Delist.ru

Методы повышения энергопродуктивности яровой пшеницы в агроэкосистемах Красноярской лесостепи (01.07.2007)

Автор: Ивченко Владимир Кузьмич

??????u

???????????u

?????????5

и стоимость также зависят от этих параметров:

(руб.) – стоимость вносимых удобрений.

Исходя из энергетической оценки факторов изменения состояния агроэкосистемы, оперирующей почвой, урожайностью и организационно-технологическими воздействиями, рассчитали чистые потери энергии системы, связанные с истощением почвы при возделывании сельскохозяйственных культур.

в виде прикладной Maple-программы для ЭВМ.

Проведенный анализ показал (рис. 8), что не все изучаемые звенья полевых севооборотов обеспечивают на перспективу положительный энергетический баланс в системе почва - растение. Для сохранения энергии в агроэкосистеме на постоянном уровне необходимо вносить наибольшее дополнительное количество антропогенной энергии в звеньях с кукурузой, горохом и чистым паром.

Положительный энергетический баланс складывается только в двух звеньях полевых севооборотов: люцерна 2 г.п. – яровая пшеница – яровая пшеница и горох+овес – яровая пшеница – яровая пшеница.

Рисунок 8 - Распределение значений антропогенной энергии в звеньях полевых севооборотов

Продуктивность земледелия находится в прямой зависимости от климатических и почвенных условий конкретной местности, подбора соответствующих сортов и технологий возделывания. Использование информационных средств позволяет с помощью математического моделирования дать количественную оценку верхнего предела потенциальной урожайности в разных агрометеорологических условиях и выявить различные функциональные связи во взаимодействии составляющих факторов.

На основании разработанной модели формирования урожайности яровой пшеницы в звеньях полевых севооборотов на черноземах выщелоченных (Ас № 2006612759 от 04.08.2006) построены графические поверхности отклика. Они являются графической интерпретацией аналитической зависимости урожайности зерна яровой пшеницы от различных значений сочетаний переменных (х).

Знание зависимостей такого взаимодействия факторов жизни растений дает возможность не только непосредственно воздействовать на любой другой фактор, но и косвенно управлять процессом роста и развития растений через другие тесно связанные с ним факторы с целью получения максимальных урожаев (Каюмов, 1989).

Проведенный анализ показал, что при различном уровне обеспеченности агроэкологическими факторами максимальная величина продуктивности яровой пшеницы получена при парном взаимодействии исследуемых факторов и для первых и для повторных посевов яровой пшеницы, высеваемой после чистого пара, люцерны 2 г.п. и кукурузы.

Реакция посевов яровой пшеницы, размещаемой после совместных посевов гороха с овсом на сено и гороха в чистом виде, была значительно слабее.

Глава 4

Размещение звеньев полевых севооборотов на черноземах

Рациональное размещение культур на пашне позволяет разрешить многие противоречия экологического характера без особых материальных затрат (Кирюшин, 2000). Применяемые в настоящее время традиционные методы распределения севооборотов на пашне не дают возможности в полной мере с единых методологических позиций дать оценку взаимодействия энергетических и продукционных потоков в технологическом комплексе.

При новом взгляде на размещение севооборотов как на системный процесс организации агроэкосистемы с учетом энергетики природной среды возникает задача обоснования внутренней структуры севооборотов, влияющей не только на урожайность яровой пшеницы, но и на сохранение почвенного плодородия с учетом предполагаемой экономической эффективности производства продукции растениеводства. Ведение экологически аргументированного земледелия должно основываться на экологической безопасности и экономической целесообразности при осуществлении любых взаимодействий человека с природой (Щербаков, 1991).

Экспериментальная проверка нового методического подходов к размещению звеньев полевых севооборотов, обеспечивающего производство необходимого количества энергии без ущерба для окружающей среды, проводилась на черноземах. Расчеты по составлению энергетической модели размещения звеньев полевых севооборотов выполнялись для учебно-опытного хозяйства «Миндерлинское» КрасГАУ, имеющего в структуре землепользования 2170,3 га таких почв на пашне.

Результаты расчетов свидетельствуют (табл. 3), что наибольшее количество общей энергии получено при внедрении планов размещения пяти звеньев полевых севооборотов (14% чистого пара, 29% кормовых культур, 57% зерновых и зернобобовых культур), максимизирующих количество аккумулированной энергии растительных остатках и выход общей энергии.

Таблица 3 - Изменение энергетических потоков при размещении на пашне пяти звеньев полевых севооборотов

План Энергия, МДж

общая совокупной продукции растительных остатков выноса

Минимизация выхода общей энергии 0,167?1011 0,310?109 0,274?109 0,361?108

Максимизация выхода общей энергии 0,168·1011 0,307·109 0,285·109 0,215?108

Минимизация выхода энергии совокупной продукции 0,167·1011 0,302·109 0,270·109 0,319?108

Максимизация выхода энергии совокупной продукции 0,167·1011 0,313?109 0,286?109 0,265?108

Минимизация энергии растительных остатков 0,167·1011 0,303·109 0,269·109 0,340·108

Максимизация энергии растительных остатков 0,168·1010 0,311·109 0,288·109 0,232·108

Равновесный 0,167·1010 0,308·109 0,279·109 0,289·108

По величине энергии совокупной продукции неоспоримое преимущество имеет план, максимизирующий данный показатель.

Наибольшая величина энергии растительных остатков получена при введении плана, максимизирующего количество данной энергии. Повышенный вынос энергии отмечен при внедрении плана, минимизирующего выход общей энергии, а самый низкий - при максимизации выхода общей энергии.

Создание энергетически уравновешенного плана на черноземах подразумевает собой нахождение центрального интервала варьирования потоков энергии в агроэкосистеме. Это позволяет определить местоположение любого плана размещения звеньев полевых севооборотов относительно равновесного.

При внедрении равновесного плана распределение звеньев полевых севооборотов по площади пашни в зависимости от содержания гумуса в почве в таком случае происходит сравнительно равномерно. Причем, эта зависимость характерна для всех звеньев полевых севооборотов.

– область допустимых значений планов при размещении на пашне звеньев полевых севооборотов по агроэкологическим требованиям

Расчеты показывают, что при такой структуре пашни и внедрении равновесного плана энергетический уровень агроэкосистемы обеспечивает 580 ротаций исследуемых звеньев полевых севооборотов. Применение плана, минимизирующего выход общей энергии, этот период сокращает до 464 ротаций, а максимизирующего – увеличивает до 779 ротаций звеньев.

Следует отметить, что абсолютные величины энергетических потоков при той же структуре пашни будут существенно зависеть от наличия массивов с разной степенью гумусированности. Проведенные исследования (Ивченко, 2007) показали, что для хозяйств, имеющих в структуре пашни по 500 га земельных массивов с содержанием гумуса 2,1-4,0%; 4,1-6,0%; 6,1-8,0%; 8,1-10,0% и более 10,0% максимальный абсолютный уровень выхода общей энергии не превышает 0,161·1011 МДж. Однако характерные особенности формирования энергетических потоков будут сохраняться.

В настоящее время в силу объективных причин в структуре пашни в Красноярском крае резко снизилась доля посевов кукурузы (до 0,7%) и гороха (до 0,35%).

В связи с этим возрастает роль чистого пара, многолетних трав и совместных посевов гороха с овсом как предшественников для яровой пшеницы.

загрузка...