Адаптивно-ландшафтное земледелие в хозяйствах Юго-Западного агроэкологического района Воронежской области

Размещено на http://www.allbest.ru/

Научно-исследовательский институт сельского хозяйства Центрально-Черноземной полосы имени В.В. Докучаева

АДАПТИВНО-ЛАНДШАФТНОЕ ЗЕМЛЕДЕЛИЕ В ХОЗЯЙСТВАХ ЮГО-ЗАПАДНОГО АГРОЭКОЛОГИЧЕСКОГО РАЙОНА ВОРОНЕЖСКОЙ ОБЛАСТИ

Рыбалкин Б.А., кандидат с.-х. наук,

ведущий научный сотрудник

Беспалов В.А. кандидат биологических наук,

старший научный сотрудник

Аннотация

В статье рассмотрен пример разработки комплекса взаимоувязанных агротехнических, экологических и лесомелиоративных мероприятий для хозяйства ОАО «Южное» Россошанского района Воронежской области, увеличивающих урожайность сельскохозяйственных культур на 15-20 %. Разработанная адаптивно-ландшафтная система земледелия на основе рационального использования почвенно-климатического потенциала и программа производственной и экономической деятельности сельхозпредприятия позволит повысить эффективность производства сельскохозяйственной продукции на 25-30 %.

Ключевые слова. Система земледелия, агроценоз, черноземы, структура сельхозугодий, севооборот, обработка почвы, сидеральный пар.

Annotation

земледелие адаптивный ландшафтный сельскохозяйственный

The article considers an example of the development of a complex of interrelated agrotechnical, ecological and forest melioration measures for the Yuzhnoyeenterprise of the Rossoshansky district of the Voronezh Region, increasing the productivity of agricultural crops by 15-20%. The developed adaptive landscape system of agriculture based on the rational use of soil and climate potential and the program of production and economic activities of the agricultural enterprise will allow increasing the efficiency of agricultural production by 25-30%.

Keywords. The system of agriculture, agrocenosis, chernozems, the structure of farmland, crop rotation, tillage, sideral steam.

Основная часть

Для сельскохозяйственного производства первоочередным вопросом является создание экологически устойчивых высокопродуктивных агроландшафтов. Поэтому, разработка щадящих приемов управления свойствами среды, обеспечивающих ей высокую устойчивость, и направленных на увеличение продуктивности сельскохозяйственных угодий для экономики страны является актуальной задачей. В решении данной задачи остаются важнейшими проблемы продолжающейся деградации почвы, оптимизации сельскохозяйственных угодий и структуры посевных площадей. Современные технологии и применяемый комплекс машин должны обеспечивать сохранение почвенной структуры, влияющей на водный режим, улучшение агрохимических и биологических свойств поверхностного слоя почвы. В настоящее время из-за неправильной агротехники и организации территории до сих пор не редко происходят эрозионные процессы на пахотных землях, что является фактором увеличения экологической напряженности в агроландшафте.

Методика исследований

Разработка системы земледелия проводилась на основе собранного и систематизированного материала по методическому руководству «Агроэкологическая оценка земель, проектирование адаптивно-ландшафтных систем земледелия и агротехнологий» под редакцией академиков В.И. Кирюшина и А.Л. Иванова (2005), с использованием методов математической статистики и ГИС-технологий. Разработка экономической модели производства сельскохозяйственной продукции осуществлялась по разработанной нами программе производственной и экономической деятельности предприятия в EXEL. Оцифровка почвенной карты, объектов полевой и производственной инфраструктуры, построение различных тематических карт и карт-схем производились в ГИС-программе MapInfo-9.02. Статистическая обработка данных проводилась в программах EXEL, STATISTIKA-6,0.

Результаты и обсуждение

Опытная модель, прежде чем быть рекомендованной для широкого применения, проходит испытания в разных условиях. Данная система земледелия разработана и была предложена для испытания сельхозпредприятию ОАО «Южное» Россошанского района, расположенного в юго-западном агроэкологическом районе Воронежской области. и было проведено полевое обследование территории ОАО «Южное».

При выполнении данного проекта были выполнены следующие работы: а) дана оценка природно-климатических условий; б) в целях рационального использования земель проведено полевое обследование территории хозяйства; в) для более правильного дифференцированного применения всех агрономических приемов дана агроэкологическая оценка почв, проведено группирование и типизация земель: г) разработаны системы севооборотов, обработки почв, удобрения, защиты растений от вредителей, болезней и сорняков; д) разработаны комплексы по защите почв от эрозии и мелиорации низко плодородных и деградированных земель.

При разработке проекта АЛСЗ для ОАО «Южное» нами было принято во внимание то, что хозяйство будет заниматься выращиванием зерновых, зернобобовых и масличных культур, выращиванием крупного рогатого скота.

Климат и метеорологические условия среды

Географически ОАО «Южное» находится в восточной части Среднерусской возвышенности, природная зона - степная. Климат землепользования можно охарактеризовать как умеренно континентальный, с холодной зимой и жарким, нередко засушливым летом.

Самый холодный месяц - январь, со средней температурой воздуха -8,5?С, самый теплый - июль, со средней температурой +22,0?С. Абсолютный годовой минимум температуры составляет -38?С, а абсолютный максимум +41?С. Но такие крайние значения температуры наблюдаются очень редко, раз в 50-100 лет.

Начиная с 10 апреля и по 23 октября среднесуточная температура воздуха не опускается ниже +5?С (общий вегетационный период 195 дней). В этот период складываются благоприятные условия для роста и развития всех районированных культур. Продолжительность безморозного периода составляет 162 дней. По среднемноголетним наблюдениям первый заморозок наблюдается 6 октября, а дата последнего заморозка - 28 апреля. Зима умеренно холодная. Плодовые насаждения вполне адекватно переносят этот период.

Годовая норма осадков (Р) составляет 475 мм.

Осадки по годам и периодам выпадают крайне неравномерно. Влажные годы чередуются с засушливыми без какой-либо закономерности. В среднем на два влажных года приходится один засушливый. Периоды без осадков, превышающие 10 дней, в мае или июне бывают ежегодно. В засушливые годы периоды без осадков могут составлять 30-40 дней. Гидротермический коэффициент равен 0,9, что позволяет отнести территорию землепользования к зоне недостаточного увлажнения.

В границах ОАО «Южное», находящегося на территории Россошанского района, почвы сформировались на разных по генезису и свойствам материнских породах, обладающих пестрым литологическим и гранулометрическим составом.

Геоморфологические и литологические условия

Геоморфологическая структура местности, где расположено ОАО «Южное», представляет собой возвышенную равнину, сильно расчлененную глубокими речными долинами, балками и оврагами, что определяет преобладание долинно-балочного и овражно-балочного типов рельефа и способствует интенсивному смыву и размыву почв. Расчлененность территории хозяйства ОАО «Южное» лежит в пределах 1,1-1,5 км/км², а эродированность территории - в пределах 15-45 %.

В геологическом строении территории хозяйства принимает участие докембрийский кристаллический фундамент (граниты, гнейсы, сланцы), перекрытый чехлом осадочных пород.

Преобладающими почвообразующими породами являются покровные лессовидные глины и суглинки, продукты ледниковых отложений. На этом субстрате сформировались преимущественно высокоплодородные черноземные почвы, которые по содержанию гумуса значительно разнятся. Наряду с ними встречаются суглинистые и глинистые древнеаллювиальные почвообразующие породы со значительным содержанием глинистых частиц и поглощенных оснований, на которых сформировались черноземно-луговые почвы с высоким уровнем естественного плодородия.

Также в качестве почвообразующих пород выступают неогеновые глины. Плотные глины неогена при близком залегании к поверхности создают геохимические барьеры на пути нисходящих потоков растворов, аккумулируют соли, способствуют образованию солонцеватых почв, солонцов, солодей.

По днищам балок распространены аллювиально-делювиальные отложения, сложенные материалом, смытым со склонов, а также вынесенным из оврагов временными водотоками.

Почвенный покров

Почвообразующие породы, сформировавшие почвенный покров хозяйства, по гидрогеологическим, литологическим условиям и гранулометрическому составу весьма разнообразны. Как было сказано выше, здесь встречаются ледниковые покровные глины и суглинки, местами супеси и пески. Однако преобладающий механический состав почвообразующих пород - глинистый и тяжелосуглинистый.

Почвообразование на подстилающих породах проходило не одинаково. Одновременно на почвообразование сильнейшее влияние оказывал эрозионный процесс, создавая пестроту почвенного покрова на склонах различной крутизны и экспозиции [1].

На слабопологих склонах эрозионные процессы протекают слабо, и процесс почвообразования проходит примерно так же, как и в условиях плато. На покатых же и крутых склонах эрозионные процессы совершаются довольно интенсивно, и в этом случае склоны тормозят развитие нормального для данной местности почвенного покрова. Чем круче склон, тем меньше мощность гумусового горизонта и содержание в нем гумуса. Пестроту почвенного покрова также обусловливают различные формы склонов (выпуклые, вогнутые).

Преобладающими почвами являются обыкновенные черноземы с мощностью гумусового горизонта А+АВ до 60 см, которые занимают водораздельные плато и пологие склоны. На покатых и крутых склонах южной экспозиции получили широкое распространение (до 45 %) черноземы различной степени смытости в комплексе с солонцовыми почвами. На меловых породах развиваются карбонатные черноземы. Встречаются также выщелоченные черноземы, аллювиальные и песчаные почвы.

Группирование и типизация земель

Основными компонентами структуры почвенного покрова являются черноземы обыкновенные (сегрегационные) и черноземы выщелоченные (глинисто-иллювиальные), расположенные на водораздельных плакорных участках. Незначительная часть землепользования хозяйства представлена почвами лугового ряда. Все почвы хозяйства характеризуются высокими показателями плодородия. По степени кислотности они отнесены к нейтральным и близким к нейтральным, за исключением двух полей (47 и 36 га) с кислой реакцией среды. В связи с этим, для них предусмотрены специальные мелиоративные мероприятия с обоснованными дозами гипса. Ограничения по составу культур, обусловленные влиянием реакции почвенной среды на продуктивность растений, отсутствуют, поэтому эти поля были включены в общий севооборот.

При типизации земель преобладающая часть пахотных угодий (3456 га) отнесена к первой базовой группе сельхозугодий, на которых возможно возделывание как пропашных, так и зерновых культур без каких-либо исключений, обычно возделываемых в Воронежской области.

Вторая группа земель (эрозионно-опасные) незначительна и занимает 307 га площади хозяйства. На этих участках предусматривается возделывание зерновых культур и многолетних трав, снижающих эрозионные риски.

Третья, самая незначительная по площади группа земель (140 га), характеризующаяся повышенным уровнем стояния грунтовых вод, предназначена под участки постоянного залужения. На этих полях целесообразно возделывание многолетних кормовых культур.

Формирование устойчивых агроценозов

Естественные фитоценозы обладают высокой агроэкологической устойчивостью, что невозможно сказать об агроценозах, создаваемых человеком [2].

В прошлом на территории восточного агроэкологического района Воронежской области господствовали тырсовые и ковыльно-типчаковые степи. В настоящее время типичная для данной местности растительность сохранилась только на склонах речных долин и балок, все пригодные для сельскохозяйственного использования земли распаханы и ежегодно засеваются культурными растениями, образуя искусственные агроценозы.

Растительность, как известно, является ведущим фактором почвообразования, поэтому характеристика растительного покрова представляет особый научно-практический интерес. На основании новых флористических и фитоценотических исследований территория хозяйства относится к Южнорусской степной провинции, Павловскому округу ковыльных степей, Россошанскому району тырсовых и типчаковых степей.

По климатическим и почвенным условиям на территории ОАО «Южное» возможно выращивание практически всех культур, возделываемых в Воронежской области. Но для рентабельного ведения производственно-хозяйственной деятельности в хозяйстве рекомендуется возделывание следующих культур: озимых - пшеницы, ржи, тритикале; яровых зерновых и зернобобовых - ячменя, проса, гороха, сои, кукурузы на зерно; технических и кормовых культур - подсолнечника, сахарной свеклы, кукурузы на силос, люцерны, эспарцета, вики (таблица). Озимые культуры вполне адекватно переносят «нормальный» зимний период, но в малоснежные, с очень низкими температурами, зимы, когда промерзание почвы достигает 1 метра и более, озимые часто погибают от низких температур.

В хозяйстве возможно возделывать такие культуры как лен, нут, донник, горчицу, фацелию, амарант и другие культуры, не получившие пока еще широкого распространения в силу отсутствия новых подходов к их использованию.

Таблица

Рекомендуемые культуры для выращивания с учетом особенностей почвенного обследования полей

В процессе полевого обследования были определены количественные и качественные характеристик каждого подтипа почв, выделенных в хозяйстве. Они послужили основой планирования комплекса агрохимических, агротехнических и мелиоративных мероприятий.

На следующем этапе выполнения проекта адаптивно-ландшафтной системы земледелия, с учетом особенностей каждого поля (рабочего участка), поля были организованы в севообороты, произведен выбор состава возделываемых культуры и технологии их возделывания, строго учитывающий адаптационные способности возделываемой культуры на конкретном типе почв.

После полевых исследований на картах-схемах были отмечены границы полей севооборотов и рабочих участков, разработана структура посевных площадей, разработаны в севооборотах системы обработки почв, удобрений и защиты растений от вредных организмов и сорняков, также разработаны меры по улучшению естественных кормовых угодий. В проекте, в соответствии с агроэкологическими, экономическими и рыночными условиями, на научной основе дано обоснование специализации производственной деятельности хозяйства, и рекомендации по комплектованию машинно-тракторного парка.

Планирование структуры посевных площадей велось не только с учетом обеспечения необходимых объемов производства товарной продукции для реализации её на рынке, но и с учетом производства определенного количества продукции для внутрихозяйственных нужд. В хозяйстве удовлетворение потребности в кормах планируется только за счет собственного производства. В связи с этим в структуре посевных площадей были выделены площади под посевы зернофуражных культур, однолетних и многолетних трав на сено, кукурузу на зеленый корм.

При разработке севооборотов и установлении очередности возделывания в них культур, обязательным условием являлось соблюдение экологического баланса агроценоза. Чередование культур было составлено таким образом, что каждая возделываемая культура создавала бы лучшие условия следующей культуре в севообороте, а сами поля как внутри севооборота, так и разных севооборотов с одноименными культурами во время ротации не создавали отдельных больших массивов, т.е. были равномерно распределены по территории хозяйства. Это важно при защите растений. Такая инфраструктура позволяет не допустить быстрого распространения вредителей и болезней, переноса ветром семян сорных растений. Таким образом снижаются затраты на химические средства борьбы с вредными компонентами агроценоза.

Система севооборотов (рисунок) была построена с учетом эрозионной опасности земель. На плакорных землях целесообразно выращивание пропашных, зерновых колосовых и зернобобовых культур, на слабо- и среднеэрозионных землях - возделывание зерновых колосовых, кукурузы, частично подсолнечника. На землях 4 класса эрозионной опасности размещен почвозащитный севооборот с чередованием культур: 1. Овес или ячмень с подсевом многолетних трав; 2-5. Многолетние травы.

Рисунок Карта-схема расположения полей ОАО «Южное» Россошанского района Воронежской области

На наиболее благоприятных по агрономическим свойствам черноземных почвах, обычно расположенных на плато, с равновесной плотностью (1,1-1,2 г/см³), соответствующей оптимальной для зерновых культур, возможна минимализация обработки почвы. Под яровые зерновые (ячмень, яровая пшеница) культуры, имеющие мочковатую корневую систему, на высокоплодородных, хорошо оструктуренных почвах, при низкой засоренности полей и высокой культуре земледелия, возможно применение безотвальной обработки на глубину 20-22 см. Однако под яровую пшеницу, как культуру очень требовательную к плодородию почвы, эффективна вспашка на глубину 20-22 см или 14-16 см в зависимости от засоренности поля и физических свойств почвы.

Проблема выбора вспашки под ячмень на глубину 20-22 см или 14-16 см, актуальна только в том случае, если в звене севооборота пар - озимые - кукуруза - ячмень применялся сидеральный пар. В данном случае, правильный выбор будет зависеть от глубины заделки сидерата. Если растительная масса сидерата заделывалась не глубоко, в поверхностный слой почвы, то и вспашка под ячмень должна быть неглубокой, а если сидерат уложили на дно пахотного слоя, то и вспашка под ячмень должна быть на глубину 20-22 см.

Это объясняется тем, что на какую глубину заделывался сидерат, то на этой глубине формировался очаг активности почвенных микроорганизмов, которые сохраняли высокую активность даже на третий год после заделки сидерата [3]. Как известно, высокая микробиологическая активность сопровождается высвобождением из сложных молекул органического вещества простых биогенных химических элементов. Поэтому, заделка вновь поступившего растительного остатка в биологически активный слой почвы позволяла ему быстро включаться в процесс разложения и увеличивала эффективность сидерального пара.

В основу разработанного в проекте комплекса защиты растений против вредителей, болезней и сорняков для ОАО «Южное» было положено гармоничное сочетание профилактических, агротехнических и химических мероприятий. Особая роль в реализации комплексной защиты принадлежит возделыванию устойчивых к болезням и вредителям сортов сельскохозяйственных культур. Устойчивые сорта способствуют не только сокращению потерь урожая, но и снижают накопление вредных организмов в опасном количестве. Это позволяет во многих случаях уменьшать число химических обработок.

Для данного хозяйства были определены наиболее подходящие районированные сорта возделываемых культур с учетом их адаптивности к местным условиям, продуктивности, устойчивости к вредителям и болезням и др.

Заключение

Обеспечение эффективного функционирования агропредприятия, независимо от формы собственности, специализации, энерговооруженности и других факторов, всецело зависит от рационального использования не только пашни, но и сельхозугодий в целом, применения современных рамочных технологий возделывания сельхозкультур, адаптации их к местным погодно-климатическим условиям.

В результате научных исследований, проведенных в 2017 году, разработана адаптивно-ландшафтная система земледелия для хозяйств юго-западного агроэкологического района Воронежской области, обеспечивающая рост производства растениеводческой продукции на 20%.

Литература

1. Кирюшин В.И. Экологические основы земледелия: учебник для студентов с.-х. вузов / В.И. Кирюшин. М.: «Колос», 1996. 367 с.

2. Кирюшин В.И. Агроэкологическая оценка земель, проектирование адаптивно-ландшафтных систем земледелия и агротехнологий / под редакцией акад. В.И. Кирюшина и акад. А.Л. Иванова. М., 2005. 783 с.

3. Рыбалкин Б.А. «Эффективность обработки почвы и удобрений в севооборотах на черноземе обыкновенном слабосмытом Юго-Востока ЦЧЗ»: Дис. …канд. с.-х. наук: 06.01.01. Каменная Степь, 2001. 167 с.

Размещено на Allbest.ru