Дипломная работа: Эффективность и экологическая безопасность применения минеральных удобрений под ячмень при различном балансе азота, фосфора и калия в агроценозе

3 - Чередование культур в экспериментальном севообороте за период одной ротации

Работа проводилась по результатам исследований проведенных в 1999-2001 годах.

В опыте запланированы следующие уровни урожайности: однолетние травы – 3 т/га сена; яровая пшеница и ячмень 3 т/га зерна и многолетние травы – 5 т/га сена за два укоса. Расчет норм удобрений проведен по нормативам выноса элементов питания на одну тонну основной продукции (табл. 4).

4 - Вынос элементов питания 1т. урожая с учетом побочной продукции

Варианты системы удобрений в % от выноса N, P2O5, К2О планируемым урожаем, нормы и сочетания удобрений в кг/га действующего вещества приведены в таблице 5.

5 - Нормы минеральных и органических удобрений при планируемой урожайности зерна ячменя 3 т/га

В качестве контроля принят вариант без внесения удобрений. Вариант второй условно сбалансирован (рассчетный), в 3 варианте создавался отрицательный баланс N. В остальных вариантах предлагался положительный баланс всех элементов питания.

Под ячмень удобрения вносят до посева. Используют следующие удобрения. В качестве калийных использован хлористый калий – KCl – белое кристаллическое вещество, содержащие д.в. 62 – 62,5% K2O; фосфора двойного суперфосфата [Ca (H2PO4)2] H2O – содержит 37 до 54% усвояемого P2O5; азота – аммиачная селитра (NH4NO3) содержит около 34% азота, белого цвета, хорошо растворим в воде.

Исследования и наблюдения

Закладка опыта проведена весной 1996 года, предварительно дана общая агрохимическая характеристика опытного участка. Для этого были отобраны смешанны образцы с каждого поля и каждой повторности опыта из слоев 0 – 20, 20 – 40, 40 – 60 см. Всего четыре поля по четыре повторности в трех слоях, таким образом получилось 48 образцов. В почвенных образцах определяли гранулометрический состав по методу Качинского, валовое содержание гумуса - определение гумуса по методу Тюрина в модификации ЦИНАО ГОСТ 262213-84, азот – определение нитратов ионометрическим методом, ГОСТ 26951-86, фосфора и калия – определение подвижных форм фосфора и калия по методу Чирикова в модификации ЦИНАО ГОСТ 26204-84, емкость поглощения – по методу Бобко – Аскинази – Алешину в модификации ЦИНАО, состав поглощенных оснований – по Каппену – Гильковицу. Содержание подвижных форм элементов питания: легкогидролизуемого азота, аммонийного и нитратного азота, подвижного фосфора и обменного калия (по Чирикову).

Режимы наблюдений

1.Отбор почвенных образцов для изучения динамики содержания влаги и нитратного азота в слоях почвы 0 – 20, 20 – 40, 40 – 60 см перед посевом, в фазу кущения, цветения и после уборки урожая.

2. Динамика нарастания биомассы: определение ее урожайности зерновых культур в фазы кущения, цветения.

3.Определение N, P2O5, K2O в биомассе сельскохозяйственных культур по фазам роста и развития растений.

Сорт ячменя ''Медикум 85''

Выведен на Карабалыкской сельскохозяйственной опытной станции «Кустанайский НИИСХ».

Авторы сорта: А.А. Грязнов, И.А. Смирнова, Н.П. Шпигун, В.И. Кривченко, районирован с 1989 года.

Разновидность Медикум среднеспелый, устойчивый к засухе, среднеустойчивый к полеганию и каменной головне, сильно поражается пыльной головней. Зерно крупное. Ценный по качеству. Продуктивность сорта Медикум 85 –30,4 ц/га. Данный сорт целесообразно возделывать в Южной лесостепи и степи.

3.2 Обеспеченность почвы подвижными формами азота, фосфора и калия в посеве ячменя

Обеспеченность почв элементами питания зависит от многих условий: гранулометрического и минералогического режима, реакции почвы, емкости поглощения и состава обменных катионов, наличия токсичных веществ и соединений, связывающих питательные элементы в труднодоступные для растений формы, сложения и структурного состояния почв, условий увлажнения и температурного режима, а также от предшествующей культуры.

Перед посевом ячменя на каждом варианте опыта из слоя почвы 0-40 см были взяты почвенные образцы и проведен лабораторный анализ на содержание нитратного азота, подвижного фосфора и обменного калия. Данные приведены в (таблице 7). Сравнивая содержание элементов питания с группировками почв по степени обеспеченности подвижными соединениями азота, фосфора и калия, можно сказать, что обеспеченность растений ячменя подвижным фосфором было в пределах повышенной и высокой (138-189мг/кг), обменным калием – очень высокой (228-244 мг/кг), нитратным азотом – очень низкая (менее 10 мг/кг почвы).

Кислотность почвы перед посевом колебалась в пределах 5,43 – 5,67, это говорит о том, что pH среды является слабокислой (pH=5,1 – 5,5) и нейтральной (pH=5,6 – 7,4) эти показатели характерны для черноземов выщелоченных. Больших изменений кислотности почвы по всем годам не наблюдалось (таблица 6), из этого следует то, что кислотность почвы в меньшей степени зависит от дозы, а в большей от состава вносимых удобрений.

Вносимые удобрения (аммиачная селитра, суперфосфат двойной, хлористый калий) не содержат в своем составе элементы, изменяющие pH среды, значит то и кислотность на данных почвах находилась в пределах, характерных для черноземов выщелоченных.

6 – Группировка почв по степени обеспеченности подвижными соединениями фосфора, калия, азота

7 – Обеспеченность почвы нитратным азотом, подвижным фосфором, обменным калием и кислотность почвы перед посевом ячменя

3.3 Действие удобрений на урожай ячменя

Для ячменя характерен короткий период поглощения питательных веществ из почвы. К началу колошения потребляется более 50 % азота, 50 – 60 % фосфора и 80 % калия. По этой причине удобрения являются важнейшим фактором влияющим на величину и качество урожая.

Основным источником питания ячменя азотом являются аммоний и нитраты, которые накапливаются в почве в результате минерализации микроорганизмами азотосодержащих органических соединений. Но при этом в получении высокого и качественного урожая особую роль играют азотные удобрения, дозы которых могут достигать 90 кг д.в./га и более (М.П. Шкель., 1986; Л.Ф. Данилова, 1981)

Значение фосфорных удобрений определяется обеспеченностью почвы соответствующим элементом питания. Наиболее эффективные дозы Р2О5 под ячмень изменяются от 30 до 120 кг/га.

Роль калийных удобрений для ячменя изучена явно недостаточно. Известно, что они стабилизируют режим азотного питания растений, способствуют накоплению в зерне резервного крахмала, что очень важно при производстве качественного пивоваренного и кормового зерна.

Опыты проведённые Л.Ф. Даниловой (1981), И.В. Дюрягиным (1996) и др. на выщелоченных чернозёмах Зауралья, показали, что прибавка урожайности зерна за счёт только прямого действия минеральных удобрений достигает 1,1 – 1,5 т/га, колеблясь преимущественно в пределах 0,38 – 1,12 т/га. Обеспеченность почвы азотом и фосфором в опытах была низкой и очень низкой. Исследования указанных авторов, кроме того, свидетельствуют о том, что внесение минеральных удобрений улучшает кормовое качество зерна и соломы ячменя и сбор протеина с 1 га возрастает на 150 – 200 %.

В наших опытах, на почвах того же типа на фоне высокой обеспеченности растений фосфором и калием и низкой азотом (таблица 7), удобрения при разных дозах и сочетаниях увеличили урожайность зерна ячменя на 0,46 – 1,04 т/га (таблица 8). Самая высокая их эффективность достигнута при внесении N105P54K100, благодаря которым в среднем за три года с 1 га собрали 3,01 т зерна, что на 69 % больше варианта без удобрений.

Данные таблицы 8 свидетельствуют и о том, что главная роль в получении такого прироста урожая зерна ячменя принадлежит азотным удобрениям. Увеличение их дозы с N70 до N105 на фоне Р54К50 обеспечило прибавку урожайности 0,25 т/га или 9 % относительно варианта N70Р54К50 в среднем за 3 года. По годам от 0,14 в 2000 году до 0,40 в 1998 году при НСР от 0,28 до 0,27 соответственно, что говорит о доказуемости полученного результата. По соломе наибольший эффект от применения удобрений достигнут в шестом и седьмом вариантах, где урожайность на них составила 4,21 т/га, что превышает контроль на 65% (таблица 8).

Применение фосфорных и калийных удобрений также оказало положительное действие. По фосфору увеличение дозы с Р36 до Р54 на фоне N70K50 обеспечило прибавку урожайности 0,38 т/га или 16 % относительно варианта N70P36K50 в среднем за три года. По годам от 0,10 в 2000 году до 0,83 в 1998 году при НСР от 0,28 до 0,27 соответственно, что говорит о доказуемости полученного результата.

Роль калийных удобрений рассмотрим при сравнении вариантов системы удобрений ячменя № 5 и 6, где на фоне N105Р54 доза калийных туков увеличена в два раза. Уровень урожайности также увеличился, это говорит о положительном действии калия, но в 1998 и 1999 годах, показатель прибавки находится в пределах ошибки – прибавка 0,17 т/га и 0,15 т/га, НСР05 = 0,27 т/га и 0,12 т/га соответственно. На третий год внесения расчётных норм прибавка математически доказана и составляет 0,10 т/га при НСР05=0,28 т/га. На основании этого можно сделать предварительный вывод о том, что положительное действие калийных удобрений проявляется на фоне больших доз азотных и средних норм фосфорных удобрений на третий–четвёртый год (таблица 8).

8 – Действие минеральных удобрений на урожай ячменя в условиях высокой обеспеченности почвы фосфором и калием

3.4 Действие удобрений на содержание в растениях и вынос урожаем ячменя азота, фосфора и калия

Содержание азота в зерне и соломе ячменя находилось в прямой зависимости от дозы этого элемента, внесённой с удобрениями (таблица 9).

Концентрация его в зерне увеличилась с 1,90 % на контроле без удобрений до 1,97 – 2,19 % при внесении N70 и до 2,30 – 2,36 %, когда применили N105 на фоне различных сочетаний фосфорных и калийных удобрений.

Такая же зависимость от норм удобрений наблюдается в содержании азота в соломе: в варианте без удобрений его концентрация составила 0,68 %, тогда как при внесении N105 – 1,13-1,30 %.

Концентрация фосфора и калия в зерне практически не зависела от вносимых удобрений. По количеству Р2О5 колебания были в пределах 0,76 – 0,86 % и К2О – 0,48-0,58 %. При этом минимальные показатели наблюдались не в варианте без удобрений.

В соломе наблюдается закономерность увеличения содержания Р2О5 при недостаточной обеспеченности растений ячменя азотом, то есть в варианте без удобрений, при внесении минимальной дозы азота (N35Р36К50) и в варианте с повышенной дозой фосфорных удобрений. Концентрация Р2О5 в соломе в этих вариантах была максимальной – 0,26-0,29 %. При преобладании азота в составе удобрений (N70Р36К50, N105Р54К50(100)) она снижалась до 0,21 – 0,25 %.

Применение минеральных удобрений под ячмень и предшествующие культуры способствовали накоплению К2О в побочной продукции. Его содержание увеличилось с 1,41 % (без удобрений) до 1,66 % (при внесении N105Р54К100).

Значительный рост урожайности ячменя, концентрации азота, в меньшей степени фосфора и калия в основной и побочной продукции обусловили увеличение их выноса (таблица 9).

При урожайности зерна без удобрений 1,78 т/га растениями ячменя на формирование основной и побочной продукции использовано 60 кг/га азота, 21 кг/га Р2О5 и 45 кг/га К2О. В вариантах с максимальной урожайностью зерна – 3,01 т/га вынос элементов питания составил соответственно 125, 36 и 87 кг/га. Вынос азота превышал контрольный вариант в 2,1 раза, фосфора на 71 % и калия на 93 % (таблица 9). Одним из важных нормативных показателей, при планировании систем удобрения, является вынос элементов питания в расчёте на 1 тонну основной продукции. Нами на основании хозяйственного выноса и предложенного состава удобрений по вариантам опыта рассчитано необходимое количество элементов для формирования 1 тонны зерна ячменя. Этот показатель по азоту находится в пределах от 30,1 кг до 41,5 кг и увеличивается при увеличении норм азотных удобрений. По фосфору и калию он более стабильный и составляет – 10 кг/т и 26 кг/т соответственно (таблица 9). По балансу азота, фосфора и калия наиболее оптимальным является вариант с дозами N105P54K100 (таблица 9), где вынос азота превысил вносимую дозу его с удобрениями на 16 %, что находится в допустимых пределах по балансу данного элемента (20 %).

По фосфору и калию баланс положительный, из-за чего повышение урожайности ячменя не сказывается на содержании этих элементов в почве.

Таким образом, на почвах с повышенным содержанием подвижного фосфора и обменного калия применение минеральных удобрений под ячмень – высоко эффективный приём, обеспечивающий рост урожайности зерна на 15 - 69 %. При этом на первом месте по величине прибавок урожайности стоят азотные удобрения. Положительная роль фосфорных и калийных удобрений проявляется на фоне высоких доз азота. Концентрация и вынос азота находится в прямой зависимости от состава и доз удобрений (прежде всего азотных). Содержание фосфора и калия в растениях формировалось в основном за счёт их почвенной обеспеченности и колебалось в узких пределах. Рост выноса этих элементов обусловлен, прежде всего, ростом урожайности ячменя.

9 – Содержание, вынос и баланс элементов питания ячменя

3.5 Агрономические показатели эффективности использования минеральных удобрений

Эффективность использования удобрений характеризуется отдачей дополнительной продукции на один килограмм действующих веществ и коэффициентом использования удобрений.

Коэффициент использования удобрений рассчитан по данным таблицы 9, а именно по хозяйственному выносу элементов питания и дозам внесённых удобрений. Наименьшие значения получены по азоту в 3 варианте – 0,14 и пофосфору в варианте 2 –0,08 соответственно, по калию в варианте 3 – 0,11. Максимальные по N –0,62 и Р2О5 – 0,27 вариант 6 и К2О –0,76 вариант 2 (таблица 10).

Не менее важным по значимости показателем является оплата дополнительной продукцией 1 кг действующего вещества внесённых минеральных удобрений.

С увеличением доз удобрений растет отдача дополнительной продукции на один килограмм действующих веществ, причем на фоне высокой обеспеченности азотом (N105) и средней фосфором и калием (P54K50) достигнут наибольший ее эффект, который равен 5,21 кг/кг. д.в., а затем при N105P54K100 и N105P108K100 идет снижение данного показателя с 4,74 до 3,32 кг/кг. д.в. Следовательно повышенные дозы фосфорно-калийных удобрений в сочетании с высокими дозами азотных способствуют повышению урожайности, но отдача дополнительной продукции на один килограмм действующих веществ снижается

В предложенных вариантах системы удобрений оптимальным является № 4 и 5, где на 1 кг д.в. получено 4,82 кг и 5,21 кг зерна и коэффициенты использования, хотя и не являются максимальными, но вполне удовлетворительные: по азоту – 0,45-0,48, фосфору – 0,16-1,00 калию –0,68-1,3 (таблица 10).

10 – Агрономическая эффективность использования минеральных удобрений

4. Экономическая эффективность

В сельском хозяйстве значительную роль играют внесение минеральных и органических удобрений. Расширение применения химических средств повышает экономическое плодородие почвы и сбор урожая. Одной из актуальных проблем дальнейшего ускорения развития сельского хозяйства в современных условиях является дальнейшее повышение эффективности отрасли. Эффективность производства – это сложная экономическая категория, в которой отражаются действия экономических законов и проявляется важнейшая сторона деятельности предприятия – его результативность.

При характеристике экономической эффективности агротехнических мероприятий используется система натуральных и стоимостных показателей.

Натуральными показателями эффективности выступают урожайность сельскохозяйственных культур. Натуральные показатели являются базой для расчета стоимостных показателей: валовой и товарной продукции, валового и чистого дохода, прибыли и рентабельности производства.

Валовая продукция – это вся созданная за определенный период сельскохозяйственная продукция в денежном выражении.

Чистый доход (ЧД) рассчитывают путем вычитания из стоимости валовой продукции издержек производства или ее себестоимости (Сп):

ЧД = ВП –Сп

Себестоимость единицы продукции определяют как отношение производственных затрат к объему валовой продукции конкретного вида. Рассчитывают по формуле:

Сп = Пз / ВП

Обобщающим результатом экономической эффективности сельскохозяйственного производства является рентабельность. Уровень рентабельности (Р) рассчитывают как процентное отношение прибыли к начальной себестоимости продукции.

Рп = ЧД / Сп * 100%

Эти показатели исплоьзуются как при характеристике эффективности сельского хозяйства в целом, так и эффективность отдельных агротехнических мероприятий.

Для расчета экономической эффективности применения минеральных удобрений при возделывании ячменя были выбраны 4 варианта (контроль N70P36K90 и три варианта, для сравнения с контролем). Контрольный вариант рассчитывается по выносу элементов питания NPK в расчете на урожай 3 т/га зерна. Сравниваемые три варианта с контролем отличаются высокой урожайностью.

11.-Экономическая эффективность применения минеральных удобрений при возделывании ячменя

По данным технологической карты, отраженных в приложении 7, мы рассчитываем показатели характеризующие экономическую эффективность применения минеральных удобрений при возделывании ячменя. В результате расчета, наиболее лучшим оказался 6 вариант опыта (N105Р54К100). Урожайность в 6 варианте по сравнению с контролем увеличилась на 0,86 т/га, тогда как на 4 варианте (N70Р54К50) и 5 вариант (N105H54К50) прирост составил 0,38 и 0,63 т/га.

Для определения изменения экономической эффективности под влиянием минеральных удобрений в 4, 5 и 6 вариантах были рассчитаны прямые производственные затраты, которые по сравнению с контролем увеличились в 4 варианте – 210,28 рублей; 5 варианте – 273,56 рублей и в 6 варианте – 345 рублей. Следовательно, самые высокие производственные затраты в 6 варианте. Но наряду с этим в данном варианте самый высокий доход 1892,52 рубля, что на 733 рубля больше, чем на контроле и на 411,28 рубля и 124,56 рубля, чем на 4 и 5 варианте соответственно.

Самая высокая рентабельность достигнута на 6 варианте, которая по сравнению с контролем в 22,8 % больше, а в 4 и 5 варианте они увеличились на 13,7% и 2,9%.

Таким образом, самым эффективным с экономической точки зрения является 6 вариант.

5. Безопасность жизнедеятельности

5.1 Охрана труда

5.1.1 Основные положения

Современное сельскохозяйственное производство оснащается разнообразными сложными машинами, орудиями, агрегатами, безопасная работа на которых требует соответствующих знаний. Широкое применение электроэнергии в сельском хозяйстве требует обязательного ознакомления рабочих, служащих с вопросами электобезопасности. Химизация сельского хозяйства вызывает необходимость тщательного обучения приемам безопасной работы с ядохимикатами и удобрениями, так как неумелое использование их может привести не только к отравлению, но и к взрыву, пожарам (Ф.М. Конарев, 1988).

В сельскохозяйственном производстве в целом уровень травматизма высок, поэтому важное значение приобретает профилактика травматизма на предприятии, то есть улучшение всей организационной работы по охране труда и внедрение мероприятий технического характера.

Очень важно знать при этом, какие причины вызывают травматизм, как с ними бороться.

Если обобщить все причины травматизма, характерные для сельскохозяйственного производства, то можно составить следующую их классификацию (Л.С. Филатов, 1988).

Организационные: отсутствие или некачественное проведение инструктажа и обучения; отсутствие инструкции по охране труда; неудовлетворительная организация и содержание рабочих мест; нарушение правил безопасности и эксплуатации;

Технические: несоответствие нормам безопасности конструкции технологического оборудования и подъемотранспортных устройств, технологической оснастки; отсутствие или недостаточная надежность защитных устройств. Наличие потенциально опасных зон; несоблюдение сроков технического обслуживания и ремонта тракторов, комбайнов, машин, оборудования; неисправность технологического оборудования;

Санитарно-гигиенические: неблагоприятные метеорологические условия; высокая концентрация вредных веществ в воздухе рабочей зоны; неудовлетворительные условия освещения; высокий уровень шума и вибрации;

Психофизические: совершенствование ошибочных действий рабочими вследствие тяжести и напряженности труда, повышенной утомляемости, снижения внимательности;

Таким образом, для предотвращения травматизма и заболеваемости в сельском хозяйстве необходимы разносторонние знания по охране труда, умение устранять потенциальные опасности и вредности, учитывать влияние меняющихся внешних условий на безопасность труда.

5.1.2 Меры безопасности при работе в агрохимической лаборатории

Работы в агрохимической лаборатории проводятся при использовании различных кислот и щелочей, стеклянной посуды, поэтому необходимо знать некоторые особенности.

Работы с кислотами и щелочами:

При попадании кислот и щелочей на кожу могут появляться ожоги, а при попадании их в глаза возможна потеря зрения.

Концентрированную азотную, серную и соляную кислоты хранят в лаборатории в толстостенной посуде. Сосуды большого объема защищают при этом от случайных ударов.

Концентрированные кислоты разливают только под тягой при максимальных прикрытых дверях шкафа. Держат стеклянку осторожно за горловину и дно. Стекающие по горловине капли следует снимать кусочками асбеста, а затем вытирать насухо это место бумагой или тряпкой.

Такого же осторожного обращения требуют концентрированные растворы щелочей (гидроксиды калия, натрия, аммиака). Место на которое случайно пролит раствор щелочей, засыпают песком или опилками и после их удаления моют слабым раствором уксусной кислоты. При переносе кислот и щелочей следует выполнять следующие правила: один человек может переносить не более 5 кг кислоты или щелочи, сосуд при этом устанавливают в плетеную корзину или ящик с прочными ручками, а свободные места между стенками корзины и бутылью заполняют стружками и соломой. Бутылки большой массы переносят вдвоем также в ящике или корзине.

Надо помнить, что плотность серной кислоты примерно вдвое больше воды, поэтому масса бутыли на 10 л составляет почти 20 кг.

В местах хранения азотной кислоты не должно быть скопления пыли, соломы, стружек и других воспламеняющихся веществ, так как выделяемый азотной кислотой газ NO2 – сильный окислитель органических веществ.

Запрещено: применять резиновые и полимерные шланги в качестве сифонов для перемешивания концентрированных кислот; набирать концентрированные кислоты и щелочи ртом в пипетки Мора (применяют резиновую грушу); для слива отходов концентрированных кислот и щелочей в лаборатории устанавливают специальные керамические или толстостенные стеклянные емкости с крышкой (отдельно для кислот и щелочей).

Техника безопасности при работе со стеклянной химической посудой

Чтобы избежать травмирования при применении стеклянных трубок, сборке и разборке деталей, изготовленных из стекла, необходимо тщательно соблюдать меры безопасности.

Собирают стеклянные приборы или отдельные их части осторожно, применяя, где необходимо, эластичные (прокладки) соединения. Приборы и стеклянные детали в местах крепления их на металлических кольцах штативов или держателя защищают упругими прокладками (асбест, резина, кожа). При вставлении стеклянных трубок в просверленную пробку последнюю не упирают в ладонь, а держат за боковые стороны. Всю трубку при этом располагают как можно ближе к вставляемому в пробку концу.

При накрывании тонкостенного сосуда пробкой его держат за верхнюю часть горла как можно ближе к пробке. Руки при этом защищают полотенцем. Нагретый сосуд нельзя закрывать притертой пробкой.

Медицинская помощь в лаборатории:

В лабораториях бывают случаи, требующие неотложной медицинской помощи – порезы рук стеклом, ожоги горячими предметами, кислотами, щелочами, парами некоторых веществ.

Для оказания первой помощи во всех случаях в лаборатории всегда должны быть: бинты, гигроскопическая вата, 5%-ный раствор йода, 2% раствор борной кислоты, 2% раствор уксусной кислоты, 3-5% раствор двууглекислого натрия, коллодий или клей БФ-6.

При термических ожогах первой и второй степени обоженное место можно присыпать двууглекислым натрием. При ожогах химическими веществами, главным образом кислотами и щелочами пораженный участок быстро промывают большим количеством воды. Затем на обоженное место накладывают примочку: при ожогах кислотой – из 2% содового раствора, при ожогах щелочью – из слабого раствора уксусной кислоты. При отравлении химикатами следует немедленно вызвать врача.

Веществами вызывающие отравления и применяемые противоядия являются:

аммиак – пить очень слабый раствор уксусной кислоты или лимонный сок; фосфор – дать 200 мл 0,2% раствора сернокислой меди. Не давать жиров и растительных масел.

5.2 Охрана природы

Охрана природы – система мер, направленных на поддержание рационального взаимодействия между деятельностью человека и окружающей природной средой, обеспечивающих сохранение и восстановление природных ресурсов, предупреждающих вредное влияние результатов деятельности общества на природу и здоровье человека. Все это делается в интересах настоящего и будущих поколений людей. Эти мероприятия должны научно обосновываться и могут осуществляться на разных уровнях (Л.П. Астанин, К.Н. Благосклонов, 1984).

В природе все больше появляется изменений, вызываемых сельскохозяйственной деятельностью человека в связи с увеличением потребности в продовольствии и ростом населения. В результате естественные биогеоценозы вытесняются пашнями, садами, огородами, искусственными пастбищами и возникают трансформированные агробиоценозы. Человек своим прямым и косвенным воздействием нарушает устойчивость всей биосферы, оказывая влияние на все элементы экосистемы.

При возделывании ярового ячменя по интенсивной технологии проводятся многократные механические обработки почвы, применяются повышенные дозы минеральных удобрений, средства химической защиты растений.

При неправильном использовании все это может нанести значительный вред как почве, так и окружающей среде в целом.

Почва - незаменимый природный ресурс. Поэтому задачей первостепенной важности было и остается поддержание способности почвы к самовозобновлению в процессе почвообразования.

Почва – наиболее податливая часть агробиоценоза. Распашка и другая механическая обработка в корне меняют ее состав и структуру, микробиологические процессы, протекающие в ней, растительный покров и животный мир. В результате нарушается нормальный цикл круговорота веществ.

Влияние сельскохозяйственной техники на почву и природную среду в целом проявляется в виде механического, химического, акустического воздействия и электромагнитного излучения.

Следующим неблагоприятным фактором является нерациональное применение удобрений и пестицидов, отрицательное действие которых усиливается при грубых нарушениях научно-обоснованных технологий транспортировки, хранения и внесения в почву.

В результате интенсивного использования удобрений в природной среде рассеиваются ряд химических элементов, что приводит к нарушению круговорота веществ.

Минеральные удобрения оказывают прямое и косвенное действие на сельскохозяйственные культуры, на почвенную биоту и, кроме того, на развитие биологических процессов в природных водах. Внесение минеральных удобрений интенсифицируют микробиологические процессы в почвах. Однако чрезмерная активация микробиологических процессов может иметь негативные экологические последствия, приводя к ухудшению физико-химических и биологических свойств почвы. Применение высоких доз азотных удобрений вызывает быструю минерализацию гумуса, азотсодержащих соединений почвы, рост газообразных потерь азота в ходе денитрификации и нитрификации, накопление нитратов в компонентах биогеоценоза. Если сами по себе нитраты не представляют особой опасности для здоровья человека и животных, то легко образующиеся из них нитраты высокотоксичны, вызывают, в частности, тяжелые заболевания крови. Из нитратов могут образовываться нитроамины, обладающие концерагенным эффектом. В результате денитрофикации образуется диоксид азота, эмиссия которого в атмосферу, по мнению многих ученых, приводит к уменьшению озонового слоя, защищающего живые организмы от жесткого ультрафиолетового облучения.

Фосфор, внесенный в почву с фосфорными удобрениями, практически не вымывается из нее. Даже при поверхностном внесении вымывание фосфора не превышает 1% от внесенного.

Другая специфическая особенность фосфорных удобрений заключается в том, что применение их в больших дозах приводит к накоплению в почве других нежелательных элементов: стабильного стронция, фтора, естественных радиоактивных соединений урана, радия, тория.

Третий основной элемент питания растений – калий – не оказывает очень вредного влияния на окружающую среду. Однако с калийными удобрениями вносится много хлора и натрия, поступление которых нежелательно (Н.Г. Новиков, 1998).

Длительное применение высоких доз минеральных удобрений ведет к микробному токсикозу почвы, ухудшает качество сельскохозяйственной продукции, вызывает нарастание кислотности почв и накопление токсичных соединений алюминия и марганца. В результате постепенно снижается почвенное плодородие и происходит деградация почв.

Таким образом, сроки и количество внесения удобрений нуждаются в тонкой балансировке. Важно, чтобы удобрения усваивались именно растениями, а не наносили вред окружающей среде и здоровью людей.

Для того чтобы избежать негативного влияния минеральных удобрений необходимо рациональное их применение.

Разработка рациональных путей применения минеральных удобрений остается сложной задачей. Одно из главных условий уменьшения отрицательного влияния удобрений на окружающую среду при интенсивном их применении –совершенствование технологии внесения (сроки, способы, глубина). Методом установления оптимальных доз остается метод полевого опыта. Он полнее учитывает эффективность используемых удобрений, которая зависит от многих факторов: климатических условий особенностей погоды каждого отдельного вегетационного сезона; свойств почв и их плодородия; общего уровня агротехники и агротехнических условий возделывания отдельных сельскохозяйственных культур. Для полноценного использования удобрений их надо определять в определенной системе, неразрывно связанной с другими агротехническими мероприятиями: подборами сортов и системой обработки почвы, с системой полива, с мероприятиями по осушению.

Разработка системы удобрения включает установленные опытным путем оптимальные дозы удобрений, а также сроки и способы внесения различных видов и форм удобрений применительно к конкретным почвенно-климатечиским условиям и особенно культуры, обеспечивающих высокий урожай и хорошее качество продукции.

Основой правильного применения минеральных удобрений должно быть экономически выгодное их сочетание с органическими удобрениями. Сочетания минеральных и органических удобрений может осуществляться как путем совместного их внесения под одну культуру, на одном поле, так и внесение их раздельно под разные культуры севооборота.

Таким образом, для того чтобы не нанести вреда окружающей среде при работе с минеральными удобрениями, необходимо в первую очередь: четко соблюдать научно-обоснованные рекомендации по внесению удобрений; применение расчетных доз удобрений, в том числе длительно действующих, в зависимости от поченно-климатических условий и биологических особенностей растения; улучшение точности распределения вносимых удобрений за счет применения высококачественной техники.

Выводы и предложения

Применение минеральных удобрений под ячмень –это высокоэффективный агротехнический прием. Он обеспечивает рост урожайности на, повышение 15-69%,содержания элементов питания в основной и побочной продукции и их вынос в 1,2 – 2 раза.

При возделывании в зернотравяном севообороте, производству рекомендуется под ячмень вносить минеральные удобрения состава N105P54K100., такое сочетание элементов питания позволяет обеспечить продуктивность ячменя в пределах 3,01 т/га, создать оптимальный баланс N, Р2О5 и К2О в агроэкосистеме, при этом для расчёта рекомендуется применять следующие показатели: коэффициент использования из минеральных удобрений по азоту –0,62, по фосфору –0,27, по калию –0,42; вынос на 1 тонну зерна азота –41,5 кг, фосфора –11,9кг, калия –30 кг.

Использование предложенного состава удобрений при возделывании ячменя позволяет получить на 1 кг внесённого действующего вещества около 5 кг дополнительной продукции.

Анализ экономической эффективности показал, что внесение N105P54K100 обеспечило чистый доход 1892,57 рубль с гектара и рентабельность 81%.

Список литературы

1.    Астанин Л.П., Благосклонов . Охрана природы.- М.: Колос, 1984. 164 с.

2.    Беленкевич О.А. Методические аспекты изучения адаптивности и скороспелости ячменя. //Селекция и семеноводство. – 1993. – 3. – С. 20-26.

3.    Борисоник З.Б., Мусатов А.Г., Голонецков О.И. Урожайность ярового ячменя в зависимости от метеорологических и агротехнических факторов. //Доклады ВАСХНИЛ. – 1989. – 1. – С. 9-11.

4.    Грязнов А.А. Ячмень Карабалыкский (корм, крупа, пиво). – Кустанай, 1996. – 448 с.

5.    Данилова Л.Ф. Сравнительная продуктивность зернофуражных культур при внесении минеральных удобрений. Вопросы химизации земледелия Зауралья. Вып.1. – «Челябинский рабочий» – Челябинск, 1971. – С. 241-247.

6.    Дюрягин И.В. Теоретические основы и практические приемы повышения продуктивности агрофитоценозов Зауралья.: Автореф. дис. на соиск. учен. степ. канд. с.-х. наук. – Омск: Омский ГАУ, 1996. – 34 с.

7.    Козаченко А.П. Состояние почв и почвенного покрова Челябинской области по результатам мониторинга земель сельскохозяйственного назначения. – Челябинск, 1997. – 112 с.

8.    Конарев Ф.М и др. Охрана труда. –М. : Колос,1988.-351с.

9.    Куперман Ф.М. Основные этапы формирования органов плодоношения ячменя. Этапы формирования органов плодоношения злаков. – М., 1955. – 1. – С. 87-

10.  Мальцев В.Ф. Ячмень и овес в Сибири. – М.: Колос,1984. – 128 с.

11.  Мосолов И.В. Физиологические основы применения минеральных удобрений. – М.: Колос,1968. – 175с.

12.  Наволоцкий В.Д., Ляшок А.К. Влияние водного и температурного факторов на продуктивность сортов ярового ячменя.//Селекция и семеноводство. – 1984. – 11. – С. 16-19.

13.  Новиков Н.Г. Экология,окружающая среда и человек. –М.:Гранд,1988-317с.

14.  Петухов М П и др.Агрохимия и система удобрения.-М.: Агропромиздат,1985.-351с.

15.  Синявский И.В. Фосфатный и калийный фонд почв Челябинской области. //Вестник ЧГАУ. – 1997. – т.19. – С. 158-159.

16.  Складал В. Посев. – В кн.: Пивоваренный ячмень (пер. с чешск.). – М.,1961. – С. 297-302.

17.  Справочник по зерновым культурам. Шкель М.П., Мухин Н.Д., Жилинский Н.А. и др. Под ред. Самсонова В.П., Мухина Н.Д. – 2-е изд., перераб. и доп. – Мн.: Ураджай, 1986.- С. 60-64.

Приложение 1

Действие удобрений на урожай ячменя в севообороте однолетние травы (горох+овёс) – яровая пшеница – ячмень, 1998 год

Приложение 2

Действие удобрений на урожай ячменя в севооборотеоднолетние травы (горох+овёс) – яровая пшеница – ячмень, 1999 год

Приложение 3

Действие удобрений на урожай ячменя в севооборотеоднолетние травы (горох+овёс) – яровая пшеница – ячмень, 2000 год

Приложение 4

Схема стационарного опыта (ячмень)

Приложение 5

Влияние минеральных удобрений на содержание элементов питания в зерне ячменя

Приложение 6

Влияние минеральных удобрений на содержание элементов питания в соломе ячменя.

Приложение 7

Исходные данные для определения экономической эффективности применения минеральных удобрений при возделывание ячменя