные контура необходимо сгруппировать в поля в соответствии со схемой на рис. 4. (Б). При этом, средний размер поля севооборота будет составлять 253,2га, а отклонение от него фактической площади каждого из четырех полей не будет превышать 5%. Для последующих расчетов, с целью упрощения, средняя площадь поля для 2-польного севооборота принята за 500га, 4-х польного – 250га.

5. 5.ОСОБЕННОСТИ РАЗНЫХ СЦЕНАРИЕВ РАЗВИТИЯ ОХ «БРЫЛЕВСКОЕ»

А – формирование 2-х польного севооборота Б – формирование 4–х польного севооборота Рис. 4.1. Севообороты по Моделям №1–4 – А и №5–8 – Б Все модели или сценарии ведения аграрного производства ОХ «Брылевское», анализируемые в этом исследовании, разделяют на две группы. Первая с условным названием «Современная практика» – наиболее характерные, достоверные или распространенные в настоящее время сценарии с относительно простым производственным циклом – Модели № 1–4 (рис. 5.1 – 5.4).

РЕСУРСЫ трудовые механизация энергоносители пестициды семенной материал на фоне естественного плодородия почвы ЗЕМЛЕДЕЛИЕ НА БОГАРЕ 1000 га Овощные культуры (томаты) – 500 Зерновые (озимая пшеница) - 500 га га 2,83 т/га зерно + 4,53 т/га солома 34,0т/га плоды + 7,14 т/га стебли 17,0 тыс. т ТОМАТОВ 1,415 тыс. т ЗЕРНА Транспортировка сырья, 60 км ПЕРЕРАБОТКА Реализация: 13,6 тыс. т сока, т зерна ТОМАТОВ Отходы Стебли, солома – отчуждение или сжигание Продукция Затраты ресурсов Сырье и отходы Реализация продукции Готовая продукция на реализацию Границы системы Приобретение ресурсов Рис.5.1. модель №1-50% томатов без удобрений, без орошения РЕСУРСЫ трудовые механизация энергоносители пестициды семенной материал с применением удобрений ЗЕМЛЕДЕЛИЕ НА БОГАРЕ 1000 га Зерновые (озимая пшеница) - 500 га Овощные культуры (томаты) – 500 га 3,24 т/га зерно + 5,2 т/га солома 38,9 т/га плоды + 8,2 т/га стебли 1,62 тыс. т ЗЕРНА 19,5 тыс. т ТОМАТОВ Транспортировка сырья, 60 км Реализация: 15,6 тыс. т сока, 1620 т зерна Стебли, солома – отчуждение или сжигание Продукция Затраты ресурсов Сырье и отходы Реализация продукции Готовая продукция на реализацию Границы системы Приобретение ресурсов Рис.5.2. модель №2-50% томатов с удобрениями, без орошения Внедрение в нынешних условиях менее сложно и направлено на немедленное получение прибыли и удовлетворение текущих интересов производителя. Вторая группа «Перспективные модели» предусматривает поэтапное совершенствование отраслевой структуры производства, создание замкнутых технологических циклов, максимальное использование агроресурсного потенциала территории и биологических факторов, минимализацию зависимости от внешних химико техногенных и энергетических ресурсов и саморазвитие экологически сбалансированных агроэкосистем во времени с поэтапным повышением уровня продуктивности и качества изготовленной из них продукции.

РЕСУРСЫ трудовые механизация энергоносители пестициды семенной материал ОРОШАЕМОЕ ЗЕМЛЕДЕЛИЕ на фоне естественного плодородия почвы 1000 га Овощные культуры (томаты) – 500 Зерновые (озимая пшеница) - 500 га га 4,05 т/га зерно + 6,48 т/га солома 48,6 т/га плоды + 10,2т/га стебли 2,025 тыс. т ЗЕРНА 24,3 тыс. т ТОМАТОВ Транспортировка сырья, 60 км Переработка Реализация: 19,4 тыс. т сока, 2025 т зерна томатов Отходы Стебли, солома – отчуждение или сжигание Продукция Затраты ресурсов Сырье и отходы Реализация продукции Готовая продукция на реализацию Границы системы Приобретение ресурсов Рис.5.3. модель №2-50% томатов без удобрений, с орошением РЕСУРСЫ трудовые механизация энергоносители пестициды семенной материал ОРОШАЕМОЕ ЗЕМЛЕДЕЛИЕ с применением удобрений 1000 га Овощные культуры (томаты) – 500 Зерновые (озимая пшеница) - 500 га га 4,05 т/га зерно + 6,48 т/га солома 468,9т/га плоды + 14,5/га стебли 3,87 тыс. т ЗЕРНА 34,45 тыс. т ТОМАТОВ Транспортировка сырья, 60 км Переработка Реализация: 27,7 тыс. т сока, 3870 т зерна томатов Отходы Стебли, солома – отчуждение или сжигание Продукция Затраты ресурсов Сырье и отходы Реализация продукции Готовая продукция на реализацию Границы системы Приобретение ресурсов Рис.

5.4. модель №2-50% томатов с удобрениями и орошением РЕСУРСЫ трудовые механизация энергоносители пестициды семенной материал – 1000 га ЗЕМЛЕДЕЛИЕ НА БОГАРЕ на фоне удобрений 250 га 250 га 250 га 250 га Энергетические Зерновые (озимая Овощи (томаты) Многолетние пшеница) культуры (рапс) травы (люцерна) 38,9 т/га плоды 3,24 т/га зерно 2,05 т/га семян 25,9 т/га зеленая масса 8,2 т/га стебли 5,2 т/га солома 4,9 т/га солома ХРАНИЛИЩА НА 13-15 тыс. т ЭЛЕВАТОР Силос из выжимки, отходов и Переработка стеблей томатов, многолетних томатов 513 т семена 810 т зерно трав, соломы, шрота и высевок рапса 7,78 тыс. т Переработка ТОМАТНЫИЙ СОК Переработка ГАЗОГЕНЕРИРУЮЩАЯ зерна рапса УСТАНОВКА 7,78 т/га 1,73 тыс. т БИОГУМУС, 205 т 486 т 2 млн м 1,73 т/га РАСТИТЕЛЬНОЕ МАСЛО МУКА МЕТАНА 90% NPK 0,21 т/га 0,49 т/га 2 тыс. м3/га Реализация Продукция растениеводства Сберегание Биогумус Переработка Энергетические потребности производства и на Готовая продукция …………продажу Производственные Приобретение прочих ресурсов (техника, …………ресурсы пестициды, семена) Реализация продукции Граница системы Рис.5.5. модель №2-50% томатов с удобрениями, без орошения, без животноводства РЕСУРСЫ трудовые механизация энергоносители пестициды семенной материал ОРОШАЕМОЕ ЗЕМЛЕДЕЛИЕ с применением удобрений - 1000 га 250 га 250 га 250 га 250 га Энергетические Зерновые (озимая Овощи (томаты) Многолетние пшеница) культуры (рапс) 68,9 т/га плоды травы (люцерна) 5,74 т/га зерно 3,63 т/га семена 14,5 т/га стебли 45,9 т/га зеленая масса 9,2 т/га солома 8,7 т/га солома ХРАНИЛИЩА НА 24-25 тыс. т ЭЛЕВАТОР Силос из отходов и стеблей Переработка томатов, многолетних трав, томатов,17225 т соломы 908 т семена 1435 т рапса зерно 13,8 тыс. т Переработка Переработка зерна рапса ТОМАТНЫЙ СОК ГАЗОГЕНЕРИРУЮЩАЯ УСТАНОВКА 13,8 т/га 3,26 тыс. т БИОГУМУС, 860 т 360 т 3,8 млн м 3,26 т/га МУКА РАСТИТЕЛЬНОЕ МАСЛО МЕТАНА 0,86 т/га 0,36 т/га 3,8 тыс. м3/га Реализация …Продукция растениеводства Сберегание … Биогумус Переработка …На энергетические потребности производства и на Готовая продукция ………… реализацию Производственные Приобретение прочих ресурсов (техника, ре ресурсы пестициды, семена) Реализация продукции Граница системы Рис. 5.6. Модель № 6 – 25% томатов орошением без животноводства Модели современной производственной практики отличаются предельно высоким удельным весом в структуре посевных площадей наиболее прибыльных культур (в данном случае томатов) максимальным использованием естественного плодородия почвы, полной зависимостью от промышленных ресурсов внешнего происхождения и, как правило, без учета внутренних скрытых возможностей, являются экологически и социально неблагоприятными. Так, например, при освоение Модели №1 с основной продукцией томатов за пределы агроэкосистемы выводится азот, фосфор и калий [21], без учета других элементов питания, соответственно 25,5, 8,8 и 42,5 т, что в пересчете на физическую массу аммиачной селитры, суперфосфата и хлористого калия составляет 75, 44 и 71 т. Для компенсации выноса элементов питания с урожаем озимой пшеницы на площадь 500 га необходимо внести 86 т азотных, 52 фосфорных и 12 т калийных минеральных удобрений. Суммарная компенсационная потребность по видам туков соответственно составляет 161, 96 и 83 т. Если побочная продукция с поля также отчуждается, то количество недостающих минеральных удобрений увеличится до 240, 130 140 т. При сжигании нетоварной части урожая потери азота в пересчете на аммиачную селитру будут составлять почти 80 т.

То есть, для владельца средств производства при незначительных расходах трудовых и промышленных ресурсов это может быть наиболее приемлемым вариантом производственного цикла: «возделывание почвы – сев – уборка.

Однако этот вариант отличается относительно низкой продуктивностью и значительными ее колебаниями по годам в условиях нестабильного увлажнения.

При наличии мощного предприятия по переработке томатов, расположенного на определенном расстоянии, требуется более стабильная и высокая продуктивность посевов с целью более точного планирования производственных расходов, в частности загруженность мощностей, расходов на транспортировку. Например, по параметрам продуктивности Модели № 1 за перевозку 17 тыс. т сырья на расстояние 60 км. транспортные расходы составляют 1020 тыс. т-км. (рис. 5.1.).

При резком снижении собственного производства появятся дополнительные издержки связанные со своевременным обеспечением перерабатывающих мощностей сырьем других поставщиков.

С другой стороны, эти расчеты могут свидетельствовать о целесообразности сокращения транспортных расходов за счет снижения мощности перерабатывающих комплексов и их приближения к специализированным аграрным производственным системам. Это также создаст условия для эффективного использования побочной продукции переработки сырья, например, для производства биогаза, удобрений, кормов, а стоковых вод – для орошения.

Концентрация же производства будет сопровождаться нагромождением большого количества отходов переработки и грязной воды, что без соответствующей утилизации может создавать значительные экологические проблемы в зоне расположения перерабатывающего комплекса и приводить к дополнительным финансовым затратам, связанных со строительством очистительных сооружений или с разнообразными штрафными санкциями.

Модель №2. Результаты исследований в стационарных и временных опытах свидетельствуют о, существенном повышении урожайности полевых культур за счет применения относительно невысоких доз минеральных удобрений. При этом значительную часть продукции опять же получают за счет почвенных запасов элементов питания. Такое положение предопределяет необходимость выяснения экономической, энергетической и экологической целесообразности выращивания томатов и зерновых при систематическом применении удобрений без орошения.

Для этого прорабатывается Модель № 2 (рис. 5.2), которая характеризуется ростом продуктивности севооборота на 13 % с получением 15,6 тыс. т томатного сока и 1,62 тыс. т зерна с соответствующим увеличением расходов за счет применения удобрений и повышения объемов транспортных расходов до тыс. т-км. Модель также представляет интерес с точки зрения установления возможностей увеличения прибыли за счет интенсификации использования естественного потенциала плодородия почвы.

Модель №3 (рис. 5.3) аналогичная Модели №1, но природный фон плодородия эксплуатируется более интенсивно в системе оросительного земледелия. При этом дополнительные расходы на орошение обеспечивают на только больший эффект, чем удобрения, и дают возможность нивелировать значительные перепады урожайности культур по годам, снижая зависимость от агрометеорологических факторов.

За счет орошения предусматривается рост продуктивности севооборота к контролю (Модель №1) на 30%, что увеличит вынос элементов питания с основной продукцией в пересчете на аммиачную селитру, суперфосфат и калий хлористый в соответствии с 230;

140 и 120 т, а за отчуждение из поля малоценной части урожая (солома, ботва) – до 340;

190 и 200 т. При сжигании побочной продукции потери азота эквивалентные 113 т аммиачной селитры, а транспортные расходы достигнут 1460 тыс. т-км. Соответственно вырастут объемы накопления отходов и стоковых вод. Производственная структура значительно осложняется, существенно растут расходы финансовых ресурсов. Потому очевидно, что реализация такого сценария с орошением на практике целесообразна при наличии замкнутого производственного цикла с переработкой сырья и получением готовой продукции при условии ее гарантированной реализации. С другой стороны, мощный перерабатывающий сектор требует стабильных объемов производства сырья, что невозможно без создания системы орошения.

Модель №4 может быть сценарием наиболее интенсивного использования пашни с целью достижения максимальной продуктивности посевов томатов с обеспечением высокой стабильности получения запланированного количества исходного сырья для высокоэффективной работы перерабатывающего производства (рис. 5.4). Очевидно, этот вариант является наиболее затратным, поскольку предусматривается создание и эксплуатация системы орошения, а также компенсация растущего выноса с урожаем основной и побочной продукции элементов питания из почвы: аммиачной селитры почти 550 т, суперфосфата – больше 305 и хлористого калия -295 т. Необходимо также учитывать расходы на транспортировку дополнительных объемов сырья за счет орошения и удобрений, которые при реализации на практике этой модели ежегодно будут составлять почти 2,1 млн. т-км.

Таким образом, очевидно, что представлены наиболее характерные, типичные или достоверные варианты современной практики ведения аграрного производства в условиях Южной Степи Украины существенно отличаются как по уровню продуктивности посевов и стабильности урожайности выращиваемых культур, так и объемами расходов химико-техногенных ресурсов. Объективно оценить и обнаружить самые эффективные из них можно путем проведения всестороннего сравнительного экономического анализа.

Как уже отмечалось, отраслевая структура перспективных Моделей развития ОХ «Брылевское» №5–8 предусматривает высокий уровень рециркуляции элементов питания растений с органическими удобрениями, то есть многократное их использование в биоорганической системе удобрения. Потому анализируются только сценарии с продуктивностью агроэкосистемы, который отвечает удобренным вариантам в полевых опытах на фоне орошения (Модели №6 и №8) и без него (Модели №5 и №7).



Pages:   || 2 | 3 |
 





 
© 2013 www.libed.ru - «Бесплатная библиотека научно-практических конференций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.