Факторы повышения эффективности химизации орошаемого земледелия

Зоной повышенного применения средств химизации являются орошаемые земли. Поливное земледелие представляет собой один из наиболее высокоинтенсивных объектов ведения сельского хозяйства как по уровню вложенных материальных и денежных средств, так и по объему производства. Орошаемый гектар в целом по стране дает примерно в 4-5 раз больше продукции, чем такая же площадь немелиорированных земель.
В Поволжье площадь орошения составляет сотни тысяч гектаров. Благодаря мелиоративному строительству поднялась урожайность сельскохозяйственных культур, создалась прочная кормовая база для развития животноводства. Особенно отзывчивы на полив кормовые культуры, урожайность которых достигают 15 тыс. к. ед./га, что равносильно получению зерновых 120-140 ц/га. Это создает основу для интенсификации не только растениеводства, но и животноводства. Проведенный дисперсионный анализ по 40 хозяйствам Саратовской области, отобранных методом случайной выборки, позволил установить зависимость выхода животноводческой продукции, выраженного в сопоставимых ценах в расчете на 1 га сельскохозяйственных угодий, от удельного веса орошаемых земель в площади пашни и количества удобрений, внесенных на 1 га поливной площади. В результате расчетов получено следующее уравнение:

Анализ показал, что под влиянием изучаемых факторов производство продукции животноводства изменилось на 69,1 %, в том числе под воздействием изменения удельного веса орошаемых земель на 61,3 %, количества внесенных минеральных удобрений - на 7,6 %, совместного влияния этих факторов - на 0,2 %.
Одно лишь орошение не может обеспечить высокого выхода продукции с единицы площади. Полив необходимо сочетать с использованием других факторов повышения урожая и прежде всего - с химизацией земледелия. Процесс этот закономерен, так как усиленный рост растений на богатых влагой почвах требует повышенного минерального питания.
Орошение и применение удобрений усиливают положительное действие друг друга, повышая тем самым экономический эффект. Д.Н. Прянишников указывал, что оставлять орошаемые участки без внесения удобрений равнозначно неиспользованию в должной мере воды и солнца. Поэтому удобрения направляются в первую очередь на ирригационные земли.
Отдача удобрений в зоне устойчивого земледелия повышается, так как капризы погоды могут быть в значительной мере устранены. Установлено, что изменчивостью погодных условий объясняется от 25 до 70 % эффективности использования удобрений. В свою очередь, внесение удобрений повышает окупаемость оросительной воды.
Исследования ученых и земледельческая практика свидетельствуют о том, что оптимальный режим орошения сельскохозяйственных культур без удобрений и внесение оптимальных доз удобрений без полива не обеспечивают суммарно таких прибавок урожая, как их совместное использование. Улучшаются при комплексном взаимодействии и показатели экономической эффективности.
Так, экономическая обработка опытных данных показала, что себестоимость 1 ц сена люцерны на богаре составила 278 руб., на орошении - 272 руб., при внесении минеральных удобрений на богаре - 254 руб., при использовании такой же дозы туков на орошаемом участке - всего лишь 210 руб. Сократились при совместном действии орошения и удобрений и затраты живого труда на производство 1 ц сена люцерны, которые соответственно составили 0,33 чел.-ч, 0,32, 0,27 и 0,24 чел.-ч. Это свидетельствует об экономической целесообразности применения удобрений в условиях орошения и об их положительном влиянии на повышение эффективности производства. Данное положение подтверждается и экономической группировкой сельскохозяйственных предприятий Центральной микрозоны Саратовского Заволжья по уровню внесения удобрений на орошаемых землях (табл. 19). При возрастании удобрительных доз повышается урожайность удобряемых культур, снижается себестоимость единицы продукции, сокращаются удельные затраты живого труда.
Однако применение удобрений на поливных землях не всегда эффективно. Так, высокие дозы минеральных туков и повышенная влажность почвы и воздуха создают в ряде случаев благоприятный фон для развития болезней и вредителей сельскохозяйственных культур, вызывают полегание хлебов. Поэтому требуется усиленное использование других средств химизации, прежде всего химических средств защиты растений, ретардантов.

Еще до недавнего времени, согласно решениям руководящих органов, на орошаемые земли выделялось не менее 330-350 кг д.в./га минеральных удобрений. В настоящее время на поливных участках также зачастую вносятся большие количества удобрений. Такие высокие дозы туков не всегда оправданны. Во-первых, создается угроза накопления вредных веществ в почве и превышения их содержания в продукции. Установлено, что наибольшее количество азота минеральных удобрений вымывается при орошении посевов. Кроме того, избыточное внесение туков, особенно на почвах, не обеспеченных фосфором, ведет к полеганию хлебов и задерживает их созревание. Во-вторых, внесение столь высоких доз минеральных удобрений не всегда экономически выгодно.
Установленные на основе полевых опытов зависимости между удобрительными нормами и прибавками урожая удобряемых культур позволили выявить снижение отдачи единицы туков при значительном возрастании их доз (рис. 2).

Уменьшение окупаемости затраченных удобрений при высоких нормах внесения снижает эффект их использования.
В современных условиях снижения объемов производства минеральных туков было бы целесообразно использовать их там, где выше окупаемость прибавкой урожая. Для этого средства химизации следует применять прежде всего по приоритетности их отдачи, а не по заранее обозначенным зонам.
Бесспорно, на орошаемых землях окупаемость удобрений в целом выше, чем на богаре. Однако, как показывает опыт хозяйствования, ориентация на внесение только высоких доз туков далеко не всегда бывает оправданной. Нужно в каждом конкретном случае определять нормы внесения удобрений, а не устанавливать пороговые минимумы их применения на единицу земельной площади. Следует заметить, что в большинстве случаев при использовании средств химизации, как правило, устанавливаются максимальные ограничения, а не минимальные.
Снижение отдачи единицы удобрений при высоких дозах их внесения нередко ведет к тому, что химические вещества не используются в полной мере растениями, накапливаются в избыточных количествах в почве, создавая угрозу загрязнения окружающей среды.
Эффективность использования удобрений на орошаемых участках во многом зависит от культуры земледелия. Применительно к поливным полям как ни к каким другим участкам особенно актуальны слова Д.И. Менделеева о том, что не будет должного эффекта у тех земледельцев, которые, хорошо удабривая, кое-как пашут землю. Поэтому научно обоснованная система применения средств химизации никогда не даст ожидаемой отдачи, если другие звенья в цепи возделывания сельскохозяйственных культур окажутся ослабленными.
Так, слабая борьба с сорняками приводит к бесполезной трате значительной части удобрений. Подсчитано, что в среднем за год сорной растительностью выносится из почвы в Пензенской области 55 тыс. т питательных веществ, в Ульяновской - 90 тыс. т. При средней засоренности посевов сорняки выносят не менее 50 кг/га NPK, тогда как на формирование 1 т зерна затрачивается 65-70 кг туков. При сильной засоренности вынос сорняками питательных веществ превышает 200 кг/га.
Результаты исследований, проведенные в масштабах нашей страны, показывают, что около 98 % обследованных площадей засорено, в том числе 100 млн га - в средней или сильной степени. Общий вынос питательных веществ сорняками составляет не менее 10-12 млн т в год, или около половины производимых в стране туков.
Для эффективного использования удобрений на орошаемых землях необходимо поддерживать оптимальный режим увлажнения почвы, который составляет для большинства культур 70-80 % HB. Снижение уровня влажности почвы в сравнении с оптимальным приводит к соответствующему падению урожайности. Причем даже однократное нарушение его в период вегетации растений вызывает необратимый процесс. Дальнейшая оптимизация водного режима не в состоянии полностью восстановить потенциал урожайности сельскохозяйственной культуры.
Различные по количеству и интенсивности осадков годы требуют различной кратности и норм полива. Однако еще до недавнего прошлого широко практиковалась оплата труда поливальщиков районных производственных объединений «Полив» от количества гектаро-поливов. Поэтому приходилось наблюдать исключительные по своей нелепости картины, когда во время продолжительного дождя интенсивно работали дождевальные установки.
Неправильное орошение обострило ряд экологических проблем. Настоящим бичом искусственно поливаемых земель стали подъем уровня грунтовых вод и засоление почв, которое достигает четвертой части орошаемой площади, а в некоторых случаях - и половины. В настоящее время происходит подтопление не только орошаемых, но и прилегающих к ним территорий. А с поднятием уровня грунтовых вод до глубины 2,5-1,5 м, как считает В.А. Ковда, начались сильное заболачивание и засоление почв, развитие анаэробности, солонцеватости и слитности, граничащей с бесструктурностью и цементированностью.
Поддержанию оптимальной влажности почвы мешают несколько причин. Одна из них заключается в первоначально низком качестве строительства оросительных систем. Неправильно были составлены проекты оросительных систем, предусматривающие 60-65 % пашни занимать зерновыми, а остальную часть - кормовыми и прочими культурами. Под эту структуру была выделена соответствующая техника, рассчитаны оросительные нормы. Однако в настоящее время большая часть поливных земель в Поволжье (до 75 %) занята кормовыми культурами, более отзывчивыми на орошение и требующими больших количеств оросительной влаги, чем зерновые.
В хозяйствах не всегда соблюдаются сроки проведения поливов, чему мешают недостаточная обеспеченность диагностической аппаратурой по определению влажности почвы, поломки дождевальных машин и трубопроводов, несвоевременная подача воды из магистральных водоводов. Нарушение сроков первого полива, в частности, ведет к потере до 40 % урожая. Для растений вредно как опоздание с поливом, так и преждевременный полив.
По данным B.C. Дмитриева, в сухих степях Заволжья продолжительность ежегодной работы оросительных систем составляет нередко 60-70 сут., тогда как в хлопководческих районах она достигает 160-180 сут. На Кутулукской оросительной системе в Самарской области вода подавалась в течение 23 лет в среднем 73 сут. в год. Однако расчеты показывают, что рабочие периоды оросительных систем можно продлить до 180 сут. и более.
Перспективно создание оросительных систем с максимально высоким КПД, оборудованных сетью датчиков, автоматически управляющих дождевальными машинами, ведущими полив до оптимального уровня увлажнения почвы. Это выгоднее, чем строить миллионы гектаров несовершенных оросительных участков, требующих в дальнейшем огромных затрат на многочисленные ремонты и ликвидацию негативных экологических последствий. Так, в результате неправильного орошения, приведшего к резкому ухудшению качества почв, только в конце 80-х годов XX в. Советом Министров РСФСР было списано 50 тыс. га земель из севооборота Саратовской области. Основные причины - подъем уровня грунтовых вод, засоление почв вблизи оросительных систем, следствие - невозможность получения урожая на этих землях. Показательно, что примерно такая же площадь ежегодно вводилась саратовскими мелиораторами в состав орошаемых земель. Получается порочный цикл, когда многие мелиорируемые земли становятся не пригодными для дальнейшего сельскохозяйственного использования, причем для достижения этого отрицательного эффекта вольно или невольно затрачиваются колоссальные средства.
Такое хозяйствование лишь обостряет негативные последствия других направлений интенсификации сельского хозяйства и прежде всего химизации земледелия, нанося громадный ущерб экономике и экологии.
Большой ущерб сельскому хозяйству и окружающей среде наносится вследствие того, что ежегодно часть земель, числящихся орошаемыми, по разным причинам вообще не поливаются. Это обусловлено прежде всего отсутствием воды в источниках орошения и неисправностью внутрихозяйственной сети и сооружений. В среднем за год в стране не использовались сотни тысяч гектаров орошаемых земель.
Вредны не только недополивы, но и излишнее увлажнение почвы. Корреляционно-регрессионный анализ по ряду хозяйств Саратовской области, проведенный с помощью компьютерных расчетов, показал, что поданная на поля вода может в ряде случаев снижать урожай. В ходе анализа выявлялось влияние величины денежных затрат на применение удобрений, внесенных доз минеральных и органических удобрений, количества поливной воды и фондообеспеченности хозяйств на урожайность зерновых и зернобобовых культур, себестоимость единицы продукции и производительность живого труда.
В результате решения задачи получены следующие уравнения регрессии:

где Y1 - урожайность зерновых и зернобобовых культур, ц/га; Y2 - себестоимость 1 ц зерновых и зернобобовых культур, руб.; Y3 - затраты живого труда на производство 1 ц продукции, чел.-ч; х1 - денежные затраты на применение удобрений в расчете на 1 га посевной площади, руб.; х2 — количество внесенных минеральных удобрений на 1 га посевной площади, кг д.в.; х3 — количество внесенных на 1 га посевной площади органических удобрений, т; х4 - число гектаро-поливов в расчете на 1 га; х5 - фондообеспеченность, руб./га.
Коэффициент множественной корреляции для первого уравнения равен 0,853, что свидетельствует об очень высокой связи урожайности зерновых и зернобобовых культур с изучаемыми факторами. Наибольший коэффициент парной корреляции наблюдается по минеральным удобрениям, каждый килограмм которых, согласно уравнению связи, на 4 кг/га повышает урожайность. Вместе с тем при анализе наблюдается интересная тенденция - с увеличением числа гектаро-поливов урожайность культур снижалась. Каждый гектаро-полив на 8 кг/га уменьшал удельный выход продукции. В данном случае, вероятно, имело место переувлажнение почвы за счет избыточных и несвоевременных поливов, отрицательно сказавшихся на величине урожайности зерновых и зернобобовых культур.
Во втором уравнении регрессии изучаемые факторы почти наполовину обусловили изменение себестоимости 1 ц продукции (D = 0,49). Коэффициент парной корреляции позволяет сделать вывод о существенном влиянии на снижение себестоимости внесения минеральных и органических удобрений (r2 = -0,378; r3 = -0,2315) и значительно меньшем влиянии числа гектаро-поливов (r4 = -0,032). Фондообеспеченность, напротив, повышала размер денежных затрат на получение единицы продукции (r5 = -0,102). Это свидетельствует о нежелательном опережении темпов роста основных производственных фондов над темпами роста продуктивности орошаемых земель и снижением издержек на производство 1 ц продукции.
Примерно такая же картина наблюдается и в третьем уравнении регрессии, где количество удобрений в значительной степени способствовало снижению затрат живого труда на единицу продукции. В то же время фондообеспеченность отрицательно влияет на уровень затрат труда. Это можно объяснить неэффективным использованием основных фондов, их неправильным составом, не способствующим росту производительности труда, и несоблюдением оптимальных поливных режимов.
Таким образом, применение удобрений оказывает в целом положительное влияние на урожайность сельскохозяйственных культур и экономические показатели эффективности их производства, а избыточный полив нередко ухудшает их.
Для эффективного использования средств химизации необходимо умелое сочетание их с другими факторами роста урожаев. По данным Л. Державина и др., при внесении удобрений в севообороте их эффективность повышается на 15—20 %, при использовании высокопродуктивных сортов семян - на 20-30 %, при соблюдении оптимальной густоты стояния для культур сплошного сева - на 10—15 %, для пропашных культур -на 25-30 %. Известкование кислых почв повышает отдачу от минеральных удобрений на 30-50 %. При этом решаются и экологические задачи, так как внесенные искусственные туки мобилизуются растениями, а не накапливаются в почве, создавая угрозу загрязнения окружающей среды.
Рациональное сочетание средств химизации с оптимальными поливами и комплексом агромероприятий позволяет получать программируемые урожаи. При программировании урожаев применяется прогрессивный метод определения влажности почвы с помощью СВЧ-радиометра. Значительное количество воды экономят капельное орошение, а также синхронно-импульсное, аэрозольное, подкроновое, локальное, очаговое и др. Они, как правило, способствуют более эффективному использованию средств химизации и не засоляют почву.
При существующих способах полива нередко нарушаются физические и водно-физические свойства почвы, гумусносное состояние, почвенный поглощающий комплекс. Поэтому не случайно орошаемые земли чаще других выходят из хозяйственного оборота, иногда переходя в разряд несельскохозяйственных. За последние годы в стране стали непригодными миллионы гектаров ранее орошаемых земель.
Поливные земли более ранимы, чем суходолы. Применение на орошаемых землях тяжелой техники уплотняет почву, резко ухудшает ее структурное состояние, что приводит к снижению урожаев, бесполезному расходованию минеральных удобрений и других средств химизации. На ирригационных участках уплотнение плодородного слоя приводит к созданию искусственного водоупора, в результате чего меняется водно-воздушный режим почвы, вода не впитывается, а скатывается по уклону или застаивается на поверхности и заболачивает территорию. Избежать этого можно при совмещении технологических операций и сокращении числа проходов агрегатов по полю.
В этой связи весьма перспективна химигация - внесение с оросительной водой минеральных туков, микроудобрений, гербицидов. Данный прием помогает экономить рабочее время и денежные средства, способствует сокращению затрат в расчете на единицу продукции. Кроме того, средства химизации, внесенные с поливной водой, усваиваются почвой и растениями лучше.
При эксплуатации орошаемых земель необходимо шире применять компьютерную технику, позволяющую следить за оптимальными параметрами поливных участков, выбирать лучшее время для выполнения отдельных агромероприятий. При этом повышается продуктивность орошаемых земель, сберегается вода. Применение информационно-советующей системы оперативного планирования орошения на 11 тыс. га поливных земель в Херсонской области дало возможность получить 25 % дополнительной продукции, сэкономило 2 млн м3 оросительной воды.
В настоящее время на нужды орошения приходится 55 % воды, используемой на народнохозяйственные цели. Только незначительная часть этой влаги приносит пользу. При испарении, фильтрации и нерациональном использовании теряется до 60 % всей потребляемой воды. В ряде южных районов на орошение расходуется в 2,0-2,5 раза больше воды, чем нужно для нормального роста и развития растений.
Непроизводительную трату оросительной влаги обусловливает и несовершенная поливная техника. По мнению некоторых ученых и практиков, применение ряда широкозахватных дождевальных машин не всегда оправданно. Они дают дождь ливневого характера, вызывая уплотнение почвы, смыв ее наиболее плодородного слоя, водную эрозию. В настоящее время создаются новые дождевальные установки, дающие мелкий моросящий дождь. Вся вода при этом практически не теряется, впитывается в землю, попадая к корням растений. Новая техника уменьшает расход воды, сокращает удельные затраты энергии, способствуя повышению урожайности.
Сбережению воды способствует расширение сети подземных поливных трубопроводов, позволяющих на 20-30 % экономить оросительную влагу, на 2-3 % сокращать потери земель. Пока что значительная часть орошаемых площадей поливается по бороздам и полосам, что не отвечает интересам ни экономики, ни экологии.
При орошении нужно учитывать и качество поливной воды, которое не всегда бывает высоким, поскольку в ней порой содержатся различные соли и вредные вещества. Исследования показывают, что под воздействием загрязненных вод, используемых на орошение, изменяются физико-химические свойства поливных почв, что в конечном счете негативно отражается на урожайности сельскохозяйственных культур и затрагивает экологию.
Окупаемость вложенных в удобрения и средства защиты растений затрат в немалой степени зависит от того, под какие культуры они вносятся. Одна и та же доза туков, навоза, пестицидов может давать различную отдачу.
Как показывают проведенные исследования, высокая отдача средств химизации на орошаемых землях наблюдается при использовании их под многолетние травы, прежде всего люцерну. Эта культура к тому же оказывает влияние на повышение плодородия почвы, обогащает ее азотом, позволяя частично заменять внесение азотных туков. Бобовые травы весьма эффективны в экологическом плане, поскольку при их возделывании меньше вносится химических удобрений, они улучшают почвенную структуру, частично компенсируют нехватку навоза и других видов органики. Люцерна способствует рассолению почв, понижению уровня грунтовых вод. Как показывают компьютерные расчеты по оптимизации структуры сельскохозяйственного производства Саратовской области, расширение посевов многолетних трав на орошаемых землях позволит в перспективе в совокупности с другими мероприятиями обеспечить бездефицитный баланс гумуса, повышая тем самым почвенное плодородие.
Интенсивное применение средств защиты растений, обусловленное распространением болезней, вредителей и сорняков в благоприятных для них условиях на орошаемых землях, требует особой осторожности в их использовании. На поливных участках особенно эффективна интегрированная система защиты растений, сочетающая в себе различные методы и способы борьбы с вредными организмами.