Оптимизация питания: эффективность различных схем расчета удобрений
Текст: Н. И. Аканова, д-р биол. наук, проф., гл. науч. сотр. лаборатории агрохимии органических и известковых удобрений; М. М. Визирская, канд. биол. наук, ст. науч. сотр., ФГБНУ «ВНИИ агрохимии им. Д. Н. Прянишникова»; В. Ю. Жданов, канд. экон. наук, ФГБОУ ВО «МАИ (НИУ)»
Грамотно составленная схема внесения минеральных удобрений — один из ключевых элементов рентабельности сельскохозяйственного производства, однако единый подход к ее созданию отсутствует. Для оценки целесообразности применения тех или иных моделей необходимо опираться на планируемую урожайность, расчетные данные и результаты полевых опытов.
В системе производственных расходов сельскохозяйственных предприятий до 20% общих погектарных затрат может приходиться на минеральные удобрения. Они позволяют повышать рентабельность компаний наряду со средствами защиты растений, технологическим подходом и семенным материалом. По этим причинам для каждой компании важно составить собственную модель питания культур.
МЕТОДИКИ РАСЧЕТА
За последние 10 лет сельскохозяйственное производство в России значительно продвинулось вперед. Стали активнее использоваться комплексные удобрения, серосодержащие добавки, на предприятиях все больше внимания уделяется технологическим вопросам применения агрохимикатов, в частности выбору сроков и способов внесения, поиску соответствующих конкретным условиям форм. В то же время единый ясный подход к разработке систем минерального снабжения отсутствует.
В агрохимии существует несколько методик определения потребности в элементах питания. Самыми распространенными являются балансовый способ расчета на планируемую урожайность с учетом выноса компонентов растениями за вычетом доступных форм в почве и более точная схема, опирающаяся только на потребность в веществах предполагаемой прибавки относительно уровня продуктивности культуры без применения удобрений. Кроме того, используется нормативная модель, базирующаяся на рекомендациях региональных НИИ, разработанных на базе полевых экспериментов и точная при сопоставимости условий опытных и хозяйственных участков. Наиболее верные результаты дает метод, основанный на анализе полевых исследований самой компании. Все обозначенные методики являются несложными, но зачастую получаемые цифры кажутся завышенными и неприменимыми в условиях реального производства, которое, в первую очередь, ставит перед собой задачу повышения рентабельности. В связи с этим необходимо четко представлять, как пользоваться этими вычислениями и применять их в действующих хозяйствах.
ПЛАНИРУЕМАЯ ПРИБАВКА
Полевые опыты для изучения эффективности различных схем расчета удобрений проводились специалистами в условиях Ставропольского края. Почва на производственных участках представляла собой типичный чернозем. Содержание гумуса составляло 5,1% по ГОСТ 26213-91, мобильного фосфора — 152 ± 17 мг/кг, обменного калия — 99 ± 11 мг/кг по ГОСТ 26205-91, pH почвы по водной вытяжке — 7,02 согласно ГОСТ 26423-85. Эксперимент закладывался на озимой пшенице сорта Багира.
В рамках методики планируемой прибавки урожая внесение удобрений рассчитывалось только на дополнительный сбор, в частности на 2 т/га. В этом случае учитывались вынос основных элементов питания с возделываемой культурой: азота — 31 кг/т, фосфора — 10,7 кг/т, калия — 24,8 кг/т, а также коэффициенты использования соответствующих компонентов подкормок — 0,7, 0,3 и 0,6. В результате расчетов потребность в элементах питания под озимую пшеницу на предполагаемую прибавку урожая по N составляла 89 кг/т, Р2О5 — 57 кг/т, К2О — 129 кг/т. Отдельно следует отметить, что продуктивность без удобрений была принята за 5,5 т/га. Потребность в питательных компонентах на планируемую урожайность при рН почвы, равном 7 единицам, достигала 146,1 кг/т по азоту и 64,7 кг/т по фосфору. Данные расходы возможно было перекрыть несколькими вариантами минерального питания. Для удобства сопоставления затраты приводились к величине на килограмм дополнительного урожая. Так, схема №1 подразумевала внесение аммиачной селитры в количестве 230 кг в подкормку дробно, аммофоса — 100 кг при посеве, хлористого калия — 200 кг в основную обработку. Вторая система предполагала использование 100 кг аммиачной селитры, 350 кг NPK 16:16:16 и 100 кг KCl, третья — 100 кг первого удобрения и 400 кг NPK 14:14:23, а четвертая — 200 кг аммиачной селитры, 250 кг NPK 6:20:30 и 100 кг хлористого калия. Метод расчета потребности в элементах на прибавку зерна не учитывал параметры почвенного плодородия, поэтому расчетные цифры могли быть завышенными в отдельных случаях, в частности по калию.
В УСЛОВИЯХ ПРЕДПРИЯТИЯ
В систему минерального питания, которая применялась в опытном хозяйстве, включались 200 кг селитры и 150 кг аммофоса. При этом урожайность колебалась в пределах 7,2–7,6 т/га, то есть в среднем обеспечивались планируемые 2 т/га прибавки. Таким образом, можно сделать вывод, что любую расчетную схему следует проверять полевыми опытами, сравнивать несколько вариантов и сопоставлять реальные данные испытаний с предполагаемыми. Подобный подход позволит гибко адаптировать обозначенный метод под конкретное предприятие и его условия и получать максимально достоверные цифры. При определении удельных затрат на килограмм дополнительного урожая в рамках этой же модели выделялась схема №1, требовавшая расходов в объеме 3,8 руб/кг, а также система №3 с затратами в 4,2 руб/кг. С агрономической точки зрения внесение с осени 400 кг нитроаммофоски — спорное решение, поскольку существует риск вымывания большого количества азота, перерастания культуры перед уходом в зиму и снижения ее жизнеспособности весной, однако с учетом небольшого объема осадков в Ставропольском регионе, возможно, схема сможет работать эффективно.
При расчете доз удобрений балансовым методом для угодий с нейтральным значением рН потребность в элементах питания оказывалась значительно ниже, так как при этом возрастала доступность потребления из почвы. В данном случае с учетом земельного плодородия не было необходимым дополнительное внесение калия. Так, схема №5, соответствующая этому варианту, подразумевала применение 200 кг сульфоаммофоса в предпосевную обработку, 100 кг аммиачной селитры при посеве и 250 кг данного удобрения в подкормку дробно. Первый препарат содержал азот в аммонийной форме, поэтому при низкой величине осадков риск его потерь в результате вымывания был невелик. Помимо азота и фосфора, он включал серу, которая также может позитивно влиять на урожайность и качественные характеристики сбора, далее в опыте не учитываемые. Цены на сульфоаммофос были ниже, чем на аммофос 12:52, а его доступность в сезон, как правило, оказывается выше, что делает этот продукт интересной альтернативой стандартной практике.
ПО РЕЗУЛЬТАТАМ ОПЫТОВ
Любые расчетные методы требуют апробации в поле. Для проведения испытаний обычно выбираются наиболее экономически целесообразные по итогам расчета варианты, что позволяет при определении рентабельности учитывать не планируемые, а реальные показатели урожайности в конкретных условиях. Сравнение в ходе опыта было осуществлено между схемой хозяйства, предусматривающей использование аммофоса в объеме 150 кг/га и 200 кг/га аммиачной селитры, моделями, рассчитанными на прибавку урожая без учета обеспеченности почв калием с применением 100 кг/га аммофоса, 200 кг/га хлористого калия и 230 кг/га аммиачной селитры, 400 кг/га нитроаммофоски 14:14:23 и 200 кг/га аммиачной селитры, и системы, основанной на потребности культуры в элементах питания на планируемую урожайность с внесением 300 кг/га сульфоаммофоса и 250 кг/га аммиачной селитры. Комплексные составы использовались в предпосевную кампанию, в схеме №1 аммофос добавлялся при посеве, хлористый калий — под основную обработку, азотные удобрения — в подкормку дробно в соотношении 60% к 40% по действующему веществу.
По итогам опыта максимальная урожайность была получена при применении схемы с нитроаммофоской 14:14:23 — 78,4 т/га, при этом валовая прибыль составила 35 345 руб/га, а выручка в целом — 65 974 руб/га. Однако в данном варианте отмечались самые большие затраты, которые достигали 30 629 руб/га, что стало на 4161 руб/га больше, чем в схеме хозяйства. Рентабельность равнялась 115%, а прибавка урожая из-за увеличения расходов не обеспечила дополнительной прибыли в сравнении с системой предприятия: прибавка в 2655 руб/га за минусом издержек в 4161 руб/га составляла –1506 руб/га. При этом на варианте с внесением сульфоаммофоса была получена урожайность в 75,5 ц/га, выручка достигла 63 533 руб/га, затраты — 27 591 руб/га. В результате валовая прибыль равнялась 35 942 руб/га, что оказалось на 3253 руб/га больше, чем в схеме хозяйства. С учетом дополнительных расходов в 1123 руб/га на изменения в системе питания дополнительная прибыль достигала 2130 руб/га, рентабельность — 130%. Таким образом, расчеты экономической эффективности механизма минерального снабжения на основе опытных данных позволили установить, что наиболее экономически оправданным являлось использование сульфоаммофоса в предпосевную обработку в норме 300 кг/га и аммиачной селитры в подкормку дробно в объеме 250 кг/га.
ДОЗЫ ПРЕПАРАТА
Хорошие результаты по урожайности в варианте с нитроаммофоской 14:14:23, а также отсутствие на схемах опыта с такой системой питания признаков полегания культуры, что представляется частым явлением в Ставропольском крае, послужили основанием для закладки эксперимента с различными объемами этого удобрения. Цель исследования заключалась в том, чтобы выяснить, можно ли применением данного препарата в почвенно-климатических условиях хозяйства повысить экономические показатели производства.
Как известно, полевые эксперименты могут служить источником новых гипотез. Несмотря на спорный экономический эффект, комплексное удобрение NPK 14:14:23 имеет положительный агрономический ресурс. Расчетные дозировки продукта с точки зрения выгоды нередко оказываются «завышенными». В такой ситуации следует использовать подход с введением уменьшающих коэффициентов — 0,6, 0,8 и так далее. Затем, по результатам уборки, нужно остановиться на оптимальном механизме, показавшем наибольшую эффективность. Причиной ввода ограничивающего коэффициента для снижения расчетных доз удобрений также могут являться факторы риска, характерные для климатической зоны. Их примером могут выступать регулярные засухи, когда расчетные планируемые урожаи возможны только при оптимальном режиме увлажнения, а в регионе последние четыре года из пяти лет были засушливыми, вымерзание культуры или пересев из-за низкой всхожести, фитосанитарная обстановка, температурные изменения и прочее.
В ходе опыта с нитроаммофоской 14:14:23 затратные части на семена, средства защиты растений, оплату труда, ГСМ и транспортировку не включались в расчеты, поскольку они были практически идентичны по разным схемам и отражены только в общей сумме себестоимости. Согласно результатам испытания, оптимальные экономические показатели отмечались при внесении 200 кг/га изучаемого удобрения. В этом варианте отсутствовала максимальная урожайность, однако соотношение расходов и прибыли достигало предпочтительных значений. Так, при затратах в 27 019 руб/га валовая выручка составляла 36 514 руб/га, или 2516 руб/га сверхвыгоды с учетом дополнительных издержек в 551 руб/га.
ПРАВИЛЬНЫЕ ШАГИ
В целом проведенные специалистами исследования показали, что оптимизация системы минерального питания в хозяйстве должна начинаться со сбора информации. Необходимо учитывать особенности культуры, агрохимический анализ почвы, имеющуюся схему удобрения, которая служит контролем, историю полей, в частности используемые препараты и урожайность в зависимости от условий года. Следующими шагами являются изучение исходных данных и определение характеристик, на достижение которых нацелена новая система минерального питания, — параметров урожайности и качества. Далее вычисляется потребность в элементах на планируемую продуктивность. Способов расчета может быть несколько, причем лучше сделать несколько вариантов и на основе полученных результатов составить схемы. Так, в ходе опыта в Ставропольском крае после расчетов на планируемую урожайность и прибавку были созданы пять вариантов, из которых для полевых испытаний оказались пригодны три модели, при этом критерием отбора выступили расчетные затраты на единицу увеличенных сборов. В результате эксперимента была определена реальная продуктивность и установлены экономические показатели, которые позволили выявить наиболее эффективную схему по показателю рентабельности или получению дополнительной прибыли с учетом расходов. Также были адаптированы дозировки внесения NPK 14:14:23 с помощью эксперимента на основе урожайности и экономических параметров.
Таким образом, сочетание расчетного и опытного подходов позволяет наиболее эффективно совершенствовать систему удобрения в хозяйстве. Безусловно, проведение полевых экспериментов требует трудозатрат, тщательной подготовки, контроля, учета и анализа результатов. Тем не менее этот способ обеспечивает получение достоверных данных и разработку уникальных, адаптированных к условиям предприятия схем минерального питания.