Агрохимия

Энергетическая эффективность (энергоотдача, или биоэнергетический КПД) удобрений. Это отношение накопленной в прибавке продукции энергии (£_вых) к суммарным энергетическим затратам на производство, транспортировку, хранение и внесение удобрений и на уборку, транспортировку, хранение, доработку и реализацию этой прибавочной продукции — £_вх: КПД_бИ0 = £_вых/£_вх.

Изучение энергоотдачи удобрений приобретает все большую актуальность в связи с возможным истощением запасов ископаемого топлива (нефти, газа, угля) и возрастающими затратами их и другой (удобрения, мелиоранты, машины, механизмы и т. д.) антропогенной энергии в интенсивных системах земледелия.

Благодаря использованию в процессе фотосинтеза энергии солнца растения производят всегда больше энергии в продукции, чем расходуют из окружающей среды. Для поддержания (1,0—

2,0 %) и повышения (до 4 %) фотосинтетически активной радиации (ФАР) возделываемые культуры потребляют много антропогенной (технической) энергии в виде удобрений, мелиорантов, средств защиты растений, орошения (или осушения), тракторов, комбайнов и машин, ТСМ для них, электроэнергии, зданий, сооружений, коммуникаций и т. д. на всех этапах производства и реализации продукции.

В механизированном сельском хозяйстве различных стран биоэнергетический КПД удобрений в зависимости от природно-хозяйственных условий колеблется от 0,3 до 4,0 с тенденцией снижения с увеличением антропогенных энергозатрат. Минимальная энергоотдача из сельскохозяйственных отраслей наблюдается в животноводстве и тепличном растениеводстве. Например, в Нидерландах в 70-х годах энергоотдача (биоэнергетический КПД) составляла: в полевом растениеводстве 8,4, животноводстве 0,14 и в тепличном растениеводстве 0,12.

Оптимизация доз удобрений в конкретных природно-климатических условиях их применения максимально повышает оплату удобрений прибавками урожаев и использование растениями солнечной энергии, т. е. энергоотдачу производства растениеводческой продукции. Поэтому энергетическая оценка применения удобрений наряду с агрономической и экономической дает более емкое представление об эффективности их в конкретных условиях.

Обобщение Л. М. Державиным данных более 11 тыс. полевых опытов Агрохимслужбы с 17 основными культурами показало, что накопление энергии в прибавках хозяйственных и тем более биологических урожаев всех культур под влиянием минеральных удобрений (NPK) по всем опытам превышает затраты энергии на их применение. Максимальная энергоотдача отмечена у люцерны при орошении, которая в зависимости от почвенно-климатических условий по прибавке урожая сена составила 4,5—19,8, а биологической массы — 8,8—38,6.

В среднем по всем опытам биоэнергетический КПД применения удобрений под зерновыми колосовыми культурами составил: по прибавке зерна 1,29—1,76, хозяйственного урожая 2,97—4,47, биологической массы 3,44—5,12.

Во всех анализировавшихся опытах Агрохимслужбы биоэнергетические КПД применения удобрений от NPK, N, Р и К по прибавке основной продукции составили соответственно: у озимой пшеницы 1,54; 0,82; 4,75; 4,77, озимой ржи 1,49; 0,86; 3,91; 4,91, яровой пшеницы 1,29; 0,70; 3,16; 3,83, ячменя 1,76; 1,02; 4,46; 5,99, кукурузы на зерно 1,87; 0,96; 5,46; 9,80, картофеля 2,20; 1,05; 5,87; 8,14, сахарной свеклы 1,95; 0,89; 5,27; 6,19, льна-долгунца 1,09; 0,64; 2,04; 1,89, а в среднем по всем культурам 1,19; 0,76; 1,83; 2,33.

Из приведенных данных видно, что максимальная энергоотдача от применения отдельных видов минеральных удобрений у большинства культур наблюдалась от калийных, затем фосфорных и минимальная от азотных удобрений. Однако по величине прибавок урожаев всех культур указанные виды удобрений располагаются в противоположном порядке, что обусловлено во много раз большими затратами энергии на производство азотных, чем фосфорных и калийных удобрений.

Полученные результаты свидетельствуют в целом о достаточно высокой энергетической эффективности применения удобрений под все исследовавшиеся культуры. В то же время видно, что энергоотдача от азотных удобрений под всеми, кроме ячменя и картофеля, культурами явно недостаточна. Следовательно, для улучшения этой ситуации по всем культурам требуется дальнейшее повышение эффективности прежде всего азотных удобрений за счет оптимизации их доз с учетом более глубокого изучения динамики его потребления, почвенной и растительной диагностики, дробного и локального внесения их в комплексе с химической мелиорацией, применения других макро- и микроудобрений, пестицидов, ретардантов, ингибиторов нитрификации и повышения обшей культуры земледелия.

Контрольные вопросы и задания