АГРОЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПРИРОДНЫХ И АНТРОПОГЕННЫХ ФАКТОРОВ В СОВРЕМЕННЫХ АГРОТЕХНОЛОГИЯХ

Тюлин В.А.¹, Сутягин В.П.², Комелькова И.С.³

¹Доктор сельскохозяйственных наук, профессор, ²доктор сельскохозяйственных наук, профессор, ³кандидат экономических наук, ФГБОУ ВО Тверская государственная сельскохозяйственная академия в г. Твери

АГРОЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПРИРОДНЫХ И АНТРОПОГЕННЫХ ФАКТОРОВ В СОВРЕМЕННЫХ АГРОТЕХНОЛОГИЯХ

Аннотация

Проводились исследования по конструированию адаптивных севооборотов в стационарном опыте Тверской ГСХА, мониторинговые наблюдения на агроэкологическом полигоне ВНИИМЗ под плантациями козлятника восточного и поликомпонентной бобово-мятликовой травосмеси. Результаты исследований показали, что  конструирование севооборотов с различной структурой посевных площадей и внедрение многолетних трав разного срока пользования способствует пополнению органического вещества почвы; в выводных полях севооборотов следует выращивать многолетние бобовые травы и их смеси с мятликовыми, при этом содержание гумуса в почве на склоне северной экспозиции повышается с 3,21% до 3,88%; рациональное использование природных факторов в современных агротехнологиях повышает рентабельность производства сельскохозяйственной продукции на 10-15%; дифференцированное применение минеральных и органических удобрений на 6-10%.

Ключевые слова: агроэкономическая эффективность, агротехнология, биологическая система земледелия.

Tiulin V.A.¹, Sutiagin V.P.², Komelkova I.S.³

¹PhD in Agriculture, Professor, ²PhD in Agriculture, Professor, ³PhD in Economics, SBEI of Higher Education Tver State Agricultural Academy, Tver

AGRO-ECONOMIC EFFICIENCY OF NATURAL AND ANTHROPOGENIC FACTORS IN MODERN AGRO-TECHNOLOGIES

Abstract

We carried out the study on designing adaptive crop rotations in the stationary experiment of the Tver State Academy of Agricultural Sciences, monitoring observations at the agro-ecological testing area of All-Russian Research Institute of Land Reclamation under the plantations of Eastern galega and poly-component legume-meadow grass mixture. The results of the research showed that the design of crop rotations with different structure of sown areas and the introduction of perennial grasses of different life expectancy promotes the replenishment of the organic matter of the soil; perennial legumes and their mixtures with meadow-grass should be grown in the crop rotation fields, at that, the humus content in the soil on the slope of the northern exposure increases from 3.21% to 3.88%; rational use of natural factors in modern agricultural technologies increases the profitability of agricultural production by 10-15% and differentiated application of mineral and organic fertilizers by 6-10%.

Keywords: agro-economic efficiency, agro-technology, biological farming system.

В успешном развитии сельскохозяйственного производства  большую роль играет  наиболее полное ис­пользование природных  ресурсов, разработка и освоение энергосберегающих агротехнологий.  В последние годы изучены абиотические и антропогенные факторы определяющие эффективность современных агротехнологий, реализованных в биологическом земледелии.

В исследованиях на ландшафтно-экологическом полигоне ВНИИМЗ представлен анализ  компонентов природной среды и рассмотрена их роль в адаптивном растениеводстве [7]. Расчеты баланса гумуса на основе использования данных по выносу азота выявили его отрицательное значение по всем культурам и вариантам опыта без минерального и органического питания [4]. На основе изучения элементов системы земледелия  разработана типовая модель ландшафтно – мелиоративной системы земледелия [5]; [6]. Изучены долголетние сенокосные и пастбищные травосмеси на основе люцерны синегибридной, козлятника восточного, лядвенца рогатого, райграса пастбищного; определена ценотическая активность компонентов травосмесей [12]; [3]; [2].

Кирюшин В.И. обосновал задачи биологизации и адаптивной интенсификации агротехнологий. Перспективы совершенствования систем севооборотов, удобрения [1]. Практически реализованы некоторые элементы агротехнологий в Центральном регионе России с позиций рационального природопользования, формирования экологически безопасных, сбалансированных, устойчивых агроландшафтов и эффективных агротехнологий [10], показана связь современных агротехнологий с адаптивно-ландшафтной системой земледелия [11]. Высокие агротехнологии рассчитаны на достижение максимальной прибыли с учетом экологических ограничений техногенных факторов [8]. В Пермской ГСХА предложены режимы минерального питания сельскохозяйственных культур [9].

Цель нашей работы определение агроэкономической эффективности агротехнологий в биологическом земледелии Центрального региона России.

Методика. Наши исследования в опыте №1 по конструированию адаптивных севооборотов проводились 5 лет в стационарном опыте Тверской ГСХА. Почвы супесчаные дерново-слабоподзолистые с исходным содержанием гумуса 2,4…2,6%.

Для выявления закономерностей динамики надземной, подземной биомассы и содержания гумуса в опыте №2 были проведены мониторинговые наблюдения в период 1997-2012 гг. на агроэкологическом полигоне ВНИИМЗ под плантациями козлятника восточного и поликомпонентной бобово-мятликовой травосмеси.

Математическая обработка результатов исследований выполнялась пакетом статистических программ Statistika 10 и  Microsoft Office Excel.

Результаты и обсуждение.

При внесении удобрений по продуктивности севообороты расположились в следующем убывающем ряду: плодосменный, зернотравяной (50% трав). Наиболее эффективно минеральные удобрения использовались в плодосменном севообороте. Величина наземной массы составила 37,9 ц/га, что выше на 6,1% величины наземной массы при зернотравяном севообороте. Уровень органического вещества в почве превысил на 0,15% (2,48 и 2,33% соответственно при плодосменном и зернотравяном севооборотах). Однако внесение минеральных удобрений снижает количество пожнивно-корневых остатков на 23,6% (4,2 и 5,5 т/га соответственно при плодосменном и зернотравяном севооборотах) (табл.1).

 

Таблица 1 – Продуктивность севооборотов, т/га (в среднем за 5 лет)

Режим удобрения	Надземная масса, ц корм.ед./га	Пожнивно-корневые остатки,т с 1 га	Органическое вещество почвы, %
Плодосменный, семипольный севооборот
Без удобрений	33,4	5,0	2,40
NPK	37,9	4,2	2,48
Навоз	36,6	5,1	2,39
Доверительный интервал	±0,42	-	-
Зернотравяной, двупольный севооборот
Без удобрений	35,8	5,5	2,30
NPK	35,7	5,5	2,33
Навоз	36,8	7,6	2,38
Доверительный интервал	±0,47	-	-

 

Применение навоза способствует значительному увеличению количества пожнивно - корневых остатков при зернотравяном севообороте до 7,6 т/га, относительно 5,1 т/га при плодосменном севообороте (на 49%). Причём, чем больше в структуре посевных площадей севооборота многолетних трав, тем большее влияние на массу остатков оказывает внесение навоза. При современных ценах на минеральные удобрения, применение органических удобрений повышает рентабельность возделывания сельскохозяйственных культур на 8-10%.

Продуктивность многолетних трав за годы исследований в опыте №2 имеет тенденцию к снижению. На северном склоне падение урожайности к концу опыта  составляет 0,7 т/га сухой массы, на южном склоне и вершине холма  - 0,4 т/га (табл.2). Продуктивность козлятника восточного на южном и северном склоне имеет тенденцию к увеличению на 1,3 т/га. Однако на вершине холма наблюдается  снижение наземной биомассы на 0,5 т/га.

Расчет экономической эффективности показал, что размещение сельскохозяйственных культур в соответствии с их  агроэкологическими требованиями повышает рентабельность производства на 10-15%.

Тренд накопления пожнивно-корневых остатков на плантации козлятника восточного имеет разнонаправленный характер. На вершине холма их количество за время опыта снижается на 2,4т/га. На южном и северном склонах холма количество пожнивно-корневых остатков повышается на 4,9 т/га и 3,7 т/га соответственно. На вершине холма, южном и северном склонах холма количество пожнивно-корневых остатков под пяти компонентной смесью повышается на 7,9 т/га, 2,9 т/га и 4,2 т/га соответственно.

В различных ландшафтных условиях на склонах разной экспозиции характер и скорость гумусообразования (разложение и гумификация органических остатков) неодинаковы и зависят от ряда взаимосвязанных условий почвообразования. В начале исследований на пятикомпонентном травостое больше гумуса наблюдалось на северном склоне (3,21%) конечно моренного холма, а меньше – на  вершине холма (2,69%). Среднее содержание гумуса составляет 2,94 %. Для дерново-подзолистых почв такое содержание ближе к высокому и очень высокому. В конце исследований наибольшие потери гумуса здесь отмечены на вершине холма (0,61 % или 18,3 т/га).

 

Таблица 2 – Продуктивность многолетних травостоев

Экспозиция склона	Надземная биомасса, тонны с 1га		Пожнивно-корневые остатки, тонны с 1га		Органическое вещество почвы. %
	1998г.	2012г.	1998г.	2012г.	1998г.	2012г.
Пятикомпонентная смесь многолетних трав
Южный склон	5,9	5,5	12,3	15,2	2,92	2,67
Вершина холма	6,4	6,0	11,8	19,7	2,69	2,08
Северный склон	7,7	7,0	12,7	16,9	3,21	3,27
Доверительный интервал	±1,2	±0,9	-	-	-	-
Козлятник восточный
Южный склон	4,7	6,0	16,7	21,6	2,92	3,23
Вершина холма	6,5	6,0	26,0	23,6	2,69	3,14
Северный склон	4,8	6,1	16,1	19,8	3,21	3,88
Доверительный интервал	±1,3	±0,7	-	-	-	-

 

В посевах козлятника на всех элементах холма наблюдается повышение содержания гумуса. Данные свидетельствуют о том, что на северном склоне накопление гумуса составило 0,67 % с 3,21% до 3,88%, потому что пониженные температуры склонов северной экспозиции сдерживают процессы минерализации органического вещества биоценоза козлятника восточного. Накопление гумуса на вершине холма составило 0,45%, а на южном склоне 0,31%. Динамика гумуса под многолетними посевами определяется видовым составом, развитием корневой системы и количеством пожнивных остатков.

Заключение.

1.Конструированием севооборотов с различной структурой посевных площадей и внедрением многолетних трав разного срока пользования имеется возможность пополнения органического вещества почвы. Внесение органических удобрений в норме 5  т/га способствуют повышению поступления органических веществ в почву.

2. В выводных полях севооборотов следует выращивать многолетние бобовые травы и их смеси с мятликовыми. Galega orientalis при 15-летнем использовании сохраняет устойчивую урожайность до 6,0 тонны с 1га. При этом содержание гумуса в почве на склоне северной экспозиции повышается с 3,21% до 3,88%.
3. Рациональное использование природных факторов в современных агротехнологиях повышает рентабельность производства сельскохозяйственной продукции на 10-15%; дифференцированное применение минеральных и органических удобрений на 6-10%.

Список литературы / References

1. Кирюшин В.И. Агротехнологии. / В.И. Кирюшин, С.В. Кирюшин. - Санкт-Петербург, 2015. – 464с.
2. Кобзин А.Г. Влияние состава травосмесей с участием козлятника восточного и уровня минерального питания на продуктивность агрофитоценозов / А.Г. Кобзин, В.А. Тюлин, Н.Н. Иванова, Д.А. Вагунин // Достижения науки и техники АПК, 2011. - №10. – С. 25-27
3. Кобзин А.Г. Урожайность пастбищных травосмесей с райграсом пастбищным / А.Г. Кобзин, В.А. Тюлин, Т.М. Тихомирова, Д.А. Вагунин // Кормопроизводство, 2011. - №11.- С.12-13
4. Ковалев Н.Г. Баланс гумуса в агроландшафтном земледелии Ковалев Н.Г., Тюлин В.А., Иванов Д.А., Сутягин В.П // Бюллетень ВИУА. –2003. -№119. –С.77-78
5. Ковалев Н.Г. Изучение элементов ландшафтно-мелиоративных систем земледелия Ковалев Н.Г., Тюлин В.А., Иванов Д.А., Карасева О.В., Петрова Л.И // Мелиорация и водное хозяйство. – 2000. -№5. –С.18-21
6. Ковалев Н.Г. Разработка типовых моделей ландшафтно-мелиоративных систем земледелия Ковалев Н.Г., Тюлин В.А., Иванов Д.А. // Доклады Россельхозакадемии. – 1999. -№1. –С.18-21
7. Ковалев Н.Г. Роль природных ресурсов в адаптивном растениеводстве Ковалев Н.Г., Тюлин В.А., Иванов Д.А., Пугачева Л.В // Мелиорация и водное хозяйство. – 2001. -№6. –С.13-15
8. Лошаков В.Г. Ресурсосберегающие и зкологически чистые агротехнологии в зерновых севооборотах Нечерноземной зоны. //Инновационно-технологические основы развития земледелия. -Курск, 2006, С.41-46
9. Мурыгин В.П. Влияние срока и дозы азотной подкормки на урожайность озимых культур. В.П.Мурыгин, В.А.Попов, С.Л. Елисеев. //Агротехнологии  21 века. -Пермь, 2015,С.76-80
10. Положенцев В.П. Экоадаптивные агротехнологии как фактор интенсификации растениеводства.  В.П. Положенцев, О.В. Черкасов, А.С. Ступин. //Рязанский государственный агротехнологический университет им. Костычева. – 2015. - №4. - С.22-28
11. Слинкина Е.А. Современные агротехнологии как часть адаптивно-ландшафтных систем земледелия. // Современные технологии: актуальные вопросы, достижениия и инновации. -Пенза, 2017, С.34-36
12. Тюлин В. А. Эффективность приёмов обработки почвы при создании бобово – злаковых травостоев / Тюлин В.А.,  Кобзин А.Г., Амбросимова Н.Н., Вагунин Д.А. // Кормопроизводство. 2011. № 11. С. 14-16

Список литературы на английском языке / References in English

1. Kiriushin V.I. Agrotehnologii. [Agro-technologies] / V.I. Kiriushin, S.V. Kirjushin. - Sankt-Peterburg, 2015. – 464 p. [in Russian]
2. Kobzin A.G. Vliyanie sostava travosmesei s uchastiem kozliatnika vostochnogo i urovnia mineralnogo pitaniya na produktivnost agrofitocenozov [Influence of the Composition of Grass Mixtures with Eastern Galega and Mineral Nutrition on the Productivity of Agrophytocenosis] / A.G. Kobzin, V.A. Tiulin, N.N. Ivanova, D.A. Vagunin // Achievements in Science and Technology of Agro-industrial Complex, 2011. – No.10. – P. 25-27. [in Russian]
3. Kobzin A.G. Urozhainost pastbishnykh travosmesei s raigrasom pastbishnym [Yield of Pasture Grass Mixtures with Perennial Ryegrass] / A.G. Kobzin, V.A. Tiulin, T.M. Tikhomirova, D.A. Vagunin // Fodder Production, 2011. – No.11.- P.12-13. [in Russian]
4. Kovalev N.G. Balans gumusa v agrolandshaftnom zemledelii [Balance of Humus in Agro-agricultural Arable Farming] / Kovalev N.G., Tiulin V.A., Ivanov D.A., Sutiagin V.P // Bulletin of All-Russian Scientific Research Institute of Fertilizers and Agricultural Science. –2003. – No.119. – P.77-78. [in Russian]
5. Kovalev N.G. Izuchenie elementov landshaftno-meliorativnykh sistem zemledeliya [Study of Eements of Landscape-meliorative Systems of Agriculture] / Kovalev N.G., Tiulin V.A., Ivanov D.A., Karaseva O.V., Petrova L.I // Melioration and Water Management. – 2000. – No.5. – P.18-21. [in Russian]
6. Kovalev N.G. Razrabotka tipovykh modelei landshaftno-meliorativnykh sistem zemledeliya [Development of Typical Models of Landscape-meliorative Farming Systems] / Kovalev N.G., Tiulin V.A., Ivanov D.A. // Reports of the Russian Academy of Agricultural Sciences. – 1999. – No.1. –P. 18-21. [in Russian]
7. Kovalev N.G. Rol prirodnykh resursov v adaptivnom rastenievodstve [Role of Natural Resources in Adaptive Plant Growing] / Kovalev N.G., Tiulin V.A., Ivanov D.A., Pugacheva L.V // Melioration and Water Management. – 2001. – No.6. – P. 13-15. [in Russian]
8. Loshakov V.G. Resursosberegaiushchie i ekologicheski chistye agrotekhnologii v zernovykh sevooborotakh Nechernozemnoi zony. [Resource-saving and Ecologically Pure Agro-technologies in Grain Crop Rotations of the Non-black Earth Zone] // Innovative and Technological Fundamentals of Agricultural Development. - Kursk, 2006, P. 41-46. [in Russian]
9. Murygin V.P. Vliyanie sroka i dozy azotnoi podkormki na urozhainost ozimykh kultur [Effect of the Time and Dose of Nitrogen Fertilizing on the Productivity of Winter Crops] / V.P.Murygin, V.A.Popov, S.L. Eliseev. // Agro-technologies of the 21st century. - Perm, 2015, P. 76-80. [in Russian]
10. Polozhentsev V.P. Ekoadaptivnye agrotehnologii kak faktor intensifikatsii [Eco-adaptive Agro-technologies as a Factor in the Intensification of Crop Production.] / V.P. Polozhentsev, O.V. Cherkasov, A.S. Stupin. // Ryazan State Agro-technological University named after Kostychev. – 2015. – No.4. - P. 22-28. [in Russian]
11. Slinkina E.A. Sovremennye agrotehnologii kak chast adaptivno-landshaftnykh sistem zemledelija. [Modern Agro-technologies as Part of Adaptive-landscape Systems of Agriculture] // Modern Technologies: Topical Issues, Achievements and Innovations. - Penza, 2017, P. 34-36. [in Russian]
12. Tiulin A. Effektivnost priyomov obrabotki pochvy pri sozdanii bobovo – zlakovykh travostoev [Effectiveness of Soil Tillage Methods in the Creation of Legume-cereal Plant Stands] / Tiulin V.A.,  Kobzin A.G., Ambrosimova N.N., Vagunin D.A. // Fodder Production. 2011. No. 11. P. 14-16. [in Russian]