2. Ресурсосберегающие технологии посева сельскохозяйственных культур

посев сельскохозяйственный машина почва

Высшие достижения мирового сельскохозяйственного производства обеспечены современными агротехнологиями, впитавшими в себя многовековой крестьянский опыт и новейшие достижения научно - технического прогресса. Они представляют собой комплексы технологических операций по управлению продукционным процессом сельскохозяйственных культур в агроценозах с целью достижения планируемых урожайности и качества продукции при обеспечении экологической безопасности и определенной экономической эффективности. По фактору интенсивности различают четыре категории технологий:

экстенсивные, ориентированные на использование естественного плодородия почв без применения удобрений и других химических средств или с очень ограниченным их использованием;

нормальные, обеспеченные минеральными удобрениями и пестицидами в том минимуме, который позволяет осваивать почвозащитные системы земледелия, поддерживать средний уровень окультуренности почв, устранять дефицит элементов минерального питания, находящихся в критическом минимуме, и получать удовлетворительное качество продукции, в этих технологиях используются пластичные сорта зерновых;

интенсивные, рассчитанные на получение планируемого урожая высокого качества в системе непрерывного управления продукционным процессом сельскохозяйственной культуры, обеспечивающие оптимальное минеральное питание растений и защиту от вредных организмов и полегания; они предполагают применение интенсивных сортов и создание условий для более полной реализации их биологического потенциала, например, на 40-50 ц/га озимой пшеницы высокого качества, могут быть реализованы с использованием отечественных серийной техники, сортов, удобрений и импортных пестицидов;

высокоинтенсивные, рассчитанные на достижение урожайности культуры, близкой к ее биологическому потенциалу, с заданным качеством продукции с помощью современных достижений научно - технического прогресса при минимальных экологических рисках, относятся к категории так называемого точного земледелия с использованием прецизионной техники, современных препаратов, информационных технологий и являют собой качественный скачок в создании сортов, подготовке почвы и в разнообразии технологических операций по уходу за посевами.

Важнейшим достоинством интенсивных технологий является высокое качество зерна. При интенсивных технологиях в лесостепной зоне содержание клейковины в зерне пшеницы возрастает до 30-35% против 14-20 % при экстенсивных агротехнологиях.

Агротехнологии связаны в единую систему управления агроландшафтом через севообороты, системы обработки почвы, удобрения и средства защиты растений. Следует остановиться на системах обработки почвы, так как в последнее время в производственной литературе высказываются противоречивые суждения о них, появляются универсальные рекомендации вопреки дифференцированным подходам, разработанным региональными научными центрами.

Выбор оптимальной системы обработки почвы лежит в широком диапазоне всевозможных решений - от традиционной системы вспашки до нулевой обработки через множество вариантов безотвальных, плоскорезных, отвальных обработок и их комбинаций при различных уровнях минимизации. Этот выбор определяется экологическим разнообразием условий, требованиями сельскохозяйственных культур и уровнем интенсификации производства, в частности обеспеченностью агрохимическими ресурсами.

Важнейшей тенденцией совершенствования почвообработки, имеющей глобальный характер, является ее минимизация. Применение минимальных и нулевых обработок способствует снижению испарения с поверхности почвы за счет уменьшения аэрации пахотного слоя и мульчирующего эффекта растительных остатков при достаточном их количестве. Благодаря мульче эффективнее используется конденсационная влага. Соломенная мульча оказывает благоприятное влияние на тепловой режим почвы в южных районах, снижая температуру почвы благодаря увеличению альбедо.

Большим достоинством минимальных обработок, особенно нулевых, являются экономия топлива, сокращение затрат, проведение работ в сжатые сроки, высвобождение времени у товаропроизводителей. Однако при всех достоинствах безотвальных и плоскорезных систем обработки почвы им присущи определенные недостатки, главный из которых - нарастание засоренности посевов, особенно при повышенном увлажнении. В степных районах Урала и Сибири преодоление засоренности посевов в зерно - паровых севооборотах в значительной мере достигается за счет более поздних сроков посева пшеницы, позволяющих уничтожить сорняки предпосевными обработками, а также повышения в севообороте доли зернофуражных культур, высеваемых в еще более поздние сроки при довольно большой доле пара.

Чистый пар является наиболее активным средством решения этой задачи. В южной лесостепи существенно усиливается роль гербицидов, не говоря о северных районах лесостепи, где без них, как и без азотных удобрений, весьма затруднительно возделывание зерновых в четырех - или пятипольных зернопаровых севооборотах при безотвальной обработке. При недостатке гербицидов и азотных удобрений применяют комбинированные системы, сочетающие разноглубинную плоскорезную и безотвальную обработки с отвальной вспашкой.

Важнейшим направлением минимизации почвообработки в том же аспекте является совмещение технологических операций. В стране имеется солидный опыт использования комбинированных агрегатов и машин, позволяющих за один проход выполнять несколько операций.

Таблица 1 - Сравнительная оценка агротехнологий различного уровня интенсификации

Экономический эффект от их применения состоит в сглаживании так называемых пиков потребности в энергетических средствах и трудовых ресурсах, а это сокращает затраты материальных и трудовых ресурсов на возделывание сельскохозяйственных культур. В гумидных районах применение комбинированных агрегатов важно для уменьшения уплотнения почвы, в засушливых - для устранения разрыва во времени между отдельными видами полевых работ благодаря этому удается более эффективно бороться с ранневесенней засухой и дефляцией. Определяя перспективы минимизации почвообработки, следует учитывать все разнообразие условий и противоречий. Правильный выбор системы обработки почвы - наукоемкая задача, требующая профессиональной подготовленности специалистов. Нулевая обработка - достояние мастеров высокой квалификации. Общая тенденция минимизации почвообработки не означает повсеместного отказа от системы вспашки, особенно в районах с повышенным увлажнением почв и ландшафтов, где необходимо ее совершенствование. Появляющиеся в последнее время шаблоны в рекомендациях тех или иных видов почвообработки (безоглядная пропаганда нулевой, минимальной безотносительно к природным и производственным условиям и т. п.) наносят земледелию не меньший ущерб, чем традиционный консерватизм, игнорирование почвозащитных систем обработки, имеющих место во многих эрозионно-опасных районах страны.

Важнейшее требование к агротехнологиям - энергосбережение. Однако это понятие часто воспринимается однобоко (например, экономия ТСМ), без должного понимания системных энергетических связей в том или ином технологическом процессе. За терминами «энергосберегающая», «ресурсо-сберегающая» часто скрываются традиционные шаблоны.

Пропагандисты универсальной минимальной и тем более нулевой обработки почвы, концентрируя внимание на сбережении механической энергии и энергии ТСМ, не принимают во внимание (или не хотят) увеличение затрат других видов энергии, заключенных, например, в пестицидах или минеральных удобрениях, в результате чего энергозатратность нулевых обработок почвы может быть значительно больше по сравнению с традиционными.

Другим недоразумением подобного рода является причисление интенсивных агротехнологий к высокоэнергозатратным в связи с активным использованием агрохимических ресурсов. Любые суждения по этому поводу могут быть корректными лишь на основе расчетов удельных затрат энергии на производство единицы продукции. Роль того или иного технологического приема или препарата выявляется при учете структуры этих затрат и анализе альтернативы. При этом наиболее высокий эффект энергосбережения проявляется при достижении системного взаимодействия растений, удобрений, пестицидов, агроприемов, агроэкологических условий и т.п. Все технологические операции определенным образом соотносятся между собой, влияя на те или иные функции продукционного процесса. С повышением интенсификации агротехнологий количество и точность проведения технологических операций возрастают. Нарушение их в интенсивных агротехнологиях, не говоря уже о так называемых сокращениях, приводит к снижению эффективности технологии и ее энергетических характеристик. Особо следует подчеркнуть роль сорта в энергосбережении. Если пшеница, например, характеризуется низкой способностью формировать сильное зерно, слабой устойчивостью к болезням и полеганию, то в технологиях возрастают дозы азотных удобрений, фунгицидов, ретардантов, что увеличивает энергоемкость производства зерна.

Динамика изменения удельного расхода энергоресурсов (дизельное топливо, бензин, электроэнергия), одного из самых важных ресурсов в растениеводстве, приведена на рисунке 2.1: прослеживаются тенденция значительного уменьшения его с 1990 по 2000 г. и дальнейшая стабилизация в 2001-2010 гг. Например, удельный расход дизельного топлива на 1 га посевной площади снизился с 173,5 кг в 1990 г. до 67,4 кг в 2000 г., или в 2,6 раза. В последующие годы его потребление стабилизировалось, и в 2010 г. удельный расход дизельного топлива достиг 67,8 кг/га, или на 0,6 % больше по сравнению с 2000 г. Удельный расход бензина на 1 га посевной площади сократился с 98 кг в 1990 г. до 16 кг в 2011 г., или в 6,1 раза, минимальный расход пришелся на 2010 г. Удельный расход электроэнергии на производственные нужды на 1 га посевной площади в 1990 г составлял 584 кВт - ч и снизился в 2000 г. до 407 кВт - ч, или в 1,4 раза, в 2009 г. - до 230 кВт - ч, или в 2,5 раза.

Рисунок 2.1 - Удельный расход энергоресурсов на 1 га посевной площади в сельскохозяйственных организациях