Харченко О.В. Основи програмування врожаїв сільськогосподарських культур

Подождите немного. Документ загружается.

Таблиця 7.2

Енергетичність урожаю основної продукції [51]

Культура

Енергетичність, X 10

Культура

кДж/т ккал/т

Озима пшениця (зерно)

19,13 4,57

Жито (зерно)

19,49 4,65

Ячмінь (зерно)

19,13 4,57

Овес (зерно)

18,80

4,49

Просо (зерно)

19,70

4,70

Гречка (зерно)

19,38

4,63

Рис (зерно)

18,59 4,44

Горох (зерно)

20,57

4,91

Соя (зерно)

20,57

4,91

Кукурудза

- зерно

17,60

4,20

- зелена маса

16,39

3,91

Буряки цукрові

18,26

4,36

Коренеплодні кормові

16,39

3,91

Соняшник

- насіння

19,38

4,63

- зелена маса

16,80

4,01

Картопля

18,29

4,37

Овочеві

14,36

3,43

Люцерна на сіно

21,83

5,21

Багаторічні трави на сіно

18,91

4,52

Однорічні трави на сіно

16,39

3,91

Лукопасовищні трави

16,19

3,87

Зернофуражні культури на

15,40

3,68

зелений корм

15,40

3,68

Для більш повної оцінки енергетичності одержаної про-

дукції слід було б враховувати і кореневі залишки, які є

частиною сформованого врожаю. Зрозуміло, що при цьому

необідно знати їх масу і її залежність від величини врожаю

основної продукції. Деяка інформація з цього питання наве-

дена в таблиці 7.3.

Приклад 7.1. Встановити кількісну залежність енерге-

тичної ефективності вирощування озимої пшениці від рівня

живлення в умовах МС Суми, якщо попередник - багаторічні

трави, органічні добрива не вносять, врожайність за раху-

нок бонітету ґрунту і попередника становить 29,8 ц/га (У

Б0Н

129

Таблиця 7.3

Маса рослинних залишків від врожаю основної продукції [87]

Культура

Коефіцієнт перерахунку врожаю основної

продукції на масу рослинних залишків

Культура

на богарі

на зрошенні*

Озима пшениця

1,2

1,1

Ячмінь

ІД

Кукурудза

0,8

1,0

- на зерно

0,8

1,0

- на силос

0,4

0,13

Соняшник

4,2

Люцерна

0,9

Горох

1,0

Цукровий буряк

0,05

* Ці дані, за визначенням, можуть відповідати умовам достат-

нього природного зволоження.

окупність мінеральних добрив (повного мінерального жив-

лення *Г:Р:К = 1,2:1,0:1,0) - 5,5 ц/ц (О

Для розв'язати цієї задачі було оцінено кілька техно-

логічних карт з різним рівнем запрограмованого врожаю

(= 30,0 - 100,0 ц/га). Кінцеві розрахунки наведені в табл.

7.4.

Наведені дані і їх графічна ілюстрація показують, що

всі визначені показники досить тісно корелюють з величи-

ною запрограмованого врожаю. Так, усі витрати, крім В

і;

знаходяться в прямій пропорційній залежності від величини

запрограмованого врожаю (рис. 7.3). Зі збільшенням врожаю,

а відтак, і рівня живлення, різко зменшується коефіцієнт

енергетичної ефективності (відношення енергетичності вро-

жаю до енергетичності витрат). При цьому врахування фак-

тично очікуваного врожаю (У

) ще різкіше його зменшує,

ніж урахування проектної величини (рис. 7.4), а приведе-

ний коефіцієнт (К

ЕЕ

) в діапазоні розглянутих величин вро-

жаю є істотно більшим за одиницю, що говорить про достат-

ню енергетичну ефективність прийнятих технологій.

Особливий інтерес викликає характер залежності прибут-

кової енергії від запрограмованого рівня врожаю (рис. 7.5). Так,

прибуткова енергія, розрахована на величину запрограмовано-

го врожаю, тобто без урахування умов природного зволожен-

ня, фактично прямо пропорційно залежить від цього врожаю.

130

Таблиця 7.4

Технологічні витрати та енергетична ефективність

вирощування озимої пшениці

Показники

Програмований урожай, ц/га

=30,0 35,0

45,0

55,0

80,0

100,0

Середня величина фак-

тичного врожаю, ц/га

29,0

32,1

41,2

47,8

61,7

63,1

Необхідна доза мін.

добрив, ц д.р./га

0,98

2,80

4,60

9,16

12,80

Енергет.мін. добрив при

М:Р:К=1,2:1:1х10

ккал/га

- 0,916

2,613

4,285

8,550

11,942

Енергетичність внесен-

ня добрив, хІО

ккал/га

- 0,177

0,250

0,335

0,461

0,549

Сумарні витрати на

живлення (В

), хІО

ккал/га

- 1,093

2,863

4,620

9,011

12,491

Постійні витрати (В,),

хІО

ккал/га

2,259

Витрати на збирання

врожаю (В

), х 10

ккал/га

1,404

1,475

1,629

1,870

2,298

2,414

Загальні витрати (ЗВ),

хІО

какл/га

3,663

4,827

6,751

8,649

13,568

17,164

Енергетичність врожаю,

хІО , ккал/га

- запрограмованого

- фактичного

13,710

13,253

15,995

14,670

20,565

18,828

25,135

21,845

36,560

28,197

45,700

28,837

Прибуткова енергія,х10

ккал/га

- запрограмованого

- фактичного

10,047

9,590

11,168

9,843

13,814

12,077

16,486

13,196

20,992

12,629

28,536

11,673

Коефіцієнт енергетич-

ної ефективності, (К

ЕЕ

)

- запрограмованого

- фактичного

3,74

3,62

3,31

3,04

3,05

2,79

2,91

2,52

2,35

1,81

2,51

1,68

Однак з урахуванням умов природного зволоження, тобто в

перерахунку на фактично очікуваний врожай, при застосуванні

мінеральних добрив ця залежність має однозначно виражений

криволінійний одновершинний характер і може бути описана

131

Рис. 7.3. Залежність витрат від запрограмованого врожаю

параболою. Так, у даному прикладі (рис. 7.5) маємо, що опти-

мальний з точки зору енергетичної ефективності проектнии

урожай озимої пшениці (У

пр

) складає близько 73,0 ц/га, що

вимагає щорічного внесення близько 8,0 ц д.р./га мінеральних

добрив. Це дозволить сформувати фактичний середній урожай

(У^) У розмірі 58,0 ц/га (рис. 7.2).

З деяким наближенням аналогічні розрахунки можуть

бути виконані і без детальної енергетичної оцінки техноло-

гічної карти, а за укрупненими показниками (табл. 7.5, 7.Ь)

Упр, ц/га

о -} 1 1 т І Г р

20 40 60 80 ЮО

Рис. 7.4 Залежність коефіцієнта енергетичної ефективності

від запрограмованого врожаю:

1 - без урахування умов природного зволоження,

2-з урахуванням умов природного зволоження

132

П, х10

ккал/га

Упр, ц/га

Рис. 7.5. Залежність прибуткової енергії від запрограмованого

врожаю: 1 - без урахування умов природного зволоження,

2-з урахуванням умов природного зволоження

Таблиця 7.5

Індивідуальні укрупнені показники енергетичної оцінки

вирощування окремих сільськогосподарських культур [51]

Культура

Постійні витрати

(В1), х 10

ккал/га

Витрати на

збирання врожаю

(ВЗ), х Ю

ккал/ц

Витрати на

внесення

мінеральних

добрив, х 10

Озима пшениця

2,259

0,038

0,071

Ярові колосові

0,851

0,032

0,013

Кукурудза на зерно

2,427

0,056

0,038

Кукурудза на силос

2,427

0,007

0,038

Просо

1,345

0,054

0,106

Гречка

0,872

0,061

0,102

Цукровий буряк 4,054

0,005

0,031

Картопля

8,074

0,017 0,060

Орієнтовність таких розрахунків полягає в тому, що

такі складові, як витрати на збирання врожаю та внесення

мінеральних добрив (згідно з технологічними картами), не є

постійними в перерахунку на 1 ц врожаю та 1 ц д.р./га, а

зменшуються з підвищенням цих величин. Однак при тако-

му спрощенні в розглянутому діапазоні зміни рівнів урожаю

133

Таблиця 7.6

Загальні укрупнені показники енергетичної ефективності [51]

Показники

Енергетичність

Енергетичність органічних добрив, х 10 ккал/т

Енергетичність внесення органічних добрив,

х 10

ккал/т

Енергетичність мінеральних добрив, х 10

ккал/ц д.р.

азотних

фосфатних

0,040

0,042

2,073

0,301

0,198

та доз добрив для озимої пшениці, наприклад, коливання

загальних витрат, не перевищують 5% . У цих межах знахо-

дяться і коливання оптимальної величини запрограмованого

врожаю. Це дозволяє вважати розрахунки за укрупненими

показниками допустимими.

Крім того, необхідно зазначити, що вказані індивіду-

альні витрати відповідають прийнятим умовам технології

культури. Тобто для озимої пшениці це включає три піджив-

лення азотними добривами і збирання врожаю за умови 50%

прямого та 50% роздільного.

Усі наведені вище розрахунки по визначенню енерге-

тичної ефективності вирощування тієї чи іншої культури слід

вважати певною мірою умовними, адже вони враховують

тільки непоновлювану енергію. З одного боку, це можна вва-

жати справедливим і достатнім, оскільки саме ця енергія і

визначає витрати людини у формування врожаю, тобто є ос-

новою для подальшої економічної оцінки. З іншого - витра-

ти непоновлюваної енергії, як зазначалося вище, мають на

меті стимулювати більш повне використання поновлюваної

чи природної енергії, а такої оцінки наведені розрахунки не

дають. Звичайно, урахування такого впливу деякою мірою

має місце, коли, збільшуючи кількість непоновлюваної енергії

(наприклад, збільшуємо дози добрив), ми підвищуємо уро-

жайність і в подальшому визначаємо фактичний коефіцієнт

використання ФАР, тобто цей показник можна вважати інтег-

ральним або узагальнюючим показником використання при-

родної енергії (див. розділ 3.1). При цьому енергетичність

використання таких складових, як природна родючість ґрун-

ту, вологи, тепла та вплив попередника, в цьому випадку

визначається опосередковано, хоча в деякій мірі це було про-

аналізовано в розділі 6.

134

Таким чином, усе наведене вище дозволяє стверджува-

ти, що ступінь використання поновлюваної чи природної

енергії може бути в певній мірі кількісним показником рівня

агротехніки, який визначається кількістю витраченої непо-

новлюваної енергії (технологія вирощування), з одного боку,

і природною родючістю ґрунтів або їх бонітетом, забезпече-

ністю ФАР, теплом, вологою та біологічними особливостя-

ми чи інтенсивністю культури, сорту - з іншого.

Питання для самоперевірки і контролю

1. У чому полягає відповідність чи невідповідність запрог-

рамованого врожаю умовам природного зволоження?

2. Актуальність та доцільність енергетичного обґрунтуван-

ня запрограмованого рівня врожаю і його принципи.

3. Види енергії та ефективність її використання.

135

шмиг*

ОСОБЛИВОСТІ ПРОГРАМУВАННЯ

ВРОЖАЇВ СІЛЬСЬКОГОСПОДАРСЬ-

КИХ КУЛЬТУР НА ОСУШУВАНИХ

ЗЕМЛЯХ

8.1. ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА ҐРУНТІВ

НА ОСУШУВАНИХ ЗЕМЛЯХ УКРАЇНИ

Осушувані ґрунти гідроморфного ряду на території Ук-

раїни різні за генезисом, морфологією, агрохімічними та

водно-фізичними властивостями. Найбільш поширені дернові,

глейові, дерново-підзолисто-глейові і поверхнево-оглеєні,

лучно-болотні та торфові низинні ґрунти [66]. Ф.Н. Дуди-

нець [24] вважає, що всі вони за рівнем родючості, особливо-

стями меліорації та можливостями широкого запроваджен-

ня методу програмування врожаїв можуть бути поділені на

три групи.

Перша група об'єднує староорні мінеральні землі, які

до проведення меліорацій періодично перезволожувалися, од-

нак використовувались у системі польових сівозмін. Ці землі

осушуються, як правило, закритим дренажем, частіш за все

гончарним, і використовуються під найбільш інтенсивні куль-

тури (цукровий буряк, льон, картопля, озима пшениця, ку-

курудза та інші) з ізастосуванням великих доз органічних та

мінеральних добрив. На цих землях за рахунок оптимізації

водно-повітряного режиму ґрунтів досягається відносна

стабілізація врожаїв, що дозволяє широко і ефективно впро-

ваджувати їх програмування.

Друга група включає осушені мінеральні землі, які до

меліорації використовувалися тільки під сіножаті та пасо-

вища, були постійно або тривалий час перезволожені. Ці землі

частіш за все характеризуються більш високим, ніж звичайні

землі, вмістом гумусу та азоту, таким же або навіть більш

низьким - фосфору та калію. Найбільш характерною

136

особливістю цих земель є сильно виражений мікрорельєф,

наявність оглеювання, близьке залягання підґрунтових вод.

Тому тут поряд з осушенням необхідно широко впроваджу-

вати агромеліоративні заходи (глибоке рихлення, щілювання,

вузькозагінна оранка), вирівнювання поверхні поля,

інтенсивне рихлення впродовж вегетації просапних культур.

У відповідності з проектами меліорації цих земель вони

повинні використовуватися головним чином у польових та

кормових сівозмінах, а також для створення високопродук-

тивних лук та пасовищ.

Впровадження методу програмованого вирощування

культур на цих землях можливе після попереднього їх окуль-

турення протягом 2-5 років.

Третя група земель включає осушені торфові ґрунти.

По родючості, особливостях меліорації та землеробства вони

дуже відрізняються як від звичайних земель, так і від осу-

шуваних мінеральних. Осушуються вони, як правило, сис-

темою відкритих каналів із застосуванням кротового, а інколи

і матеріального (в процесі реконструкції) дренажу. Частіше

за все ці ґрунти характеризуються високими запасами азо-

ту, кальцію та незначним вмістом калію, міді та фосфору.

Без застосування мінеральних добрив на них неможливо одер-

жувати навіть задовільні врожаї сільськогосподарських куль-

тур. Оскільки торфові ґрунти характеризуються високою

вологозабезпеченістю, то регулювання їх водного режиму є

першочерговою умовою для програмування врожаїв. У зв'яз-

ку зі специфічними властивостями цих ґрунтів (мінералізація

торфу, можливість його дефляції тощо) у проектах закладе-

на специфічна структура посівних площ на них. Так, при

потужності торфу до 0,5 м їх рекомендують займати

багаторічними злаковими травами, при 0,5-1,0 м - викори-

стовують в зерно-трав'яних сівозмінах і тільки при

потужності торфу більше 1,0 м - в кормових сівозмінах з

50% багаторічних трав.

8.2. ВОДНИЙ РЕЖИМ ОСУШУВАНИХ ЗЕМЕЛЬ

ТА КЛІМАТИЧНО ЗАБЕЗПЕЧЕНИЙ ВОДНИМ

ФАКТОРОМ УРОЖАЙ

Осушення як вид гідротехнічних меліорацій має на меті

оптимізацію водно-повітряного режиму перезволожених

ґрунтів. При цьому проблема полягає в тому, щоб відвести

надлишок води з ґрунту не тому, що вона є шкідливою для

137

рослин, а тому, що лише таким чином можна створити умо-

ви для забезпечення оптимального повітряного режиму ґрун-

ту. Тому, як неодноразово зазначалося, оптимальний вод-

ний режим забезпечує і оптимальний повітряний.

Відомо, що оптимальна вологість ґрунту для переваж-

ної більшості сільськогосподарських культур знаходиться в

межах НВ - 65-75%, що, як правило, забезпечує його опти-

мальну аерацію. На осушуваних землях для створення спри-

ятливого водно-повітряного режиму необхідно, щоб

кореневмісний шар ґрунту, який в цих умовах повинен скла-

дати 0,5 м, знаходився в постійному гідравлічному зв'язку з

зоною інтенсивного капілярного підняття підґрунтових вод

[11, 50, 86]. Установлено, що така умова можлива при

підтриманні рівня цієї води на конкретно визначеній глибині,

яку називають нормою осушення (Но). Слід відзначити, що

з розвитком кореневої системи, тобто з віком культури, зна-

чення цих величин змінюється (табл. 8.1) [81].

Таблиця 8.1

Середні значення норми осушення, см

Сільськогосподарські Передпосів. Перший

Інша

культури

період МІСЯЦЬ

вегетації

частина

вегетації

Зернові ярі

45-50 70-80

70-90

Зернові озимі

70-80

70-90

Конопля

50-60 70-85

85-105

Картопля, цукровий та

кормовий буряки

70-80 85-100

90-100

Овочі, соняшник, кукурудза

на силос

50-60

70-80

80-100

Трави на сіно

40-50

50-60

60-75

Трави на випас

50-60

65-70

70-80

Зрозуміло, що виконання цих умов можливе тільки на

системах подвійного регулювання - осушувально-зволожуваль-

них та осушувально-зрошувальних. Хоча в деяких випадках

(на важких за механічним складом ґрунтах) вистачає тільки

осушувальної системи, оскільки проблема може полягати лише

у своєчасному відводі надлишкової води [24]. Крім того, в

окремих випадках вирішальну роль в оптимізації водно-

повітряного режиму ґрунтів можуть відігравати агромеліора-

тивні заходи (планування поверхні, вузькозагінна оранка, гря-

дово-гребнева технологія, аераційне кротування тощо), які

застосовують самостійно або на фоні вибіркового дренажу.

138