Экономическая и энергетическая оценка минимизации обработки почвы под кукурузу

Кафедра агрономии Университета естествознания, Познань, Польша

В последние годы в Евросоюзе отмечается тенденция значительного увеличения доли зерновых в структуре посевов. Сегодня она составляет примерно 75%, а в некоторых хозяйствах достигает 80-100%. Такая ситуация вынуждает сельхозпроизводителя возделывать зерновые по зерновым, что имеет как положительное, так и отрицательное влияние на растения, почву и окружающую среду (табл. 1).

Таблица 1. Сравнение положительного и отрицательного влияния возделывания зерновых в монокультуре и севообороте (Sulewska 2007)

Кукуруза малотребовательная к предшественнику, и может возделываться в монокультуре (табл. 2). Тем не менее, результаты европейских исследований показывают, что в севообороте продуктивность кукурузы повышается на 30%.

Экономическая окупаемость возделывания культуры зависит не только от рыночной стоимости полученного урожая и цен на средства производства, но также, а может, и прежде всего, от уровня затрат на весь технологический процесс. Технология возделывания кукурузы очень затратная по трудовым и энергетическим ресурсам. По данным многих авторов, в общей структуре затрат на производство кукурузы обработка почвы занимает 25-35%. Поэтому ученые и практики находятся в поисках снижения затрат и упрощения технологии возделывания кукурузы, опираясь на экономические эффекты агротехнических решений.

Таблица 2. Снижение урожайности культур, возделываемых в монокультуре, по сравнению с севооборотом (Zawiślak, многолетние исследования)

В основе традиционной обработки почвы под кукурузу лежит глубокая осенняя вспашка, дополняемая рядом приемов подготовки почвы к посеву. Эта система, многократно проверенная и усовершенствованная, представлялась самым лучшим решением. Ее повсеместному применению содействуют многие неоспоримые преимущества: хорошее рыхление и измельчение почвы, перемешивание питательных веществ в верхнем слое почвы, снижение конкуренции со стороны сорных растений, эффективное внесение органических удобрений. Такой способ обработки почвы под кукурузу, дополненный современными средствами интенсификации производства (удобрения, средства защиты растений и т.п.), способствовал получению высокого уровня продуктивности и удовлетворительных экономических результатов.

Использование многих механических агроприемов, особенно вспашки, сопряжено с высокой интенсивностью труда и энергозатратами, прежде всего, с большим расходом дизельного топлива. Этот факт приобретает все большее значение в связи с постоянно растущими ценами на этот энергоноситель. Отрицательное влияние плужной вспашки выражается не только в экономических показателях. Такая обработка почвы влечет за собой неблагоприятные последствия в окружающей среде.

Многократный проход колес трактора и другой сельскохозяйственной техники по полю повышает плотность почвы, деформирует и разрушает ее структуру, ухудшает условия для роста и развития растений. Кроме того, традиционная технология возделывания кукурузы предполагает, что значительный период времени в году поверхность почвы остается открытой, что увеличивает риск эрозии пахотных земель.

Попытки преодолеть недостатки традиционной технологии возделывания кукурузы были направлены, в первую очередь, на повышение экономической эффективности, однако, также могли принести некоторые экологические преимущества. Они направлены на ограничение или упрощение технологии обработки почвы. Такие ограничения дали некоторые экономические эффекты, но были незначительными, поэтому дальнейшие поиски сосредоточились на более серьезных изменениях технологии, вплоть до отказа от глубокой вспашки, замены ее на менее энергоемкие приемы, выполняемые с помощью дисковой бороны или культиватора. Самой кардинальной формой ограничения обработки почвы стал полный отказ от вспашки, или прямой посев в стерню.

В Университете естествознания Польши с 1997 года проводятся исследования многолетнего возделывания кукурузы в монокультуре и технологии прямого сева. В исследованиях оценивались экономические и энергетические показатели 4 разных технологий возделывания:

• глубокая вспашка осенью (30 см), весной — культивация;
• мелкая вспашка осенью (15 см), весной — культивация;
• предпосевная вспашка весной (15 см), культивация;
• бесплужная технология — прямой сев в стерню.

За 13 лет исследований урожайность кукурузы зависела не только от погодных условий в отдельные годы, но также от способа обработки почвы (рис. 1).

Средняя урожайность зерна и содержание энергии в сухом веществе зерна при прямом севе были ниже более чем на 11% по сравнению с вариантами со вспашкой, независимо от глубины и сроков ее проведения (рис. 2). Эта тенденция была ежегодной.

Изучаемые способы обработки почвы существенно различались по затратам энергии на 1 га посевов кукурузы. Осенняя мелкая вспашка (В) по отношению к глубокой вспашке (А) снижала затраты энергии на гектар в среднем на 890 Мдж/га (минус 2,4%). По сравнению с осенней глубокой вспашкой незначительно меньшие затраты (на 142 Мдж/га, или 0,4%) были при весенней предпосевной вспашке (С). Вопреки ожиданиям, прямой сев, по сравнению с осенней глубокой вспашкой, снизил энергозатраты только на 141 Мдж/га (0,9%).

Прямой сев снизил затраты на возделывание по сравнению с осенней глубокой вспашкой (А) на 11,6% и по сравнению с весенней вспашкой (С) — на 11,1%. Изменение глубины осенней вспашки с 30 на 15 см снизило эти затраты наполовину — до 5,7%.

Показателем интенсивности производства растениеводческой продукции и применяемых при этом агротехнических приемов является эффективность энергетических и экономических затрат, выраженная их влиянием на количество и качество полученного урожая (рис. 3). Энергетические затраты на производство 100 кг зерна при прямом севе (D) по сравнению с вариантами со вспашкой (А, В, С) были выше более чем на 10%.

Изучаемые способы вспашки, как и прямой сев, не влияли существенно на стоимость производства 100 кг зерна. Несмотря на существенно меньшие затраты на проведение прямого сева (по сравнению со вспашкой), затраты на производство 100 кг зерна во всех вариантах не зависели от способов обработки почвы. Установленное негативное влияние прямого сева на урожайность зерна компенсировалось более низкими затратами на его проведение.

Навоз для кукурузы в монокультуре

Было установлено, что урожайность зерна зависела и от продолжительности возделывания кукурузы в монокультуре. Неблагоприятные изменения в почвенной среде привели к тому, что через 12 лет возделывания кукурузы в монокультуре в варианте с бесплужной обработкой и прямым севом в стерню урожайность зерна с каждым годом начала снижаться, по сравнению с ежегодной вспашкой.

Ученые задались вопросом: можно ли агротехническими приемами противодействовать этой негативной тенденции? Чтобы получить ответ на этот вопрос, многолетнее возделывание кукурузы в монокультуре с прямым севом в стерню один раз прервали глубокой осенней вспашкой (I вариант) и глубокой осенней вспашкой с одновременной заделкой полной дозы навоза (II вариант). Результат такого приема изучали в 5 последующих вегетационных периодах.

Было установлено, что прерывание многолетней монокультуры кукурузы однократной вспашкой привело к существенному повышению урожайности зерна, которое было наибольшим в первый год (рис. 4).

В свою очередь, глубокая вспашка с внесением навоза (II вариант) спровоцировала более высокое и стабильное повышение урожайности зерна кукурузы как в первый, так и в последующие годы опыта (рис. 5).

1. Menzel L., Dubas A., 2003. Reakcja kukurydzy uprawianej w monokulturze na uproszczenia w uprawie roli // Pam. Pu ł.133: 123 -13 4.
2. Dubas A., Drzymała S., Mocek A., Owczarzak W., Szulc P., 2012. Wpływ uproszczeń w uprawie roli w wieloletniej monokulturze kukurydzy (Zea mays L.) na właściwości gleby oraz przebieg wegetacji i plonowanie. Wydawnictwo UP Poznań.
3. Szulc P., Dubas A., 2014. Ekonomiczna i energetyczna ocena uproszczonych sposobów uprawy roli pod kukurydzę // Nauka Przyr. Techno. 8, 2 #27.
4. Szulc P., Dubas A., 2013. Plonowanie kukurydzy po orce i nawożeniu obornikiem zastosowanych po wieloletniej bezorkowej uprawie roli i nawożeniu wyłącznie mineralnym // Fragmenta Agronomica. 30(4): 173-180.

Подготовлено по материалам, опубликованным в журнале «Наше сельское хозяйство» (2017 г. №9).