Система удобрений и оценка их эффективности
Комплексная оценка эффективности длительного систематического применения удобрений предусматривает определение агрономической, экономической и биоэнергетической целесообразности их использования в земледелии.
Агрономическая эффективность применения удобрений определяется прибавкой урожая, окупаемостью единицы внесенных удобрений зерном или в зерновых единицах и долей участия удобрений в формировании урожая, выраженной в процентах. Однако агрономическая эффективность применения удобрений не затрагивает экономической стороны вопроса, поскольку только по прибавкам урожая нельзя установить в соизмеримых величинах, какая сумма стоимостей создана вновь за счет применения удобрений и какова величина издержек по их применению. А без этого невозможно определить сумму чистого дохода и окупаемость вложенных средств на применение удобрений и трудно сделать вывод о выгодности их применения. Экономический анализ позволяет установить наиболее выгодные варианты технологии применения удобрений и элементы системы удобрения сельскохозяйственных культур.
В последние годы вследствие интенсификации сельскохозяйственного производства при оценке эффективности отдельных агроприемов и технологий в целом все чаще используется наряду с традиционными экономическими показателями комплекс энергетических или биоэнергетических характеристик, учитывающий все затраты совокупной энергии. При этом рассматривается окупаемость всех затрат энергии (энергетический коэффициент), в том числе и дополнительной, связанной с тем или иным приемом технологии, а также чистый доход или приращение валовой энергии. Такая комплексная оценка (агрономическая, экономическая и энергетическая эффективность) применения средств интенсификации позволяет повысить объективность выводов по результатам исследований.
Как свидетельствуют результаты исследований эффективности удобрений за 30 лет, из минеральных систем удобрений агрономически оптимальной следует считать азотно-фосфорную N27P38 на 1 га пашни севооборота, продуктивность пашни возрастает на 6,7 ц/га, или на 53,2%, при окупаемости 1 кг азота и фосфора 10,3 кг з.ед. Увеличение доз азота с 27 до 46-56 кг/га (в составе полного удобрения) не приводило к росту продуктивности пашни (табл. 247).
Внесение фосфора при посеве и основной дозы фосфорно-калийного удобрения без азотного было неэффективно.
Из двух вариантов органических систем удобрений оптимальной системой следует считать вариант с меньшей дозой навоза P11 + навоз 10 т/га. Эта система удобрения обеспечила повышение продуктивности пашни на 6,2 ц/га з.ед., или на 49,2%, при окупаемости 1 т навоза 59 кг з.ед.
Выравненные по азоту, фосфору и калию органическая, эквивалентная навозу минеральная и органоминеральная системы удобрений, оказали практически равное влияние на повышение продуктивности пашни, прибавки составили 6,2-7,1 ц/га з.ед., или 49,2-56,4%.
Как видно из приведенных многолетних данных, на каштановых почвах Забайкалья в полевых севооборотах агрономически оптимальны невысокие нормы минеральных (N27P28) и органических удобрений (навоз 10 т/га), за счет их систематического применения продуктивность пашни возрастает на 6,2-6,7 ц/га, или на 49-53% и достигает 18,8-19,3 и/га. Добавление калийных удобрений (N27P38K27) повышая прибавку урожая до 7,5 ц/га з.ед., уменьшает (на 20 %) оплату единицы внесенных туков.
Как свидетельствуют расчеты, экономическая эффективность применения удобрений в севооборотах тесно связана с уровнем прибавок урожая и затратами на использование удобрений. В зернопаропропашном севообороте более эффективным было применение удобрений в первой, более увлажненной ротации. При этом более выгодным было использование минеральных удобрений, чем органических. На агрономически выгодной минеральной системе (N17P22) прибыль составила 369 руб. с 1 га, рентабельность 262%, на оптимальной органической (P5 + навоз 13,3 т/га) соответственно 154 руб. с 1 га и 43%.
Применение более высоких доз азота 33-50 кг/га в составе полного удобрения было менее эффективно, так как обеспечивало незначительное повышение прибыли (на 6-8%), и в связи с увеличением затрат на применение повышенных доз азота рентабельность на этих вариантах но сравнению с меньшей дозой азота (N27) была ниже на 83-122 абс.%.
Из трех выравненных по NPK систем удобрений более выгодной следует считать эквивалентную навозу минеральную систему (P5 + N39P26K43 - эквивалент 6,7 т навоза), прибыль составила 339 руб/га, рентабельность -113%.
В среднем за две ротации зернопаропропашного севооборота из минеральных систем удобрений более выгодно применение на 1 га пашни севооборота азотно-фосфорного удобрения N23P28, прибыль составила 185 руб/га при рентабельности 100% (табл. 248). Обе органические системы не обеспечили прибыли, однако затраты на внесение навоза были в два раза ниже при внесении меньшей дозы навоза - 10 т/га.
Высокая экономическая эффективность использования удобрений отмечается в зернопаровом севообороте (табл. 249).
При этом, как и в зернопаропропашном севообороте, менее эффективно использование навоза. Так, если на оптимальной минеральной системе (N30P45K30) прибыли получено 718 руб. с 1 га при рентабельности в 238 %, то на оптимальной органической системе (P15 + навоз 10 т/ га) прибыль составила 558 руб. с 1 га, рентабельность - 179%.
Применение азота в дозе 45 кг/га в составе полного удобрения было менее выгодно, чем при дозе азота в 30 кг/га. Экономическая эффективность снижалась и при увеличении дозы навоза с 10 до 15 т/га. Из трех выровненных по азоту, фосфору и калию органической, эквивалентной по навозу минеральной и органо-минеральной систем удобрений, экономически выгодны органическая и органо-минеральная системы удобрений: прибыль с 1 га составила 558-594 руб., рентабельность - 150-179%.
Таким образом, экономическая оценка систем удобрений в стоимостном выражении указывает на целесообразность внесения невысоких доз минеральных и органических удобрений. В типичном для сухостепной зоны 4-польном зернопаровом севообороте агрономически и экономически выгодно применять на 1 га севооборотной площади полное минеральное удобрение N30P45K30 и навоз в дозе 10 т.
Расчеты экономической эффективности систем удобрений в среднем за 30 лет показали, что на каштановых почвах Забайкалья экономически выгодно применение невысоких доз полного минерального N27P38K27 (прибыль - 87 руб/га, рентабельность - 185%) и органического - навоз 10 т/га (прибыль - 321 руб/га, рентабельность - 107 %) удобрений (табл. 250).
Анализ данных по экономической эффективности различных систем применения удобрений за 2001-2005 годы свидетельствует о целесообразности отказа применения в земледелии сухой степи Бурятии высоких доз минеральных и органических удобрений (табл. 251). Так, несмотря на то, что применение высоких доз полного минерального питания обеспечивает большую продуктивность гектара севооборотной площади (8,0 и 6,9 ц/га з.ед.) по выходу зерновых единиц и стоимость валовой дополнительной продукции (2880 и 2415 рублей), наиболее лучшие показатели по экономической оценке минеральных систем у варианта с меньшей дозой NPK по 20 кг действующего вещества. Здесь оплата 1 кг NPK составляет 13,6 кг зерновых единиц, себестоимость 1 ц зерновых единиц дополнительной продукции - 92,7 рубля, условно чистый доход - 1570 рублей и рентабельность производства продукции растениеводства от внесенных удобрений - 278%. Неплохие экономические показатели имеет и вариант с меньшей дозой азотно-фосфорного удобрения (N20P20).
При сравнении органических систем удобрений видно, что при применении 20 т/га навоза гораздо выше окупаемость 1 тонны внесенного навоза килограммом растениеводческой продукции, выраженной в зерновых единицах (на 42 кг з.ед.), на 121,5 рубля дешевле 1 центнер дополнительной продукции и на 98% выше рентабельность использования органического удобрения в пару меньшей дозы..
Варианты опыта вносимых на ротацию севооборота органо-минеральных и эквивалентных по навозу удобрений имеют близкие экономические показатели к варианту меньшей дозы органического удобрения.
Таким образом, меньшие дозы органических и минеральных удобрений более оптимальны в земледелии сухой степи Бурятии.
Биоэнергетическая эффективность систем удобрений в зернопаропропашном и зернопаровом севооборотах сложилась неодинаково. В зернопаропропашном севообороте более высокая биоэнергетическая эффективность отмечена в первой, более продуктивной ротации. При этом применение органических удобрений не обеспечивало получения дополнительной валовой энергии, так как энергетические затраты на использование этих удобрений превосходили количество энергии, накопленной в прибавках урожая. На оптимальной минеральной системе (N17P22K17) количество приращенной энергии получено 6,43 ГДж/га, энергетический коэффициент составил 4,4, на оптимальной органической системе (P5 + навоз 13,3 т/га) приращения валовой энергии не получено, энергетический коэффициент составил 0,76.
Во второй, менее продуктивной ротации, на оптимальной минеральной системе (N30P35K30) приращенной энергии получено всего 0,63 ГДж/ га, энергетический коэффициент составил 1,19. На оптимальной органической системе (P5 + навоз 13,3 т/га) приращения валовой энергии не получено, энергозатраты на применение навоза превысили энергию, накопленную в прибавке урожая на 7,39 ГДж/га. Энергетический коэффициент составил 0,33. В среднем за две ротации на оптимальной минеральной системе (N23P28K23) получено 3,49 ГДж/га приращения валовой энергии, энергетический коэффициент составил 0,52 (табл. 252).
По сравнению с зернопаропропашным севооборотом в более продуктивном зернопаровом севообороте энергетические показатели более высокие. На всех изучаемых минеральных и органических системах удобрений получена приращенная дополнительная энергия (табл. 253).
При этом на органических системах отмечается меньшее количество приращенной энергии, чем на азотсодержащих минеральных. На оптимальных минеральной (N30P45K30), органической (P15 + навоз 10 т/ га) системах удобрений количество приращенной энергии получено соответственно 13,23 и 5,61 ГДж/га, энергетические коэффициенты составили 4,87 и 1,65. Увеличение дозы азота с 30 до 45 кг/га в составе полного удобрения и навоза с 10 до 15 т/га снижало окупаемость энергетических затрат соответственно на 32 и 38%.
Из трех выровненных по питательным веществам систем удобрений практически равными по энергетической эффективности были эквивалентные по навозу минеральная и органоминеральная системы удобрений: приращение валовой энергии и энергетические коэффициенты составили соответственно 8,03-8,65 ГДж/га и 2,15-2,27.
В среднем за 30 лет больше приращенной валовой энергии (9,17 ГДж/га) и энергетический коэффициент (4,0) получено на оптимальной минеральной системе N27P3gK27 (табл. 254).
На оптимальной органической системе эти показатели ниже, чем на минеральной, и составили, соответственно, 1,58 и 1,19 ГДж/га.
Как свидетельствуют показатели энергетической эффективности за 30 лет проведения опыта, они не всегда соответствуют экономическим показателям за аналогичный период.
Так, например, если из двух выравненных по питательным веществам органической (P10 + навоз 10 т/га - оптимальная система) и минеральной систем удобрений (P11 + N5gP39K64), экономически выгодной была органическая система (прибыль 321 руб., рентабельность - 107%), а по энергетическим показателям более выгодной была эквивалентная навозу минеральная система: приращение валовой энергии - 4,81 ГДж/ га, энергетический коэффициент - 1,77. На оптимальной минеральной системе (N27P38K27) оба показателя совпадали.
Несоответствие между экономическими и энергетическими показателями при внесении удобрений под основные сельскохозяйственные культуры проявлялось и в результатах полевых опытов агрохимической службы страны.
Таким образом, расчеты экономической и биоэнергетической эффективности изучаемых систем удобрений подтверждают ранее сделанный вывод о том, что на каштановых почвах сухой степи Забайкалья в типичных для зоны зернопаровых севооборотах целесообразно применение на 1 га севооборотной площади невысоких доз минеральных (N30P45K30) и органических (навоз 10 т/га) удобрений.
Таким образом, результаты комплексной оценки длительного систематического применения удобрений в полевых севооборотах на каштановых почвах сухой степи Забайкалья позволяют сделать вывод о целесообразности применения в этих севооборотах невысоких норм минеральных и органических удобрений.
В шестипольном зернопаропропашном севообороте за две его ротации применение оптимальных норм минеральных (N23P1g) и органических (навоз 10 т/га) удобрений обеспечивают повышение продуктивности севооборота на 2,7-3,7 ц/га з.ед., или на 28,7-39,4%, при общей продуктивности в 12,1-13,1 ц/га з.ед. Экономически и энергетически выгодно применение только минеральных удобрений: прибыль - 182 руб/га, рентабельность - 100%, энергетический коэффициент 2,52. На навозном варианте прибыли не получено.
В типичном для зоны четырехпольном зернопаровом севообороте за четыре его ротации минеральные (N30P45K30) и органические (навоз 10 т/ га) удобрения повысили продуктивность севооборота на 8,7-10,2 ц/га з.ед., или на 58-68%, при общей продуктивности в 21,6-23,8 ц/г з.ед. Прибыли получено 558-718 руб/га, рентабельность - 179-187 %, окупаемость энергетических затрат- 1,65-4,87.
В среднем за 30 лет проведения исследований оптимальные среднегодовые нормы минеральных (N27P3gK27) и органических (навоз 10 т/ га) удобрений повысили продуктивность пашни на 6,2-7,5 ц/га з.ед., или на 49,2-59,5%, при общей продуктивности в 18,8-20,1 ц/га з.ед. Прибыль составила 321-487 руб/га, рентабельность - 107-186 %, величины энергетического коэффициента - 1,19-4,0.