Системы земледелия

Размещено на http://www.allbest.ru/

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«СТАВРОПОЛЬСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

СИСТЕМЫ ЗЕМЛЕДЕЛИЯ

(учебно-методическое пособие для бакалавров по направлению «Агрономия»)

Ставрополь - 2017

Авторы:

Передериева В.М. кандидат с.-х. наук, доцент;

Есаулко А.Н. доктор с.-х. наук, профессор;

Дорожко Г. Р. доктор с.-х. наук, профессор;

Власова О. И. доктор с.-х. наук, доцент;

Вольтерс И. А. кандидат с.-х. наук, доцент;

Трубачева Л. В. кандидат с.-х. наук, доцент;

Тивиков А. И. кандидат с.-х. наук, доцент;

Касмынин Г.Г. кандидат с.-х. наук, ассистент.

Содержание

Введение

1. Почвенно-климатические условия Ставрополья

1.1. Анализ почвенных условий

1.2. Анализ климатических условий

2. Оценка агроклиматических условий и агроэкологическая оценка земель

2.1 Оценка агроклиматических условий по тепло - и влагообеспеченности культур

2.2 Агроэкологическая оценка земель и бонитировка почв

3. Структура посевных площадей и научно-обоснованные севообороты

3.1 Агроэкологическое и агроэкономическое обоснование структуры посевных площадей

3.2 Особенности севооборотов в зависимости от почвенно-климатических зон и агроэкологических групп земель

4. Обработка почвы в современных системах земледелия

4.1 Теоретические основы обработки почвы

4.2 Методологические принципы составления системы обработки почвы в севооборотах

4.3. Особенности обработка почвы под озимые культуры

4.4. Системы зяблевой обработки почвы под яровые культуры

5. Система удобрения

5.1 Теоретические основы применения удобрений, проблемы биологизации

6. Система интегрированной защиты растений

7. Технологии возделывания сельскохозяйственных культур

8. Система защиты почв от эрозии и дефляции

8.1 Приемы защиты почвы от эрозии и дефляции

9. Особенности систем земледелия с учетом почвенно-климатических зон

Приложения

Введение

В названии учебной дисциплины «Системы земледелия» ключевым словом является «системы», оно выражает сущность методологии исследования предмета. Второе слово- «земледелие» отражает предметную область.

В настоящее время система является фундаментальным, универсальным понятием современной научной методологии познания.

Система - это не механический набор элементов, а совокупность определенным образом взаимосвязанных и взаимодействующих между собой элементов. Взаимодействие элементов системы направлено на достижение заданной цели.

Система земледелия - это совокупность взаимосвязанных и целенаправленно взаимодействующих агробиологических, технологических и организационно-экономических мероприятий, осуществляемых с целью эффективного использования земли для получения необходимого количества и качества продукции при сохранении и повышении почвенного плодородия.

Под современными системами земледелия в широком социально-экономическом смысле понимают высокоразвитое, интенсивное, продуктивное, устойчивое, почвозащитное, экологически обоснованное и экономически эффективное производство, способное обеспечить прогрессивный рост высококачественной продукции во все годы при рациональном использовании земли, имеющихся ресурсов и воспроизводстве почвенного плодородия.

Методология систем земледелия в современных условиях должна быть основана на принципах системности, адаптивно-ландшафтного подхода, экологизации и биологизации интенсификационных процессов.

Основными системоформирующими факторами для сельского хозяйства, а для земледелия в особенности, являются природные условия, поскольку эти отрасли ведутся на земле с использованием почвенного плодородия, солнечной энергии, воды и других природных факторов. Природные условия Ставропольского края весьма многообразны и контрастны, что позволяет отнести его к регионам рискованного земледелия, специфической особенностью которых является засушливость климата.

В Ставропольском крае представлены почти все ландшафты страны: полупустыни с солончаками и песками, обширные степи, лесостепи, лиственные и смешанные леса, небольшие болота среди пашенных участков. Основной земельный фонд представлен высокопродуктивными черноземными почвами.

По климатическим условиям край расположен в зоне умеренно-континентального климата с ярко выраженной «розой ветров» восточно-западного направления. Характерные черты засушливого климата - большая амплитуда колебаний температуры воздуха в течение года, недостаток атмосферных осадков, неравномерное их распределение по периодам года, высокая температура воздуха и поверхности почвы в период вегетации растений, а также сильные ветры, приводимые к дефляционным процессам. Соответственно, наиболее важными показателями, отражающими специфику природных условий, являются: уровень среднегодовых температур, продолжительность вегетационного периода, количество и распределение осадков, качество почв.

Засухи, которым подвержено 60 % территории, засоление почв (более 700 тыс. га), эрозия и дефляция, сложность рельефа и высокая степень распаханности земель (более 86 %), различие в плодородии почв оказывают существенное влияние на стабильность отрасли растениеводства, а через него и животноводства.

Под влиянием неблагоприятных факторов земледелие края нестабильно. В этой связи усиливается значимость освоения научно -обоснованных систем земледелия, которые позволяют свести к минимуму их негативное воздействие.

Научно-обоснованная система земледелия в современных условиях должна быть адаптирована к природным факторам: почвенно-климатическим условиям, ландшафту, экономическим условиям хозяйства. При этом система земледелия должна быть эффективной в условиях рынка и конкуренции не зависимо от форм хозяйствования и направлена на обеспечение устойчивости производства.

На практических занятиях студентам необходимо:

- оценить качество природных свойств почв; ознакомиться с агроэкологической типизацией земель; изучить требования культурных растений к факторам жизни; составить и обосновать систему севооборотов и на их основе предложить системы обработки почвы, удобрения и интегрированной защиты растений; составить технологические схемы возделывания основных сельскохозяйственных культур; разработать систему противоэрозионных мероприятий.

1. Почвенно-климатические условия Ставрополья

1.1 Анализ почвенных условий

земледелие зашита растение сельскохозяйственный

Почвенный покров Ставропольского края сложен и многообразен. Ему свойственна пестрота, неоднородность и значительная комплексность совмещения зональных и интразональных почв. На уровне вида, разновидности и разряда выделено более 4500 почвенных разностей.

Территорию Ставропольского края можно условно разделить на две почти равные почвенные зоны: западную - черноземную, занимающую 3136 тыс.га (47,4%) и восточную - каштановую, занимающую 3480 тыс.га (52,6%).

Рисунок 1 - Карта почвообразующих пород Ставропольского края ("СтавропольНИИгипрозем", 1977)

Сформированы почвы преимущественно на родственных материнских породах. В каштановой зоне превалируют лёссы и лёссовидные суглинки, а в чернозёмной лёссовидные суглинки и частично лёссовидные глины. Интразональные каштановые солонцы и солонцеватые комплексы образованы на засоленных лёссовидных породах, а черноземные солонцы и солонцеватые почвы на породах морского генезиса - третичных отложениях майкопа и четвертичных отложениях сармата разного возраста (рисунок 1).

Основными подтипами черноземных почв являются черноземы обыкновенные карбонатные, распространенные на площади 1254 тыс.га (19,8%) и южные, занимающие 658 тыс.га (10,4%). Среди черноземов обыкновенных выделяют и род солонцеватых, приуроченных к солонцам, которые занимают Янкульскую, Сенгилеевскую котловины, долины рек Суркуля и Барсуков, а также значительную часть Минераловодской холмистой равнины на общей площади 405 тыс. га (6,4%) (табл. 1).

Таблица 1 - Структура почвенного покрова Ставропольского края

Название почв	Площадь
	тыс. га	%
Черноземы выщелоченные	55	0,9
Черноземы обыкновенные карбонатные	1254	19,8
Черноземы обыкновенные солонцеватые	405	6,4
Черноземы южные	658	10,4
Темно-каштановые карбонатные	1112	17,6
Темно-каштановые солонцеватые	154	2,3
Каштановые карбонатные	316	5,0
Каштановые солонцеватые	734	11,6
Светло-каштановые карбонатные	246	3,9
Светло-каштановые солонцеватые и солончаковатые	162	2,6
Пески	239	3,8
Луговые	111	1,8
Аллювиальные почвы	362	5,7
Солонцы	473	7,5
олончаки	43	0,7
Всего по краю	6324,0	100,00

На долю черноземов выщелоченных приходится всего 55,5 тыс. га, или 0,84%. Черноземы оподзоленные встречаются фрагментно в предгорной зоне и слабо диагностируются.

Среди каштановых выделяют темно-каштановые, каштановые и светло-каштановые почвы. Преобладают темно-каштановые карбонатные почвы, занимающие 1112 тыс.га (17,7%). В комплексе с ними находятся темно-каштановые солонцеватые почвы на площади в 154 тыс. га (2,3%).

Каштановые карбонатные почвы занимают только 316 тыс. га, а их солонцеватые аналоги имеют большую распространенность на площади 734 тыс.га (11,6%). Светло-каштановых карбонатных почв всего 246 тыс.га (3,9%), а светло-каштановых солонцеватых и засоленных почв 162 тыс.га (2,6%). Необходимо отметить, что среди интразональных каштановых почв засоленные разновидности встречаются у светло-каштановых и слабо диагностируются или отсутствуют у каштановых и темно-каштановых почвах. Засоление различной степени преимущественно вторичное и проявляется на орошаемых участках.

Солонцы распространены, как в каштановой, так и в черноземной зонах. В каштановой зоне они приурочены к восточной и северо-восточной части края в Манычской впадине и в нижнем течении реки Калаус, а в черноземной преимущественно в Янкульской и Сенгилеевской котловине. Их площадь составляет 473 тыс. га или 7,5%.

Пески и песчаные почвы занимают территорию в 239 тыс. га (3,8%). По составу и свойствам они имеют существенные различия. В крайней юго-восточной провинции пески кварцевые бедные по химическому и минералогическому составу представляют слабый интерес с точки зрения сельскохозяйственного производства и засыпают существующие зональные почвы (процесс опустынивания). На определенной части Нефтекумского и Степновского районов песчаные почвы богаты по своему минералогическому и химическому составу и могут успешно использоваться в сельскохозяйственном производстве.

Пойменные (аллювиальные) почвы сформированы на площади 362 тыс. га (5,7%) и приурочены к поймам рек Кубани, Егорлыка, Калауса, Кумы и Куры. Они разнообразны по своему составу и особенно солевому. Это позволяет успешно использовать в земледелии одни почвы (незасоленные и слабосолончаковатые) и исключает возможность использования других (сильносолончаковатые и солончаки).

Черноземные почвы сформировались под степной и разнотравно-степной растительностью и характеризуется большими запасами органического вещества, что выражается в наличии мощного (в среднем 50-100 см) гумусового слоя с высоким содержанием гумуса (4-10 % и более в верхнем горизонте).

В профиле черноземов выделяются следующие генетические горизонты: А - гумусовый мощностью от 20 до 50 см. Это верхняя, наиболее прокрашенная и богатая гумусом часть гумусового слоя темно-серой или черной окраски, с хорошо выраженной зернистой или комковато-зернистой структурой.

В - переходный гумусовый горизонт. Это нижняя часть гумусового слоя, отличается от горизонта А ослаблением прокраски гумусом, появлением буроватого оттенка, усиливающегося к низу.

С - материнская порода, содержит много карбонатов в виде псевдомицелия, белоглазки.

Кроме того, черноземы делятся на виды по мощности гумусового слоя (А+В) на очень маломощные - меньше 25 см, маломощные - 25-40 см, среднемощные - 40-80 см, мощные - 80-120 см и сверхмощные - больше 120 см; по содержанию гумуса в верхнем горизонте на малогумусные - меньше 6 %, среднегумусные - 6-9 % и высокогумусные (тучные) - больше 9 %.

Подтипы черноземных почв определяются их генетическими и производственными особенностями (табл.2).

Таблица 2 - Характеристика черноземных почв Ставропольского края

Показатели	Подтипы почв
	южные	обыкновенные	типичные	выщелоченные
Мощность А+В, см	96	11	118	121
Содержание гумуса в горизонте А, %	3,49	4,76	5,53	6,38
Запасы гумуса в слое 0-100 см, т/га	247-249	341-469	393-533	429-537
рН	7,90	7,99	7,05	6,90
Плотность, г/см3	1,25	1,21	1,16	1,05

Каштановые почвы расположены в зоне сухих степей. Почвообразование в этой зоне протекает в условиях засушливого климата и изреженного растительного покрова.

Верхний гумусовый горизонт А темно-каштанового, каштанового или светло-каштанового цвета с буроватым оттенком, комковатой структуры, мощностью 18-22 см. За ним идет гумусовый переходный горизонт (В1) серовато-бурой окраски, крупнокомковатый.

Таблица 3 - Характеристика каштановых почв Ставропольского края

Показатели	Подтипы почв
	светло-каштановые	каштановые	темно-каштановые
Мощность А+В, см	40	55	70
Содержание гумуса в горизонте А, %	1,93	2,68	3,29
Запасы гумуса в слое 0-100 см, т/га	78	133	202
рН	8,10	7,76	7,83
Плотность, г/см3	1,32	1,30	1,26

Слабое выщелачивание солей обусловлены непромывным типом водного режима. Характерной чертой каштановых почв является комплексность почвенного покрова. Характеристика каштановых почв представлена в табл.3.

Черноземы и каштановые почвы являются одними из самых плодородных почв. Конкуренцию им могут составить лишь почвы, образованные на аллювиальных отложениях. Но сам аллювий есть переотложенный рыхлый материал черноземов и каштановых почв.

Благоприятные физические, физико-механические, физико-химические свойства, богатый минералогический состав этих почв позволяют получать высокие урожай сельскохозяйственных культур высокого качества.

1.2 Анализ климатических условий

Климат Ставропольского края характеризуется большим разнообразием. Он включает зоны от засушливой полупустынной до зоны достаточного увлажнения и переувлажнения. На формирование климата Ставрополья влияет наличие на юге Главного Кавказского хребта, в центре Ставропольской возвышенности, близость морей - Каспийского на востоке и Черного на западе, присутствие обширных сухих степей и полупустынь на востоке региона.

Барьер Большого Кавказского хребта резко усиливает климатическую грань между умеренным поясом, к которому принадлежит Предкавказье, и субтропическим, охватывающим Закавказье.

Крупным геоморфологическим элементом, влияющим на распространение ветров и осадков, является Ставропольская возвышенность. Она является местом столкновения различных систем циркуляции воздуха. Осенью, зимой и весной преобладают восточные ветры, причем зимой скорость ветра в среднем, вдвое больше, чем летом.

Разнообразие климата Ставропольского края характеризует сложность его климатического районирования. Основные показатели характеризующие климат, являются влаго- и теплообеспеченность метеорологического района. Увлажнение территории с учетом количества выпавших осадков и испаряемости характеризуется гидротермическим коэффициентом (ГТК), а теплообеспеченность суммой активных температур (более 10о).

По условиям влагообеспеченности на Ставрополье выделяется 7 агроклиматических районов и 5 агроклиматических зон (табл 4).

Таблица 4 - Деление Ставропольского края на климатические зоны и районы

Зона	Характеристика по увлажнению	Район	Характеристика по увлажнению	ГТК
I	Очень засушливая	1	Сухой	<0.5
		2	Очень засушливый	0.5-0.7
II	Засушливая	3	Засушливый	0.7-0.9
III	Недостаточного увлажнения	4	Неустойчиво увлажненный	0.9-1.1
		5	Умеренно увлажненный	1.1-1.3
IV	Достаточного увлажнения	6	Влажный	1.3-1.5
V	Избыточного увлажнения	7	Избыточно влажный	<1.5

По данным анализа изменения агроклиматического районирования Ставропольского края СНИИСХ выявил существенные изменения агроклиматических районов за 30 летний период (рисунок 2).

За период с 1931-1960 гг. сумма активных температур в крае не превышала 36000, а за период 1981-2010 гг. сумма температур выше 36000 , отмечалась более, чем на 50 % территории Ставропольского края.

Летне-осенний период является наиболее неблагоприятным по проявлению засух. На востоке края вероятность проявления засух превышает 40%. При движении на западную часть края она снижается, но в тоже время остается высокой. В центральной части края засухи отмечаются в 21-30 процентов лет.



Рисунок 2. Картосхема агроклиматического районирования территории Ставропольского края

а) климатическая норма (1931-1960 гг.) б) период 1981-2010 гг.

(Система земледелия нового поколения Ставропольского края, 2013)

Цель занятия - провести анализ основных типов и подтипов почв Ставропольского края, определить основные направления их рационального использования и повышения плодородия.

Задание 1. Дать характеристику каштановым почвам (трем подтипам) и агроклиматическим районам их распространения в Ставропольском крае и наметить основные направления их рационального использования учитывая, как положительные, так и отрицательные стороны почвенно-климатических условий.

Задание 2. Дать характеристику черноземным почвам (четырем подтипам) и агроклиматическим районам их распространения в Ставропольском крае, и наметить основные направления их рационального использования учитывая, как положительные, так и отрицательные стороны почвенно-климатических условий.

Методика выполнения. На основании накопленных теоретических знаний на лекциях и при самостоятельном изучении дисциплины выполнить задания.

Выполнение задания представить в форме таблицы 5.

Таблица 5 - Характеристика (название почвы) и адаптация технологических приемов возделывания культур к условиям почв и климата

Показатели	Значение	Приемы рационального использования почв и адаптации к климатическим условиям
Мощность А+В, см
Содержание гумуса в горизонте А, %
Запасы гумуса в слое 0-100 см, т/га
рН
Плотность, г/см3

Контрольные вопросы

1.Характеристика почвенного покрова Ставропольского края.

2. Какие подтипы каштановых почв выделены в условиях Ставрополья и их основные характеристики.

3. Какие подтипы черноземных почв выделены в условиях Ставрополья и их основные характеристики.

4. Каковы отличительные особенности почвенно-климатических зон и районов Ставрополья?

5. В чем сущность основных направлений корректировки звеньев систем земледелия к новым климатическим реалиям?

2. Оценка агроклиматических условий и агроэкологическая оценка земель

2.1 Оценка агроклиматических условий по тепло - и влагообеспеченности культур

Агроклиматические ресурсы являются важнейшим определяющим фактором в функционировании ландшафтов. Тепло и влагообеспеченность территории зависят от поступления солнечной энергии и влаги, а они в свою очередь определяют влагооборот, биогенный круговорот веществ, сезонную динамику.

Суть адаптивно-ландшафтного земледелия заключается в том, чтобы исходя из биологических и агротехнических требований сельскохозяйственных растений найти отвечающую им агроэкологическую обстановку или создать ее путем последовательной оптимизации лимитирующих факторов с учетом экологических ограничений техногенеза. Исходной посылкой в данном отношении является система агроэкологической оценки сельскохозяйственных культур, пользующихся спросом на рынке. Биологические и агротехнические требования культур должны быть изложены в агроэкологических паспортах сортов. Чтобы выявить агроэкологические ареалы возделывания культур, необходимо отчетливо представлять их требования к агроклиматическим, почвенным, геоморфологическим, литологическим, гидрологическим и другим условиям. При этом наряду с количественными оценками продуктивности не менее важное значение имеет качественная сторона продукции.

Сельскохозяйственные культуры и их сорта существенно различаются по требованиям к почве, климату и погоде, рельефу, другим природным факторам. Учет пространственной (а по некоторым факторам - и временной) изменчивости среды является основой рационального размещения культур.

Основной показатель теплообеспеченности почв - сумма активных температур (более 10С). Температурный режим почвы и воздуха оказывает непосредственное влияние на развитие растений. Разные культуры требуют для прорастания семян неодинаковое количество тепла. Для того, чтобы правильно районировать сельскохозяйственные культуры, установить сроки посева, регулировать тепловой режим, необходимо знать отношение растения к теплу. Тепловые условия влияют также на жизнедеятельность микроорганизмов и, следовательно, на обеспеченность растений элементами минерального питания, на скорость разложения органического вещества и синтеза гуминовых веществ.

При оценке температурного режима больших территорий учитывают характеристики, дающие представление об общем количестве тепла за год или за отдельный период, а также о годовом и суточном ходе температуры воздуха. К их числу относятся среднесуточные, среднемесячные, среднегодовые, максимальные и минимальные температуры, амплитуда суточного хода температуры, сумма температур.

По условиям теплообеспеченности, определяемым суммами активных температур (выше 10 °С), в природно-сельскохозяйственном районировании земельного фонда России выделяют три пояса:

холодный -менее 1600 °С

умеренный -1600--4000 °С

теплый субтропический - более 4000 °С.

В условиях Ставропольского края по теплообеспеченности выделены следующие агроклиматические районы (таблица 6).

Агроландшафты существенно отличаются от естественных генезисом, фитоценотическими и экологическими условиями, отсутствием механизма саморегулирования систем. Будущее агроландшафтов зависит от хозяйственной деятельности человека.

Таблица 6 . Агроклиматическое районирование Ставропольского края

Район	Уtє со средней >10є
I	>3600
II	3400-3600
III	3200-3500
IV	3000-3200
V	2800-3000
VI	2600-2800
VII	< 2600

Основа адаптивно-ландшафтного земледелия - соответствие почвенно-климатических условий требованиям культур и сортов. Единство почвы и растения обеспечивается получением возрастающих урожаев за счет эффективного плодородия и при обязательном его воспроизводстве.

Цель - определить адаптацию сельскохозяйственных культур по основным природным факторам влаго- и теплообеспеченности к конкретным условиям.

Задание 1. Расчет теплообеспеченности сельскохозяйственных культур

Принято считать обеспеченность теплом на 80-90 % - хорошей (производственный риск невелик 10-20 %).

При обеспеченности культуры теплом на 50-70 % - необходимо применять меры по улучшению термических условий.

Если культура в данных условиях обеспечена теплом менее чем на 50 % - возделывание не имеет смысла.

Методика выполнения. Основные показатели теплообеспеченности - продолжительность от посева до созревания, оптимальная и вредная температуры. Один из главных - потребность в тепле за период вегетации, который представляет сумму активных температур более 10єС .

В таблицу записывают культуру, ее сорт и скороспелость, потребность в тепле. Затем рассчитывают теплообеспеченность:

Т0 > 100 = Фт > 10є х 100

Пт > 10є

Где То > 10є теплообеспеченность культуры, %

Пт > 10є - потребность культуры в сумме активных температур, єС; (Приложение 1)

Фт > 10є - фактическая сумма активных температур, єС.

Данные расчетов обобщают в таблице 7 .

Таблица 7 - Теплообеспеченность сельскохозяйственных культур

Культура	Потребность в сумме активных температур	Фактическая сумма активных температур	Теплообеспеченность, %
	сорт
	раннеспелый	среднеспелый	позднеспелый
					раннеспелый	среднеспелый	поздеспелый
Озимая пшеница
Озимый ячмень
Овес
Просо
Кукуруза
Горох
Гречиха
картофель
Подсолнечник
Сахарная свекла
Рис
Соя
Многолетние травы

На основании расчетных данных подбирают культуры теплообеспеченность которых оптимальная, как по биологическому минимуму, так и по сумме активных температур.

ВЫВОДЫ : по теплообеспеченности основных сельскохозяйственных культур в условиях Ставропольского края.

Задание 2. Расчет влагообеспеченности сельскохозяйственных культур

В качестве показателя обеспеченности влагой используют среднее количество выпавших осадков. Такая оценка недостаточна, ибо она не учитывает испаряемость, в зависимости от которой будет складываться различная влагообеспеченность.

Существуют разные методы расчета влагообеспеченности. Для общей характеристики влагообеспеченности территории предложены условные показатели увлажнения, которые называются индексами или коэффициентами.

В их основе лежит положение, согласно которому степень увлажнения территории находится в прямой зависимости от количества осадков и в обратной - от испаряемости.

Методика выполнения. Влагообеспеченность оценивают по среднемноголетним данным запасов продуктивной влаги в слое почвы на даты посева и созревания, количества осадков за этот период.

Суммарное потребление (СВ) рассчитывают по формуле:

СВ = (Зп - Зу) + 0,

где Зп - запас продуктивной влаги на дату посева, мм;

Зу - запас продуктивной влаги во время уборки урожая, мм;

О - сумма осадков за период от посева до уборки урожая, мм (данные для расчетов в Приложении 2).

Оптимальная потребность в воде рассчитывается по урожайности и коэффициенту водопотребления: Ворт = У х КВ х 0,1;

где У - урожайность, т/га;

КВ - коэффициент водопотребления, м3/т;

0,1 - коэффициент перевода м3 в мм

(оптимальная потребность представлена в приложении 2)

Влагообеспеченность сельскохозяйственной культуры находят по формуле:

Вф = Св х 100

Ворт

где Вф - влагообеспеченность культуры, %;

СВ - суммарное водопотребление культуры от посева до уборки, мм;

Ворт - оптимальная потребность в воде.

Таблица 8- Влагообеспеченность сельскохозяйственных культур в зоне неустойчивого увлажнения

Культура	Запас продуктивной влаги в 0-100 см слое почвы, мм	Сумма осадков от посева до созревания, мм	Суммарное водопотребление, мм	Влагообеспеченность
	в начале вегетации	в конце вегетации			оптимальная, мм	фактическая, %
Озимая пшеница
Яровой ячмень
Кукуруза на зерно
Сахарная свекла
Подсолнечник

ВЫВОДЫ: по влагообеспеченности основных сельскохозяйственных культур в условиях Ставропольского края.

Контрольные вопросы

1. По каким основным показателям проводится агроэкологическая оценка почвенных условий?

2.Что называется теплообеспеченностью сельскохозяйственных культур?

3.Что называется влагообеспеченностью сельскохозяйственных культур?

4. Какова сущность методики расчета теплообеспеченности?

5. Каковы основные требования сельскохозяйственных культур к влаго- и теплообеспеченности?

2.2 Агроэкологическая оценка земель и бонитировка почв

Для разработки и внедрения современных адаптивно-ландшафтных систем земледелия необходима агроэкологическая оценка земель, которая имеет экологическую определенность. Агроэкологическая оценка земель позволяет идентифицировать агрономически значимые параметры различающихся участков в соответствии с агроэкологическими требованиями культур и агротехнологий.

Основой проектирования ландшафтных систем земледелия является структура почвенного покрова, названная В. В. Докучаевым «зеркалом ландшафта». Многообразие и сложность почвенного покрова, его особое место в природе и агропромышленном комплексе требуют комплексной агроэкологической оценки и группировки для рационального использования земель.

Для более рационального и эффективного использования земель их объединяют в агроэкологические группы для конкретного совместного пользования с учетом природно-экологических и социально-экологических условий.

Агроэкологическая оценка и группировка земель-это анализ и условное объединение земель в категории и группы, отражающие их общие свойства и качество, для конкретного совместного использования с учетом природно-экологических и социально-экономических условий. Их объединяют в агроэкологические группы по общности агрогенетических и экологических показателей, по уровню плодородия почвы и характеру сельскохозяйственного использования.

Агроэкологическая группировка земель должна обеспечить:

-полное и эффективное использование почв в соответствии с их природными свойствами;

-производство качественной растениеводческой продукции при простом или расширенном воспроизводстве почвы;

-предотвращение эрозионных и других деградационных процессов почвы и ландшафтов;

-эффективное применение удобрений и мелиорантов;

-высокопроизводительное использование сельскохозяйственной техники.

Для агроэкологической оценки и группировки земель используют данные мониторинга земель, базирующиеся на результатах последних землеустроительных, почвенных, геоботанических, гидрологических, агрохимических, эрозионных, фитосанитарных и других обследований и изысканий. Кроме того, учитывают также данные о размещении на этих землях сельскохозяйственных культур и их продуктивности за последние 3--5 лет.

При группировке земель необходимо соблюдать два принципа: множество почвенных разновидностей должно быть сведено к минимальному числу внутренне однородных групп; эти группы должны иметь существенные агроэкологические различия.

При формировании агроэкологически однородных групп земель необходимо соблюдать следующие условия:

группа должна включать однородные, близкие по гранулометрическому составу и уровню плодородия почвы;

группа должна объединять земли склонов, близких по экспозиции и величине уклона местности;

в группу должны входить участки, имеющие одинаковые степень мелиоративного состояния и величину водного баланса;

в одну группу нельзя включать земли, имеющие разные природу и степень деградации и загрязнения почвы.

Для лесостепной и степной зон с меньшей пестротой почвенного покрова, но с ярко выраженной постоянной угрозой водной эрозии агроэкологическая группировка земель подчинена прежде всего задачам защиты почвы от водной эрозии в рамках контурно-мелиоративной организации территории. В этих

условиях приемлемо деление пахотных земель на следующие агроэкологические группы.

Агроэкологические группы земель для лесостепной и степной зон:

1-я группа -- неэродированные или слабосмытые пахотные земли с высокоплодородными хорошо дренированными почвами на водоразделах или склонах крутизной до 3°. Эти земли пригодны для возделывания всех районированных сельскохозяйственныхкультур. Структура посевных площадей оптимизирована по соотношению зерновых, пропашных, бобовых и культур других групп.

На землях с крутизной склонов от 1 до 3 °применяют обычные приемы обработки почвы и посев поперек склона по горизонталям.

2-я группа -- слабо- и среднеэродированные пахотные земли со средним уровнем плодородия почвы на склонах от 3 да 5 °. Пригодны для возделывания только культур сплошного посева -- озимые и яровые зерновые культуры, многолетние и однолетние травы. На таких землях исключают посевы пропашных культур, а также чистые пары. Применяют специальные почвозащитные приемы обработки почвы поперек склона по горизонталям, систему буферных полос с водопоглощающими канавами.

3-я группа--пахотные, обычно сильно смытые малоплодородные земли на склонах крутизной более 5°. Это земли особо ограниченного использования. В структуре посевных площадей преобладают посевы многолетних трав в сочетании с озимыми и яровыми культурами. Применяют специальные почвозащитные севообороты и специальные почвозащитные приемы обработки почвы на фоне контурно-буферной организации территории.

В Ставропольском крае выделено 6 агроэкологических групп земель пашни в соответствии с характером природных ограничений, их плодородия и пригодности для возделывания конкретных культур или групп культур.

Первая агроэкологическая группа включает в себя особо ценные земли с уклоном до 10 и пригодных для возделывания всех сельскохозяйственных культур. Общая площадь этой группы пашни составляет 2169,8 тыс.га, на которых будут размещаться полевые севообороты.

Вторая - земли с балльной оценкой ниже или близкой к среднерайонному уровню, с уклоном 2-30 и зональными почвами, подверженными деградационным процессам в слабой степени. Их площадь составляет 1121,2 тыс га.

Третья - пашня с уклоном не более 50, деградированная в средней степени, пригодная для возделывания сельскохозяйственных культур с ограничениями. Ее площадь - 447,2 тыс. га.

Четвертая - участки пашни в сильной степени утратившие свои свойства, малопригодные для возделывания сельскохозяйственных культур. Это земли, которые предполагается вывести из пашни в сенокосы и пастбища и провести залужение. Таких земель в крае 174,5 тыс. га.

Пятая - участки пашни, подверженные деградации в сильной степени, непригодные для возделывания сельскохозяйственных культур, подлежащие выводу из состава сельскохозяйственных угодий с последующей консервацией на площади 46,1 тыс. га.

Шестая- участки неорошаемой и орошаемой пашни, подверженные подтоплению, вторичному засолению и подлежат переводу в стадию мелиоративного строительства. Таких земель 22,3 тыс. га.

С учетом почвенно-климатических, экологических и других условий того или иного региона агроэкологические группировки земель уточняют и совершенствуют, но в их основе лежит главный принцип -- адаптивность, т. е. пригодность пашни к возделыванию основных сельскохозяйственных культур.

На основе агроэкологической группировки земель проводят размещение севооборотов с соответствующей каждой группе земель структурой посевных площадей и оптимальным чередованием культур.

Для эффективного использования земельных ресурсов страны в новых условиях хозяйствования и охраны почвенного покрова необходимо ввести в практику местную оценку земельных участков.

Почвы формируются в определенных условиях климата и рельефа. Эти условия, особенно климатические, оказывают огромное влияние на свойства, качество почв, а также эффективность выполнения ими экологических и хозяйственных функций.

Поэтому оценка почвы должна основываться не только на свойствах собственно почвенной массы, но и на климатических факторах и условиях рельефа.

Бонитировка почв от латинского (bonitos) добротность или доброкачественность.

Бонитировка - это сравнительная оценка качества почв, их производительной способности. Другими словами - это специализированная генетико-производственная классификация почв, плодородие которых выражено в баллах.

Бонитет почв - показатель качества почв, их продуктивности, добротности, выражается в баллах.

Первые сведения о качестве почв древней Руси, их бонитировке мы находим у земледельцев. Земледельцы считали землю матерью всех своих богатств, постоянно ее изучали как основное условие своего существования. «Земля кормилица» - так называли ее славяне. Хотя земледелец тех времен и не был вооружен научными данными о химическом составе и физических свойствах обрабатываемых ими почв, он знал из повседневного опыта, что почвы различные по своим внешним признакам: окраске, сложению, трудности их обработки - обладают и различным плодородием, т е. производилась своего рода оценка почв по их производительной способности.

Черные и темно- серые почвы земледельцы ставили на первое место и считали их лучшими, а светло-серые малоплодородными

Земледельцы были первыми бонитировщиками почв древней Руси. Многие народные названия почв явились источником для современной научной почвенной терминологии. Такие термины как чернозем, подзол солонец и др. вошли в международную литературу.

В.В.Докучаев и Н.М.Сибирцев считали, что при бонитировке почв прежде всего необходимо всесторонне изучить свойства, заложенные в самих почвах, и отсюда устанавливать их относительную ценность, т.е. производить бонитировку.

Этими учеными были определены научные принципы бонитировки почв.

1. Бонитировка почв должна проводиться по их природным свойствам, как наиболее объективным и надежным.

2. Природные свойства почв должны находиться в коррелятивной связи с многолетней урожайностью, т.е. быть наиболее устойчивыми и важными для роста и развития сельскохозяйственных культур.

Такие свойства почв получили название диагностических признаков. Бонитировка почв чаще всего основывается на следующих диагностических признаках:

мощность гумусового горизонта и пахотного слоя,

содержание гумуса в % и его запаса (т/га),

содержание валовых и подвижных запасов фосфора и калия,

гранулометрический состав,

гидролитическая кислотность,

емкость поглощения катионов,

сумма поглощенных оснований и другие.

Однако для различных типов почв диагностические признаки не обязательно должны быть одноименными. Для серых лесных почв диагностическими признаками являются величина гидролитической кислотности и степень насыщенности основаниями. Для солонцеватых почв высокая корреляция урожайности наблюдается с содержанием поглощенного натрия и т.д.

В условиях Предкавказья диагностическими признаками являются мощность гумусового горизонта А+В и запасы гумуса т/га. Мощность почвы определяет ее корнеобитаемый слой, а запасы гумуса - его качественную характеристику. Эти показатели характеризуют уровень естественного плодородия большинства почв.

Для того, чтобы установить диагностические признаки почв Ставропольского края, М.Т. Куприченков и В.И.Каргальцев провели корреляционный анализ данных по урожайности 72 хозяйств края и таких показателей, как мощность горизонтов А+В, запасам гумуса и содержанию условно доступных питательных веществ. Результаты математической обработки данных свидетельствуют о тесной корреляционной связи между перечисленными признаками почв и урожайностью зерновых культур (0,73-0,94).

Цель бонитировки почв - оценка производительности видов и разновидности почв по объективным признакам, свойствам и средней урожайности сельскохозяйственных культур при определенном уровне интенсивности земледелия.

Задачи бонитировки почв:

1. Собрать сведения о качестве почв.

2. Установить среднюю урожайность сельскохозяйственных культур на каждой почве.

3. Составить шкалу по свойствам почв и по урожайности.

4. Рассчитать бонитет почв по свойствам почв.

5. Определить цену балла бонитета почвы и севооборота.

6. Выявить пригодность почв для возделывания сельскохозяйственных культур.

Рассмотрим некоторые из показателей плодородия, по которым оцениваются земли сельскохозяйственного назначения:

Мощность почвы. При малой мощности почвы, обусловленной близким залеганием элювия плотных пород, галечников, очень сильно уплотненных конкреционных или других горизонтов, не допускающих развития в них корневых систем растений, условия для развития растений ухудшаются. Маломощные почвы не способны в достаточной степени обеспечить растения влагой, питательными веществами, возможности произрастания на них широкого набора растений резко ограничены. Естественно, чем глубже будет горизонт А+В1 см, тем почва будет плодороднее и благоприятнее для произрастания на ней сельскохозяйственных культур.

Запас гумуса является одним из главных показателей плодородия. Гумус - органическое вещество почвы, обуславливающее ее плодородие. Можно уверенно говорить, что чем богаче почва гумусом и чем глубже он проникает по профилю, тем она плодороднее.

Существуют также поправочные коэффициенты на механический состав, эродированность и солонцеватость. Если почва не обладает неудовлетворительными свойствами по этим показателям, тем выше ее итоговый бонитировочный балл, если она имеет отрицательные свойства хотя бы по одному из них - он будет уменьшаться.

Гранулометрический состав. Под гранулометрическим составом подразумевают содержание в почве элементарных частиц разного размера, объединенных во фракцию механических элементов, выраженных в процентах от массы сухой почвы.

Плодородие почвы в значительной степени связано с гранулометрическим составом почв, так как именно он обуславливает ее физические свойства: влагоемкость, воздухо- и водопроницаемость, воздушный и тепловой режимы, а это, в свою очередь, определяет величину урожая. От гранулометрического состава почв зависят и физико-механические свойства, обуславливающие консистенцию почвы, от которой зависит степень трудоемкости ее обработки.

В основу классификации почв по гранулометрическому составу (по Ж.А.Качинскому) положено процентное соотношение фракций физического песка (частиц > 0,01 мм) и физической глины (частиц < 0,01 мм). Кроме того, выделяют мелкозем (частицы < 1 мм) и почвенный скелет (частицы > 1 мм).

Точное определение вышеуказанных фракций проводится в лабораторных условиях.

Солонцеватость почв. Солонцеватые почвы отличаются от своих несолонцеватых аналогов, прежде всего, значительно худшими водно-физическими свойствами. Они имеют повышенную плотность, недостаточную пористость, небольшой диапазон активной влаги, слабую водопроницаемость, как правило, они отличаются и повышенной щелочностью. Солонцеватость значительно снижает продуктивность земель.

Эрозия почв. Смыв и дефляция почв приводит к частичному перемещению и удалению почвенного материала. При этом к поверхности начинают постепенно приближаться и активно включаться в корнеобитаемый слой менее гумусированные, имеющие обычно менее благоприятные водно-физические и биологические свойства почвенные горизонты. Кроме того, эрозия почв часто приводит к непосредственному повреждению растений, особенно их корневой системы, к выносу на поверхность и гибели семян растений. Таким образом, негативное влияние процессов эрозии должно учитываться при оценке продуктивности земель.

Тема: Агроэкологическая оценка земель и бонитировка почв

Цель - освоить агроэкологическую группировку земель по категориям, для последующего использования знаний при проектировании звеньев системы земледелия. Провести оценку почв полей севооборотного участка с целью определения природных возможностей почвы для возделывания культур.

Задание 1. Сравнительная агроэкологическая оценка земельных участков на основе бонитировки почв

Таблица 9 - Исходные показатели по основным диагностическим признакам для проведения бонитировки почв

№ поля	Название почвы	Площадь, га	Мощность А+В1, см	Запас гумуса в слое 0-30 см, т
1.	Черноземы типичные среднемощные тяжелосуглинистые слабосмытые	40	108	216
2.	Черноземы типичные мощные тяжелосуглинистые	37	112	224
3.	Черноземы среднесолонцеватые малогумусные среднесуглинистые	43	105	210
4.	Черноземы среднесолонцеватые среднемощные слабосмытые среднесуглинистые	50	100	205
	Чернозем типичный сверхмощный - эталон		124	254

Методика выполнения. На основе диагностических признаков, установленных для условий Ставропольского края рассчитать баллы бонитета почвенных участков, используя исходные данные, которые представлены в таблице 9.

По каждому диагностическому признаку рассчитывается балл бонитета почвы по формуле:

Бб = Зф Х 100/ Зм

Зф - фактическое значение признака;

Зм - максимальное значение признака (эталонной почвы).

Кроме этого проводится поправка балла бонитета на гранулометрический состав, эродированность и солонцеватость почвы. Итоговым является балл бонитета после последней поправки на эти показатели. Поправочные коэффициенты даны в Приложениях 3,4,5.

Результаты расчетов обобщаются в таблице 10.

Таблица 10- Результаты расчетов баллов бонитировки почв

№ поля

Название почвы

Площадь, га

Оценочные показатели

Сумма баллов

Средний балл

Средний балл с учётом коэффициента на:

Итоговый балл

мощность А+В1

запас гумуса

Гранулометр.

эрозию

солонцеватость

см

балл

т

балл

1.

2.

3.

4.

Рассчитав итоговые баллы бонитета по полям, определяют средневзвешенный бонитет для всего севооборота по формуле.

Средневзвешенный балл (Бс) всего участка находят по формуле:

S1Б1 + S2Б2 + … + SnБn

Бс = -------------------------------- , где:

S1 + S2 + … + Sn

Sn - площадь поля, га;

Бn - итоговый балл бонитета почвы по каждому участку.

Бонитировка почв служит научной основой рационального и высокоинтенсивного использования земельных ресурсов, направленного на повышение почвенного плодородия и урожайности сельскохозяйственных культур.

Необходимо сделать сравнительную балльную оценку исследуемых участков и предложить мероприятия по оптимизации почвенного плодородия.

Задание 2. Расчет плановой урожайности озимой пшеницы на основе бонитировки почв.

Расчет плановой урожайности культуры (на примере озимой пшеницы) по полям севооборотного участка проводится следующим образом.

Урожайные данные озимой пшеницы приведены в таблице 11.

Таблица 11. Расчет плановой урожайности озимой пшеницы для каждого поля севооборота

Год	№ поля	Площадь, га	Урожайность, ц/га	Балл почвы	Урожайность плановая
					ц/га	в % к фактич.
2012	1	40	47
2013	3	50	39
2014	2	43	48
2015	4	37	52

Необходимо рассчитать цену балла. Цена балла (Цб) по севооборотному участку находится делением плановой или среднемноголетней урожайности по культуре на средневзвешенный балл участка:

У

Цб = -------, где:

Бс

У - среднемноголетняя урожайность культуры, ц/га (находится ее суммированием и делением суммы на количество лет).

Плановая урожайность для каждого поля севооборота рассчитывается умножением его итогового балла на цену балла участка:

Уп = Бо х Цб, где:

Уп - урожайность, ц/га;

Бо - итоговый балл;

Цб - цена балла, ц/б, га.

Следующим этапом производится расчет отношения плановой урожайности к фактической в %, данные переносятся в соответствующую колонку таблицы 6.

В заключении делается самостоятельный вывод по итогам работы (сравнение бонитировочных баллов почв севооборота, соотношения плановой и фактической урожайности, мероприятия по повышению плодородия почвы).

Задания для самостоятельной работы:

Задание 1. На обыкновенных черноземах создается 3 фермерских хозяйства по 100 га для выращивания семян подсолнечника. Каждый из участков имеет оценочный балл: 90; 85; 75. За последние 10 лет средняя многолетняя урожайность подсолнечника на семена - 33 ц/га. Рассчитайте средневзвешенный балл, цену балла и перспективную урожайность.

Задание 2. В хозяйстве имеются поля площадью 60; 65; 80; 90 га, на которых возделывается озимая пшеница. Бонитировочные баллы полей составляют 52; 65; 59; 60. Средняя многолетняя урожайность составляет 41 ц/га. Рассчитайте средневзвешенный балл, цену балла и плановую урожайность.

Задание 3. В хозяйстве имеются поля площадью 90; 95; 100; 120 га, на которых возделывается озимый ячмень. Бонитировочные баллы полей составляют 55; 62; 49; 55. Средняя многолетняя урожайность составляет 42 ц/га. Рассчитать средневзвешенный балл, цену балла и плановую урожайность.

Контрольные вопросы

1.Задачи и принципы построения агроэкологической оценки земель.

2. Каковы исходные критерии агроэкологической оценки земель?

3. Какие агроэкологические группы земель выделены в стране и в Ставропольском крае?

4. В чем сущность бонитировки почв?

5. Какова методика бонитировки почв?

6. Как используются данные по бонитировке почв в производственных условиях?

3. Структура посевных площадей и научно-обоснованные севообороты

3.1 Агроэкологическое и агроэкономическое обоснование структуры посевных площадей

В современных условиях структура посевных пл...