Issn молодой учёныйМеждународный научный журналВыходит еженедельно 26 (130) Редакционная коллегия bГлавный редактор
 Скачать 1.18 Mb.
|
|
Условия и методы исследований В основу написания статьи были использованы результаты многолетних исследований стационаров Государственного аграрного университета Северного Зауралья. Стационар № 3. был заложен в 1968 году на целинном черноземе выщелоченном, часть стационара была распахана и до настоящего времени находится в пашне. Стационар расположен в х километрах от деревни Мичурино Заводоуковского района Тюменской области, Почва — чернозем выщелоченный, тучный, среднемощный, сред- несуглинистый на карбонатном лессовидном суглинке. В 1990 и 2006–2008 гг. кафедрой были проведены повторные исследования на целине и пашне, с целью анализа почвообразования в агроценозе. Стационар по изучению органоминеральной системы удобрений кафедры почвоведения и агрохимии. Располагается в 1,5 км от деревни Утёшево Тюменского района. Почва на опытном поле — чернозем выщелоченный маломощный тяжелосуглинистый пылевато-иловый на карбонатном покровном суглинке. Изучалась органомине- ральная система удобрений, рассчитанная на получение планируемой урожайности яровой пшеницы и овса 3,0; 4,0; 5,0 и 6,0 т/га. В качестве органических удобрений применялась солома, измельчаемая при уборке зерновых. Дозы минеральных удобрений рассчитывались ежегодно методом элементарного баланса. Результаты исследований Расчет баланса гумуса проводился по методике, предложенной ВНИПТИОУ. Завесь период исследований баланс гумуса был отрицательным — 5,43–8,99 т/га. Потери гумуса по расчетам составили 0,34–0,41 т/га (табл. Таблица Баланс гумуса старопахотного чернозема выщелоченного в условиях Северного Зауралья по ВНИПТИОУ), стационар № Показатели гг. 1991–2007 гг. Минерализовалось гумуса, т/га 20,09 Образовалось гумуса, т/га 11,10 Баланс, т/га –8,99 –5,43 За 1 год, т/га –0,41 –0,34 439 “Young Scientist” . # 26 (130) . December Фактические данные также были отрицательными, однако существенно отличались от расчетных значений. В 1968–1990 гг. потери гумуса в слое 0–20 см составили 0,95 т/га, а в 1990–2006 гг. — 1,38 т/га. Несоответствие между фактическими и расчетными значениями указывает на то, что методики определения баланса гумуса являются условными и требуют значительных доработок к конкретным условиям. Несоответствие результатов, полученных расчетным путем с фактическими данными наиболее сильно заметно при расчете баланса на вариантах с минеральной системой удобрений. За период 1995–2008 гг. на варианте без удобрений было запахано 28,7 т/га соломы, что составляет 43,5 % от общей массы растительных остатков (табл. 2). Масса пожнивно-корневых остатков при отсутствии удобрений была на 8,5 т/га больше массы соломы, сформировавшейся на контроле. Привнесении удобрений на 3,0 т/га зерна общая масса растительных остатков увеличилась до 84,7 т/га, из которой 47,6 % приходится на солому. Масса пожнивно-корневых остатков составила 44,3 т/га, что на 19 % выше контроля. Повышение уровнями- нерального питания на планируемую урожайность 4,0 и 5,0 т/га зерна позволило увеличить общую массу растительных остатков доит га соответственно. Солома при такой урожайности стала преобладающей по отношению к пожнивно-корневым остаткам, что объясняется увеличением надземной массы при формировании более высокой урожайности, но менее развитой корневой системой на полях с высоким агрофоном [6]. Масса соломы привнесении минеральных удобрений на 5,0 т/га зерна составила 59,4 т/га, а пожнивно-корневых остатков — на 12 % меньше, при этом необходимо учесть, что при выращивании однолетних трав, почве достаются только пожнивно-корневые остатки. Таблица 2. Количество соломы и пожнивно-корневых остатков (ПКО), поступивших в почву за 1995–2008 гг., т/га Варианты Солома ПКО Общая масса, от общей массы Солома ПКО Контроль (солома — фон) 28,7 37,2 66,0 43,5 Фон + NPK на 3,0 т/га 40,3 44,3 84,7 47,6 Фон + NPK на 4,0 т/га 55,0 47,5 102,4 53,7 Фон + NPK на 5,0 т/га 59,4 52,3 111,7 53,2 Фон + NPK на 6,0 т/га 63,1 55,0 118,1 53,4 Максимальная насыщенность минеральными удобрениями существенно не повлияла на общую массу растительных остатков относительно варианта сна т/ га — 118,1 т/га, из которых 63,1 т приходится на солому и 55,0 т/га на пожнивно-корневые остатки. Анализ растительных остатков, поступающих в почву при выращивании зерновых культур в зерновом с занятым паром севообороте показал, что с увеличением уровня питания, масса пожнивно-корневых остатков уменьшается с 56,5 до 46,8 % от общей массы растительных остатков. Расчет баланса гумуса показал, что залет на контроле образовалось 7,90 т/га гумуса, при этом минерали- зовалось — 9,89 т/га (табл. 3). Следовательно, при существующей системе земледелия и отсутствии удобрений залет было потеряно в пахотном слое 1,99 т/га гумуса (0,14 т за 1 год). Таблица 3. Баланс гумуса чернозема выщелоченного при различном уровне минерального питания зерновых культур залет, т/га Показатели Варианты Контроль (солома — фон) Фон + NPK на 3,0 т/га Фон + NPK на 4,0 т/га Фон + NPK на 5,0 т/га Фон + NPK на 6,0 т/га Минерализовалось гумуса 9,89 9,89 9,89 Образовалось гумуса 10,10 12,03 13,15 Баланс, т/га –1,99 0,21 2,14 3,26 за 1 год, т/га –0,14 0,01 0,15 0,23 Внесение удобрений на 3,0 т/га зерна, по нашим расчетам, обеспечило бездефицитный баланс гумуса — 0,01 т/га. Дальнейшее повышение уровня минерального питания, как показывают расчеты, должно способствовать накоплению гумуса — до 3,97 т/га (0,15–0,29 т/ га в год). Однако, фактические данные показали, что стабилизация гумусного состояния была только при минеральной системе удобрений, рассчитанной на получение 3,0–4,0 т/ га. Дальнейшее повышение уровня химизации привело к уменьшению запасов гумуса. Данный факт указывает на то, что при расчете баланса гумуса необходима коррекция Молодой учёный» . № 26 (130) . Декабрь 2016 г. Сельское хозяйство коэффициентов минерализации и гумификации при различной интенсивности применения минеральных удобрений. В настоящее время нами были проанализированы практически все существующие методики, но, нив одной из них не отражалось влияние минеральных удобрений. Полученные данные по влиянию минеральных удобрений на гумусированность чернозема выщелоченного указывают на необходимость отказа от минеральной системы удобрений в пользу органоминеральной. Заключение Вопрос использования измельченной соломы для стабилизации гумусного состояния старопахотных чер- ноземов является актуальным не только для Западной Сибири, но и для всего мира в целом. В результате многолетних исследований кафедрой почвоведения и агрохимии было доказано, что стабилизация гумусного состояния пахотных черноземов возможна за счет органоминеральной системы, рассчитанной на получение планируемой урожайности не более 4,0 т/га зерна. Дальнейшее повышение уровня минерального питания приведет к усилению минерализации, вследствие высокой обеспеченности азотом растительных остатков, что усиливает разложение лигнина и гумусовых веществ. Исходя из полученных нами данных ежегодных потерь гумуса, рекомендуемая доза органических удобрений для вновь распаханных залежных участков составляет 12 тонн подстилочного навоза на 1 гектар севооборотной площади или 15 т/га сидеральных удобрений. Литература: 1. Eremin, D. I. Changes in the content and quality of humus in leached chernozems of the Trans-Ural forest-steppe zone under the impact of their agricultural use /D. I. Eremin //Eurasian soil science. T. 49. No 5. 2016. P. 538–545. DOI: 10.1134/S1064229316050033 2. Лазарев, А. П. Экологические аспекты использования черноземов Западной Сибири/А. П. Лазарев, А. А. Ваймер, Л. Н. Скипин Тюмень. 2014. 362 с. Абрамов, Н. В. Состав гумуса выщелоченного чернозема Тобол-Ишимского междуречья в естественном состоянии ив условиях длительной распашки/Н. В. Абрамов, Д. И. Ерёмин, C. B. Абрамова Вестник Красноярского ГАУ. 2007. № 4. с. 52–57. 4. Рзаева, В. В. Гумусное состояние черноземов выщелоченных при различных системах основной обработки в условиях Северного Зауралья/В. В. Рзаева, Д. И. Ерёмин//Аграрный научный журнал. — 2010. № 7. с. 31–34. 5. Моисеев, АН. Влияние севооборотов на гумусное состояние чернозема выщелоченного лесостепной зоны Зау- ралья АН. Моисеев, Д. И. Ерёмин //Агропродовольственная политика России. 2012. № 12. с. 57–61. 6. Ермохин, Ю. И. Основы прикладной агрохимии учеб. пособие. Омск Вариант-Сибирь, 2004. 120 с. Многовариантность исходной информации при оптимизации перехода к запроектированному севообороту Селюкова Галина Петровна, кандидат сельскохозяйственных наук, доцент Селюкова Светлана Александровна, старший преподаватель Государственный аграрный университет Северного Зауралья (г. Тюмень) О дной из важных задач в сельском хозяйстве для ведения научно обоснованного земледелия является задача ввода нового севооборота на имеющихся земельных угодьях хозяйства. Переходные таблицы строятся в несколько приемов, если вводимый севооборот незначительно отличается от ранее используемого, но задача усложняется, если необходимо ввести большой севооборот на территории, занятой большим разнообразием возделываемых культур. Необходимо составить план перехода к севообороту на несколько лет вперед, чтобы обеспечить выполнение производственной программы хозяйства и постепенно перейти к вводимому севообороту. Существенную помощь в решении такой задачи может оказать распределительный метод линейного программирования, с. 140], принимая каждый отдельный год за отдельную задачу, ее можно решить в несколько этапов. При этом результаты оптимизации в первый год будут являться исходной информацией для оптимизации на второй год итак далее. Подобная задача рассмотрена в литературе [1, с. 532]. Где наряду с оптимизацией допускается корректировка исходной информации и результатов каждого этапа оптимизации, с. 225, с. При этом легко можно соблюсти условие, чтобы производительность посевных площадей использовалась наилучшим образом, плодородие почвы сохранялось, культуры всегда размещались по наилучшим предшественникам, планы хозяйства выполнялись на всех этапах ввода нового севооборота 441 “Young Scientist” . # 26 (130) . December Для решения задачи необходимо определить предшественников для культур, план размещения культурна оптимизируемый год и балльную оценку предшественников, с. В нашей задаче хозяйство, имея посевную площадь 1755 га планирует ввести девятипольный севооборот Пар занятый 100 га и пар чистый Озимые Картофель 120 га и кукуруза Яровые зерновые с подсевом многолетних трав Многолетние травы 1 года Многолетние травы 2 года Озимые Озимые Кукуруза. Площади полей в севообороте будут варьировать от 184 дога. На этой площади в предыдущем и текущем году размещалось 30 участков, занятых планируемыми культурами, а кроме того угодьями только распаханными или освоенными, посевами многолетних трави озимых. Каждому предшественнику дана балльная оценка от 0 до Анализ предыдущих и текущих посевов показал, что сумма баллов по предшественникам составляет 4898. Это не максимально возможное, так как на некоторых участках не соблюдается использование наилучшего предшественника. Если бы оптимизация проводилась после предыдущего года, тов текущем году при соблюдении производственных планов можно было разместить культуры наилучшим образом с суммой баллов по предшественникам Подготовка исходной информации для первого этапа оптимизации заключается в корректировке текущих по- севов. Корректировка позволяет на двух полях ввести поля севооборота при этом сумма баллов снизится на 24 балла, что составляет всего 0,5 % и не является существенным. На 1 поле в текущем году размещены распаханные дороги га) и озимые (189 га, логично принять это поле полностью за севооборотное — озимые. В предшествующем году на этом поле были многолетние и пары. Пятое полена котором в предыдущем году были озимые, пары и многолетние, в текущем возделывались озимые нага и нага многолетние прошлых лети распаханные прочие угодья, можно также включить в севооборот как озимые. Исключение этих двух полей предшественников необходимых для оптимизации получаем сумму баллов 4134, то есть на 740 баллов меньше. Количество участков уменьшится до 24. Из предшественников исключим участки, после которых однозначно будут следовать культуры. Это участки с яровыми с подсевом многолетних трав, это многолетние травы 2 года и прошлых лет, что приведет к сокращению предшественников еще на 3 участка. Для оптимизации останется 21 участок. Каждого предшественника для каждой планируемой культуры оценим в баллах. Планируемый севооборот предполагает размещение на своих полях культур площадью не менее озимые — 552 га, картофель — 120 га, кукуруза — 248 га, яровые зерновые с подсевом многолетних трав — 184 га, пар занятый га, пар чистый — 84 га. Многолетние травы будут определяться яровыми зерновыми с подсевом многолетних трав, поэтому в планах не учитываются. Планы на первый год необходимо скорректировать, поскольку уже в текущем году два поля можно считать соответствующими полям севооборота. В планируемом севообороте три поля озимых, предшественники показывают, что озимые могут быть любыми, необходимо решить какие из них мы вводим в севооборот уже в текущем году. Возможны три варианта решения этого вопроса 1 вариант — 1 поле — озимые после паров, 5 поле — озимые после многолетних трав 2 вариант — 1 поле — озимые после паров, 5 поле — озимые после озимых 3 вариант — 1 поле озимые после многолетних, 5 поле — озимые после озимых. В каждом варианте набор предшественников будет одинаков, но планы размещения культур будет различаться. Так, в 1 варианте на планируемый год известно, что гарантированно будут возделываться на 1 поле картофель и кукуруза, на 5 поле — озимые после озимых. Следовательно на этот год необходимо запланировать озимые — 368 га, кукуруза — 184 га, картофель — 0, яровые зерновые га, пар занятый — 100 га и пар чистый — 84 га. Многолетние травы будут определяться яровыми с подсевом многолетних трав. Во 2 варианте на планируемый год известно, что гарантированно будут возделываться на 1 поле картофель с кукурузой и на 5 поле — кукуруза, следовательно необходимо будет разместить не менее трех полей озимых — 552 га, кукурузу и картофель не требуется 0, яровые — 184 га, пар занятый 100 га и пар чистый 84 га. В 3 варианте гарантированно будут возделываться на 1 поле озимые после озимых и на 5 поле — кукуруза, следовательно необходимо будет разместить — озимых — 368 га, кукурузы — 64 га, картофеля 120 га, яровых зерновых га, пар занятый — 100 га, пар чистый 84 га. Анализ показывает, что решение транспортной задачи дает множество оптимальных решений и можно выбрать наиболее приемлемые результаты или пойти по нескольким вариантам. Было проведено многократное решение первой оптимизации по каждому варианту и выявлено, что в 1 ива- риантах максимальное значение целевой функции выше и составляет 4507, а во втором только 4457. Эти результаты значительно превышают сумму баллов в текущем году по оставшимся для оптимизации участкам, соответственно на 373 и 322 балла, поэтому в разработку будут приняты все варианты. В первом варианте, в можно ввести в севооборот на 2 поле озимые после паров и на 8 поле яровые с подсевом многолетних трав — это варианта, а можно озимые после паров и кукурузу — вариант б (табл. 1, 2). Молодой учёный» . № 26 (130) . Декабрь 2016 г. Сельское хозяйство Таблица 1. Культуры, введенные в севооборот (варианта поля Культура в 1 год Культура во 2 год По итогам корректировки в текущем году: 1 Картофель + кукуруза Яровые зерновые с подсевом многолетних трав 5 Озимые после озимых Кукуруза По результатам первой оптимизации: 2 Озимые после паров Картофель + кукуруза 8 Яровые зерновые с подсевом многолетних трав Многолетние травы 1 года пользования Таблица 2. Культуры, введенные в севооборот (вариант б поля Культура в 1 год Культура во 2 год По итогам корректировки в текущем году: 1 Картофель + кукуруза Яровые зерновые с подсевом многолетних трав 5 Озимые после озимых Кукуруза По результатам первой оптимизации: 2 Озимые после паров Картофель + кукуруза 8 Кукуруза Пар занятый + пар чистый Оптимизация второго исходного варианта позволяет ввести в севооборот только озимые после озимых на 2 поле — варианта или озимые после многолетних — вариант б (табл. 3, Таблица Культуры, введенные в севооборот (варианта поля Культура в 1 год Культура во 2 год По итогам корректировки в текущем году: 1 Картофель + кукуруза Яровые зерновые с подсевом многолетних трав 5 Кукуруза Пар занятый + пар чистый По результатам первой оптимизации: 2 Озимые после озимых Кукуруза Таблица 4. Культуры, введенные в севооборот (вариант б поля Культура в 1 год Культура во 2 год По итогам корректировки в текущем году: 1 Картофель + кукуруза Яровые зерновые с подсевом многолетних трав 5 Кукуруза Пар занятый + пар чистый По результатам первой оптимизации: 2 Озимые после многолетних Озимые после озимых Оптимизация третьего исходного варианта позволяет ввести в севооборот только озимые после паров на 2 поле — варианта или озимые после многолетних — вариант б (табл. 5, Таблица Культуры, введенные в севооборот (варианта поля Культура в 1 год Культура во 2 год По итогам корректировки в текущем году: 1 Озимые после озимых Кукуруза 5 Кукуруза Пар занятый + пар чистый По результатам первой оптимизации: 2 Озимые после паров Картофель + кукуруза 443 “Young Scientist” . # 26 (130) . December Таблица Культуры, введенные в севооборот (вариант б поля Культура в 1 год Культура во 2 год По итогам корректировки в текущем году: 1 Озимые после озимых Кукуруза 5 Кукуруза Пар занятый + пар чистый По результатам первой оптимизации: 2 Озимые после многолетних Озимые после озимых Таким образом, после первой оптимизации только исключением из модели введенных в севооборот полей можно получить 6 вариантов, которые будут исходными для второй оптимизации. Кроме этого, существует множество вариантов, которые связаны с различным размещением остальных культурна отдельных участках. Приведут ли эти варианты к разным результатам Требуется много раз просчитать варианты модели, чтобы прийти к правильному решению. Следует ли принять за обязательное условие не допускать снижения суммы баллов. Если же допустить снижение суммы баллов на 0,5–1 %, то вариантов будет еще больше. Литература: 1. Волков, С. Н. Землеустройство. Экономико-математические методы и модели. Т. 4. — М Колосс. Исследование операций в экономике Учебное пособие для вузов / Н. Ш. Кремер, Б. А. Путко, ИМ. Тришин. МН. Фридман; под ред. проф. Н. Ш. Кремера. — М ЮНИТИ — 2004. — 407 c. 3. Математическое моделирование экономических процессов в сельском хозяйстве / Гатаулин А. М, Гаврилов Г. В, Сорокина Т. Ми др Под ред. А. М. Гатаулина. — СПБ.: ООО «ИТК ГРАНИТ, 2009. — 432 с Молодой учёный» |