Экономико-энергетическая оценка севооборотов

Для характеристики севооборотов и отдельных полей важно дать им экономическую оценку. Только после всестороннего экономического анализа можно сделать вывод о хозяйственной целесообразности внедрения в производство севооборотов, направленных на повышение продуктивности сельскохозяйственных культур и плодородия почвы.
Эффективность возделывания культур в различных севооборотах зависит от ряда технологических, организационных, хозяйственных и почвенно-климатических факторов. Поэтому при экономической оценке целесообразности внедрения севооборотов следует применять совокупность показателей, основными из которых являются следующие:
- выход продукции на единицу площади;
- прямые затраты на единицу площади;
- условно чистый доход в расчете на 1 га севооборотной площади;
- рентабельность производства.
Выход продукции в кормовых единицах на единицу севооборотной площади определяется по средним урожайным данным. Стоимость валовой продукции с гектара пашни рассчитывалась по государственным закупочным ценам 1984 года (первая и вторая ротации) и 1999 года (третья и четвертая) в расчете на 1 тонну овса.
Прямые производственные затраты по выращиванию культур севооборотов, а также дополнительные затраты, связанные с выполнением агротехнических мероприятий в паровых полях, рассчитаны по типовым технологическим картам, рекомендованным Бурятским НИИСХ хозяйствам республики.
Расход и стоимость семян определялись по нормам высева семян, принятым зональными системами земледелия Бурятии для земледельческих зон. Затраты на минеральные удобрения установлены по действующим оптовым ценам с учетом расходов на транспортировку удобрений в опытно-производственное хозяйство «Иволгинское».
Потребность в горюче-смазочных материалах в вариантах опытов определялась по видам работ, исходя из установленных в хозяйстве норм расхода горючего по маркам тракторов на физическую единицу работы и комплексной цены центнера основного горючего (дизельное топливо). Накладные расходы определялись на уровне средних по экспериментальному хозяйству «Иволгинское» за 1987-1989 и 1997-1999 гг.
Себестоимость 1 ц зерна рассчитывалась по прямым затратам, условно чистый доход с гектара пашни, рентабельность и себестоимость 1 цк. ед. определялись расчетным путем.
В таблице 239 приведены показатели экономической оценки севооборотов, включающие различные виды паров, зерновые культуры, агротехнические приемы выращивания, в среднем за первые две ротации в ценах 1984 года.
По валовому сбору зерна выделялись севообороты с чистыми парами, особенно с пшеницей, которые значительно превосходили севооборот с занятым донником паром. Более высокий валовый сбор зерна в среднем за ротацию (53,8 и 57,2 ц/га) обеспечили севообороты с чистыми парами на варианте с внесением органических удобрений в паровое поле (органо-минеральная система удобрений). По выходу товарного зерна эта закономерность сохраняется. Продуктивность севооборотов в кормовых единицах наибольшая в севообороте 2 за счет сравнительно более высокой урожайности пшеницы по чистому пару и овса с подсевом редьки масличной на зеленую массу. В этом же севообороте и самая высокая стоимость валовой продукции. Значительное варьирование, полученное в стоимости валовой продукции по разным системам удобрений, объясняется продуктивностью этих вариантов.
По прямым затратам во всех севооборотах выделяется вариант с внесением органического удобрения в паровое поле. Рентабельность производства оказалось выше в севообороте 2, в котором отмечается и самая низкая себестоимость 1 ц зерна и кормовой единицы.
Во всех севооборотах окупаемость прямых затрат в варианте минеральной системы удобрений в среднем на 31,0% выше, чем по органоминеральной. Самой высокой она была в севообороте 2-м на варианте с внесением минеральных удобрений в паровое поле (минеральная система).

По всем показателям экономической эффективности повторный посев овса имеет заметное преимущество перед повторным посевом яровой пшеницы. Повторные посевы пшеницы и овса заметно уступают севооборотам по себестоимости 1 ц кормовой единицы. Наибольшая себестоимость 1 ц зерна получена в повторном посеве пшеницы. Рентабельность производства продукции в повторном посеве пшеницы составила 102%, а в севооборотах этот показатель варьировал в пределах 165-279%. Существенно уступают повторные посевы севооборотам и по окупаемости 1 руб. затрат.
Определение экономической эффективности в среднем за третью-четвертую ротации (в период экономических реформ на селе) показали бесспорное преимущество практически по всем показателям севооборота с чистыми парами (табл. 240). Возросшие уровни цен на горючесмазочные материалы и другие промышленные изделия при сравнительно небольшом росте цен на полевую продукцию заметно ухудшили экономические показатели по сравнению с началом исследований.
Так, в целом по всем севооборотам рентабельность существенно ниже, чем в первой и второй ротациях (1981-1989 гг.), и находится в пределах от 4,0 до 52,6%. Минеральная и органо-минеральная система удобрений во всех севооборотах существенно повышает уровень рентабельности, причем с заметным преимуществом последней. Наиболее высока рентабельность на всех фонах удобренности в зернопаровом севообороте с яровой рожью, что объясняется достаточно высокой продуктивностью при наименьших затратах (табл. 240). Из севооборотов с различными видами пара рентабельность по неудобренному фону и минеральной системе удобрений выше в севообороте с чистым паром, а на органоминеральной выравнивается с севооборотом с занятым донником паром. Наименьший уровень рентабельности получен в севообороте с сидеральным паром (вариант 5).

Таким образом, экономическая эффективность севооборотов с чистым и занятым донником паром достаточно близки и в последние годы в основном определяются величиной затратной части, хотя по выходу продукции (кормовых единиц) донниковый севооборот превосходит севооборот с чистым паром. Следует отметить, что в последние годы более заметно изменяется затратная часть баланса, связанная с постоянно изменяющимися ценами на промышленные ресурсы в сторону их удорожания. При этом сложнее становится выдерживать технологический комплекс, что снижает темпы роста прибавок выхода продукции и затрудняет объективную оценку отдельных севооборотов.
Следовательно, при современных формах ценообразования с помощью одних только экономических показателей трудно объективно оценить эффективность севооборотов, тем более, если они проводятся за ряд ротаций. Поэтому эти расчеты необходимо дополнить широко применяющейся в настоящее время биоэнергетической оценкой.
Энергетическая оценка эффективности возделывания сельскохозяйственных культур заключается в соотношении количества накопленной растительным сообществом энергии с антропогенными затратами и позволяет более объективно и точно проводить это через энергетические эквиваленты, затрачиваемые на производство единицы сельскохозяйственной продукции независимо от ценовой политики. Энергетический подход представляет возможность количественно определить энергетическую оценку сельскохозяйственной продукции и технологий их возделывания. Он дает возможность количественно определить энергетические затраты и степень их окупаемости при производстве продуктов растениеводства, сравнить агрофитоценозы по расходу затраченной энергии на единицу общей и товарной продукции при различных системах земледелия и ее составляющих. Этот показатель не подменяет, а дополняет общепринятую экономическую оценку.
При биоэнергетической оценке различных полевых севооборотов руководствовались методическими рекомендациями СибНИИСХ «Биоэнергетическая оценка севооборотов». Следует отметить, что подобная оценка севооборотов в условиях Бурятии выполнена впервые.
Оценку севооборотов проводили по следующим показателям: выход основной продукции с 1 га посева, затраты совокупной энергии на 1 га пашни, выход валовой энергии с 1 га пашни, энергетический коэффициент и приращение валовой энергии 1 га пашни.
Для расчета совокупной энергии, затраченной на производство той или иной сельскохозяйственной продукции, пользовались энергетическими эквивалентами, которые приведены в рекомендации СибНИИСХ. Кормовые единицы и протеин при расчете выхода кормопротеиновых единиц с 1 га посева взяты из справочника «Состав и питательность кормов». Источником исходной информации для выполнения расчетов служат технологические карты на возделывание культур севооборотов и обработку паровых полей.
Данными таблицы 241 установлено, что в зернопаровых севооборотах с различными видами пара наибольшая урожайность зерновых за ротацию получена в севообороте с чистым паром. Севообороты с донниковыми парами обеспечили практически одинаковый уровень урожайности, уступая севообороту с чистым паром лишь на 5,0-5,7%. По выходу зерна с 1 га пашни отмечается такая же закономерность.

Картина резко меняется при определении выхода кормопротеиновых единиц. Наибольший выход (17, ц) получен в севообороте с занятым донником паром, на 27,5% ниже этот показатель в севообороте с чистым паром. Меньше других выход KE в севообороте с сидеральным донниковым паром существенно ниже на бессменном посеве пшеницы (на 46,2%).
Наибольшие затраты совокупной энергии на гектар севооборотной площади оказались в севообороте с занятым донником паром (15669 МДж/га), несколько ниже в севообороте с сидеральным донниковым паром и меньше всех затрачивается энергии на возделывание культур в зернопаровом севообороте с чистым паром. Вместе с тем следует отметить, что разница в затратах совокупной энергии между севооборотами с чистым паром и с донниковыми в целом незначительна и составляет 562-612 МДж/га.
Выход валовой энергии с учетом побочной продукции (табл. 241) составил в севообороте с занятым донниковым паром 38026 МДж/га, с сидеральным - 31188 и с чистым паром - 28866 МДж. Севооборот с чистым паром уступил по выходу валовой энергии севообороту с сидеральным паром на 21,80, занятым - на 31,7, но превосходил пшеницу бессменного посева - на 16,0%.
Энергетический коэффициент, показывающий соотношение выхода валовой энергии и затрат совокупной энергии в севообороте с занятым донником паром, составил 2,43, с сидеральным донниковым - 2,00, с чистым паром - 1,92 и на пшенице бессменного посева - 1,51.
Наиболее высокое приращение валовой энергии получено в севообороте с занятым донником паром, значительно ниже в севообороте с сидеральным и чистым парами. Последние уступали севообороту с занятым паром соответственно на 31,3 и 38,2%, а бессменный посев пшеницы - на 40,6%.
Сравнительная оценка севооборотов с различными видами пара показала, что выход и приращение валовой энергии больше в севообороте с занятым донником паром, а затраты совокупной энергии меньше других в севообороте с чистым паром.
Таким образом, по биоэнергетической оценке преимущество за севооборотом с занятым донником паром по сравнению с севооборотом с сидеральным, не говоря уже о севообороте с чистым паром и пшенице бессменного посева. Бессменная пшеница по всем показателям биоэнергетической оценки значительно уступает севооборотам при практически равных затратах совокупной энергии.
Применение удобрений в севооборотах существенно повышает биоэнергетическую оценку севооборотов. В целом в этом отношении более эффективна органо-минеральная система удобрений (табл. 241). Так, применение минеральной системы удобрений в севообороте с чистым паром увеличило урожайность зерновых по отношению к неудобренному фону на 17,1%, в севообороте с занятым - на 20,3 и с сидеральным паром - на 26,5%, а при органо-минеральной системе удобрений в севооборотах соответственно на 19,3, 27,1 и 28,8%, что указывает на большую эффективность удобрений по донниковым парам. В свою очередь, органо-минеральная система удобрений более эффективна по сравнению с минеральной системой.
По выходу зерна с 1 га посева увеличение по сравнению с неудобренным фоном по минеральной системе удобрений в среднем по севооборотам составило 21,4%, по органо-минеральной - 24,9%, с варьированием в первом случае от 17,1 до 25,8%, во втором - от 18,6 до 28,8%.
Высокая эффективность органо-минеральной системы проявилась во всех севооборотах и при определении выхода кормопротеиновых единиц с 1 га пашни. Здесь в среднем превышение к неудобренному фону составило 28,8%, против 19,8% по минеральной системе удобрений. При этом выход КПЕ по минеральной системе в севообороте с чистым паром увеличился по отношению к неудобренному фону на 17,7%, с занятым - на 17,5 и с сидеральным паром - на 24,2%, а по органо-минеральной системе удобрений, соответственно, на 25,0, 26,3 и 35,0%.
По затратам совокупной энергии наиболее экономичными и при применении удобрений остаются севообороты с чистым паром (табл. 241).
Применение минеральной системы удобрений повысило выход валовой энергии с учетом побочной продукции в среднем по севооборотам на 21,7%. при этом в севообороте с чистым паром - 20,9%. При органоминеральной системе выход валовой энергии в севообороте с чистым паром увеличился на 39,3%, с занятым ~ на 26,7 и с сидеральным - на 28,6%, составив в среднем по севооборотам 31,6%. Таким образом, нарастание выхода валовой энергии с учетом побочной продукции при применении удобрений выше в севообороте с чистым паром по обоим его фонам. В этом севообороте минеральная система увеличила величину этого показателя по отношению к фону без удобрений на 26,6%, органоминеральная - на 39,3%. В севообороте с занятым и сидеральным парами этот рост, соответственно, составил 17,6 и 26,7% и 20,9, 28,8%.
Внесение удобрений в севооборотах существенно повышает энергетический коэффициент: в севообороте с чистым паром - с 1,92 до 2,53, с занятым - с 2,43 до 2,91 и с сидеральным паром - с 2,00 до 2,43, что составляет, соответственно, 31,8, 19,8 и 21,5%.
По приращению валовой энергии по севооборотам и фонам удобренности получены те же закономерности, что и по выходу валовой энергии и энергетическому коэффициенту. Так, наибольший рост приращения валовой энергии отмечается в севообороте с чистым паром -на 48,3% по минеральной и на 76,1% по органоминеральной системе удобрений. Соответственно на 25,8 и 41,4%, 35,3 и 51,7% увеличился этот показатель в севооборотах с занятым и сидеральным паром.
Таким образом, по биоэнергетической оценке севооборотов с различными видами пара преимущество и при внесении удобрений остается за севооборотом с занятым донником паром по сравнению с севооборотами с сидеральным и чистым парами. Пшеница бессменного посева по биоэнергетической оценке значительно уступает севооборотам.
Большой практический интерес представляет сравнительная биоэнергетическая оценка различных зернопаровых севооборотов с чистыми парами в условиях сухостепной зоны Бурятии. Оценке подвергнуты три севооборота с чистыми парами, которые отличаются друг от друга только первой культурой после пара (табл. 242) яровая пшеница, яровая рожь и овес.
По урожайности зерновых выделился севооборот с яровой рожью, затем идет севооборот с яровой пшеницей и на последнем месте овсяный севооборот. При этом эффективность систем удобрений в севооборотах практически одинакова. Органо-минеральная система удобрений в среднем по всем севооборотам дала прибавку в урожайности на 21,1% при 17,9% по минеральной системе.
Аналогичная ситуация складывается и при учете выхода с 1 га пашни зерна и кормопротеиновых единиц. Наиболее высок выход зерна и КПЕ в севообороте с яровой рожью, несколько уступает севооборот с яровой пшеницей и ниже других в овсяном севообороте.

Наименьшее количество совокупной энергии на возделывание культур затрачивает севооборот с яровой рожью, затем севооборот с яровой пшеницей, больше других затраты энергии в овсяном севообороте. Наиболее высоки затраты энергии при минеральной системе удобрений.
Наибольший выход валовой энергии с учетом побочной продукции обеспечивает севооборот с яровой рожью - от 32902,7 МДж/га на варианте без удобрений, до 40860,4 МДж/га по органо-минеральной системе удобрений. В севообороте с яровой пшеницей этот показатель изменялся от 28866,0 до 40220,7 МДж, а в овсяном севообороте - от 29491,7 до 36764,7 МДж/га.
Проведенная биоэнергетическая оценка 4-польных зернопаровых севооборотов за 2001-2005 годы (табл. 243) свидетельствует, что наименьшее количество совокупной энергии на возделывание культур в севооборотах с чистыми парами затрачивает севооборот с яровой рожью, затем с пшеницей, и больше других затраты энергии в овсяном севообороте. При этом наиболее высокие затраты энергии во всех изучаемых севооборотах отмечаются при минеральной системе удобрений.

Биоэнергетическая оценка севооборотов показала, что наиболее оптимальные показатели по производству растениеводческой продукции имеет севооборот с яровой рожью. Здесь выход валовой энергии составил 32978-44370,4 МДж/га, приращение валовой энергии - 18276,7-28829,1 МДж/га, энергетическая себестоимость 1 ц к.ед. - 1050,1-1336,5 МДж, энергетический коэффициент 1,24-1,85. Наихудшие показатели отмечены в овсяном севообороте.
Энергетический коэффициент в севообороте с яровой рожью наиболее высок на всех фонах удобрений, несколько меньше в севообороте с яровой пшеницей и ниже других в овсяном севообороте.
Большее, чем в других севооборотах, приращение валовой энергии отмечено в севообороте пар: яровая рожь - овес - овес на зеленую массу причем на всех фонах удобрений. Несколько слабее приращение валовой энергии в севообороте с яровой пшеницей. Овсяный севооборот на удобренных фонах уступает по приращению валовой энергии другим севооборотам, однако на неудобренном фоне он несколько превосходит севооборот с яровой пшеницей, существенно уступая при этом севообороту с яровой рожью.
Несмотря на то, что в севообороте с двумя кормовыми полями небольшой выход валовой энергии, здесь отмечается самая низкая энергетическая себестоимость 1 ц кормовых единиц и лучший энергетический коэффициент, что связано с малыми затратами совокупной энергии.
В таблице 244 приведена сравнительная биоэнергетическая оценка севооборотов с посевом донника в различные поля севооборотов: под замыкающую культуру (овес летнего срока посева на зеленую массу) и под яровую пшеницу по чистому пару. Последний способ размещения донника в севообороте в настоящее время имеет достаточно широкое распространение в хозяйствах республики. Сравнительный анализ показывает, что биоэнергетическая ценность их различна. Севооборот с подсевом донника под замыкающую культуру превосходит севооборот с подсевом под пшеницу по большинству оценочных показателей, в том числе по выходу зерна и кормопротеиновых единиц с 1 га пашни, выходу валовой энергии и приращению валовой энергии, но уступает по затратам совокупной энергии и величине энергетического коэффициента.
Так, на неудобренном фоне превышение составило: по выходу валовой энергии 21,8%, а по удобренным фонам в среднем - 19,3%. По приращению валовой энергии они достигали соответственно - 11,8 и 11,7%. Затраты совокупной энергии в севообороте с подсевом донника под пшеницу по чистому пару по сравнению с подсевом под замыкающую культуру оказались меньше: на неудобренном фоне на 38,6%, по минеральной системе удобрений - 35,5 и органоминеральной - на 36,6%.
Таким образом, биоэнергетическая оценка севооборотов показала, что ее показатели зависят от набора культур в севообороте и их чередования, от вида пара, удобренности, числа полей в севообороте и условий внешней среды (сухая степь, степь). По биоэнергетической оценке как в сухостепной, так и в степной зоне преимущество за севооборотом с занятыми донником парами. В сухостепной зоне по энергетической оценке севообороты с чистым и сидеральным парами практически равнозначны. В этой зоне из севооборотов с чистыми парами по биоэнергетической оценке выделяется севооборот: пар чистый - яровая рожь - овес - овес на зеленую массу, затем следует севооборот с яровой пшеницей и на последнем месте овсяный севооборот. Бессменные посевы яровой пшеницы по показателям биоэнергетической оценки значительно уступают севооборотам.

Биоэнергетическая оценка пятипольных севооборотов в условиях степной зоны Бурятии (табл. 245) показала, что по выходу валовой энергии и ее приращению они существенно превосходят 4-польные севообороты сухостепной зоны на всех фонах удобренности. Так, если выход валовой энергии в севооборотах сухостепной зоны варьировал в зависимости от фонов удобренности от 28866 МДж/га до 48193, то в степной зоне - от 34046 до 62459 МДж/га. При этом приращение валовой энергии находилось соответственно в пределах 13815-31608 и 20618-44209 МДж/га.
Показатели биоэнергетической оценки пшеницы бессменного посева в степной зоне существенно выше, чем в сухостепной зоне. Из рассматриваемых севооборотов степной зоны (табл. 245) лучшие показатели энергетической оценки получены в севообороте с занятым донником паром, несколько ниже они у севооборота: пар чистый - пшеница - овес - горох + овес - овес, и слабее других у севооборотов с повторным посевом овса на зерно. Применение минеральной системы удобрений в севооборотах высокоэффективно. В среднем по севооборотам удобрение увеличило выход валовой энергии с учетом побочной продукции на 49,5% и на 62,2% приращение валовой энергии.
Выше других затрат совокупной энергии в севообороте с занятым паром и практически на одном уровне они в севооборотах: пар чистый -пшеница - овес - горох + овес - овес и пар чистый - овес - овес - рапс на зеленую массу - ячмень. Последние дали и одинаковый выход зерна с 1 га пашни и при этом превосходили севооборот с занятым паром. Кормопротеиновых единиц получено больше в севообороте: пар занятый (донниковый) - пшеница - кукуруза + подсолнечник - овес — овес + донник на зеленую массу.
Применение минеральных и органических удобрений достоверно улучшает биоэнергетическую оценку севооборотов. Затраты совокупной энергии в четырехпольных севооборотах в степной зоне - 18249 МДж/га. При этом выход валовой энергии и приращение валовой энергии соответственно составляют 48193 и 31608, 62459 и 44209 МДж/га.

Энергетический подход относится к числу сквозных направлений современной науки, позволяющих характеризовать почву, растения и агротехнику в целом в одних единицах. По мере развития цивилизованное общество все больше затрачивает энергию для производства продуктов питания. Так, несмотря на увеличение продуктивности сельскохозяйственного производства, положительный энергетический баланс снижается. Если энергетические затраты при мотыжном земледелии (6-7 тыс. лет назад) составляли 30-45 МДж/га, то при залежно-переложном - 40-100 МДж/га, а при современном интенсивном (агрохимико-, водо-, тепломелиоративный комплекс + современное энергетическое и техническое оснащение) - около 10 000-100 000 МДж/га. По В.В. Коринец, в 1938 г. на 100 калорий продукции затрачивалось 48 калорий совокупной энергии, а в 1980г. уже 86 калорий. Очевидно, исторически обусловленный процесс повышения энергоемкости сельскохозяйственного производства означает усиление воздействия на почву и негативные изменения ее свойств. Энергетический прессинг настоятельно требует разработки мероприятий по его компенсации, в том числе путем введения в севооборот культур, обогащающих почву органическим веществом с высоким содержанием азотистых соединений. Выше уже указывалось, что введение донника в севооборот способствует глубокому структурному преобразованию почв (изменение агрегатного состояния, гумусного статуса, емкости катионного обмена и др.).
Главнейшие функции почвы как саморегулирующейся системы осуществляются через органическое вещество. Как уже указывалось, содержание гумуса в каштановых почвах за XX столетие резко снижается. Также происходит и снижение величины энергии, связанной в гумусе. В гумусе (слой 0-0,5 м) каштановых почв Бурятии содержится 1,6*1015 кДж энергии. Однако в связи с постоянно идущими потерями, по расчетам Лаборатории физики и эколого-мелиоративного мониторинга почв Бурятского института биологии CO РАН, ожидается, что к 2000 году содержание энергии в гумусосфере степей Байкальского региона снизится до 1,16*10 кДж.
Для того, чтобы приостановить процесс деградации каштановых почв, а затем добиться положительного сальдо в энергетическом балансе гумуса, необходимы мелиоративные мероприятия.
Принимая удельную энергоемкость гумуса, равную 23*109 кДж/кг, нашли, что при использовании донника как в занятом, так и в сидеральном парах количество связанной биохимической энергии в почве возрастает (табл. 246).

К осени 1993 года в конце третьей ротации севооборота наибольшая прибавка в энергосодержании гумуса отмечается на варианте севооборот с унавоженным сидеральным донниковым паром.
Таким образом, комплексная экономическая и энергетическая оценка показала, что их наиболее оптимальные показатели складываются в севообороте с занятым донником паром. Приращение валовой энергии с урожаем по фону без удобрений в паровом поле здесь составило 25840 МДж/га, энергии гумуса - 17835 х 103 Дж/га. Энергетический коэффициент в этом севообороте составил 3,24, что в 1,3-1,4 раза больше, чем в севооборотах с чистым и сидеральным донниковым парами. Рост содержания энергии гумуса можно напрямую связать с увеличением свободной энергии почвы, которая повышает ее способность противостоять процессам деградации, то есть нарастает экологическая устойчивость почвы.