CC BY
37УДК 631.4 : 631.82
А.И. Иорганский1, Б.М. Амангалиев1, С.А. Тымакбаева1, А.А. Рахметжанова1, М.А. Коптылеу1 АГРОЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА И ГРУППИРОВКА АГРОЭКОЛОГИЧЕСКИХ ВИДОВ ПАХОТНЫХ ЗЕМЕЛЬ ПРЕДГОРНОЙ РАВНИНЫ ИЛИЙСКОГО АЛАТАУ НА ПРИМЕРЕ ТЕСТОВОГО ХОЗЯЙСТВА
1Казахский научно-исследовательский институт земледелия и растениеводства, 040909, Алматинская область, Карасайский р-н, пос. Алмалыбак,ул. Ерлепесова 1, Казахстан, e-mail: [email protected] Аннотация. Приведены результаты исследовании по агроэкологическои оценке пахотных земель, выраженные в совокупности электронных карт, которые отражают аг-роэкологические факторы, учитываемые при проектировании адаптивно-ландшафтных систем земледелия. Проведена группировка агроэкологических видов земель в соответствии с характером природных ограничении для возделывания культур и характером мероприятии по их преодолению или адаптации по четырем категориям.
Ключевые слова: адаптивно-ландшафтная система земледелия, агроэкологическая оценка земель, адаптация, агроэкологическая группа земель, агроэкологическии вид земель, электронная карта.
ВВЕДЕНИЕ
В настоящее время накоплен достаточно большой опыт по агроэколо-гической оценке и группировке земель для различных целей рационального их использования: повышения продуктивности, разработки адаптивно-ландшафтных систем земледелия (АЛСЗ) и его экологизации, обеспечения эффективного воспроизводства плодородия почв и др.
Как показывают многочисленные научные результаты исследовании последних лет, наиболее рациональное использование земель в сельском хо-зяистве и достижение вышеуказанных целеи обеспечивается в адаптивно-ландшафтных системах земледелия [1]. Практическии и научныи опыт также свидетельствует, что агроэколо-гическая оценка земель должна строиться на основе почвенно-ланд-шафтного их картографирования, материалы которого представляются в виде агроинформационных систем (АгроГис), они отражают агроэкологи-ческие факты, учитываемые при проектировании АЛСЗ. В отличие от ранее использованных в землеустроистве традиционных почвенных карт, отражающих в основном генетические осо-
бенности и своиства почв, АгроГис представляет собои информационный комплекс, включающии конкретные характеристики геоморфологических, литологических, гидрогеологических, микроклиматических и почвенных условии земельных участков и полеи. Последние характеризуются картами структур почвенного покрова с оценками его сложности и контрастности, в большеи мере соответствующие задачам проектирования АЛСЗ и агротехно-логии.
Цель исследовании - разработать ГИС агроэкологическои оценки пахотных земель Илииского Алатау для проектирования адаптивно-ландшафтных систем земледелия.
Задачи исследовании - провести почвенно-ландшафтное картографирование земель модельного хозяиства, составить совокупность электронных карт, отражающих агроэкологические факторы, учитываемые при проектировании АЛСЗ, и группировку агроэко-логических видов земель по пригодности для возделывания культур и в соответствии с характером мероприятии по преодолению природных ограничении.
Научная новизна. Применяемыи подход к агроэкологическои оценке
земель на основе ГИС электронных карт, отражающих их ландшафтную дифференциацию и соответственно более адресные агроэкологические факторы, проводится в Казахстане впервые, характеризует региональную научно-практическую значимость и научную новизну статьи.
ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ Объектом НИР являлась территория тестового для Талгарского раиона Алматинскои области хозяиства - ТОО «Баисерке-Агро», расположенного на предгорнои равнине Илииского Алатау. Полевые исследования, агроэкологиче-ская оценка, типология, группировка агроэкологических видов земель и разработка ГИС агроэкологическои оценки земель выполнялись в соответствии с методическим руководством «Агро-экологическая оценка земель, проектирование адаптивно-ландшафтных систем земледелия и агротехнологии» [2] и учебником [3].
Лабораторно-агрохимические исследования почв проводились по следующим методикам: гумус общии и лабильныи - по В.И. Тюрину, подвижные элементы питания: нитраты - по Грандваль-Ляжу, фосфор - по Б.П. Мачигину и калии - по В.П. Протасову описанные в книге «Практикум по почвоведению» [4].
РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ На основе почвенно-ландшафт-ного картографирования пахотных земель ТОО «Баисерке-Агро» в масштабе 1:50 000 по ведущим агроэкологиче-ским факторам, определяющим направление их сельскохозяиственного использования (рельеф, почвы, влаго-обеспеченность, переувлажнение, эро-зионноопасность, засоление, солонце-ватость, литогенез и т. д.), нами была составлена совокупность электронных карт, отражающих агроэкологические факторы, учитываемые при проектировании АЛСЗ. К ним относятся формы и элементов рельефа, крутизны скло-
нов, форм склонов, экспозиции склонов, гранулометрического состава почв, почвообразующих пород, микроструктур почвенного покрова, а также указанные в предыдущеи нашеи статье [5] картограммы содержания в почвах общего гумуса, легкогидролизуемого азота, нитратного азота, подвижного фосфора и обменного калия в слое 0-20 см.
Не останавливаясь особо на геоморфологических картах, следует отметить, что карта форм и элементов рельефа свидетельствует, что в составе полеи преобладающими являются плоские и плосковолнистые водораздельные поверхности и реже примыкающие к ним пологие склоны, расчлененные ложбиннои сетью.
Картограмма экспозиции склонов обеспечивает дифференцированное размещение культур и сортов по засухоустоичивости и длительности вегетационного периода и свидетельствует о повсеместном преобладании на территории землепользования хо-зяиства склонов холоднои (севернои) экспозиции, являющихся более влаго-обеспеченными.
Картограмма форм склонов показывает, что на исследуемои территории распространены в основном прямые склоны, которые менее подвержены воднои эрозии. Картограмма крутизны склонов используется для оценки эрозионнои опасности, подбора культур, основнои обработки почвы, противоэрозионных мероприятии. Поля в хозяистве расположены преимущественно на несклоновых землях и склонах крутизнои 1-3°. Доля склонов 3-5° в составе пашни очень мала. Склоны прямои формы с крутизнои до 3° при обработке почвы и посевов поперек их основного направления обычно не подвержены или слабо подвержены эрозии. На них можно применять при этом такие же севообороты, как на пла-корных землях, а склоны 3-5° требуют контурных без отвальнои обработки
посевов культур, применения удобрении в более повышенных дозах, увеличения в севооборотах доли почвозащитных культур, корректировки сроков сева, норм высева.
Карта гранулометрического состава имеет важное значение при подборе культур, выборе систем обработки, применении удобрении и технологии возделывания культур в целом. На территории пахотных земель хозяиства преобладают почвы среднесуглинисто-го и меньше легкосуглинистого гранулометрического состава. Среднее положение занимают почвы, сочетающие в структурах почвенного покрова их чередование.
Карта почвообразующих и подстилающих пород, отражая их распространение, различия по агрономическим своиствам, влияние на грануло-метрическии состав почв и их агрономические своиства, показывает, что наибольшее распространение в хозяи-стве получили лессовидные суглинки. На них сформировались светло-каштановые, лугово-каштановые и лу-гово-сероземные почвы, преимущественно среднесуглинистого состава. Незначительное распространение имеют лессовидные суглинки, подстилаемые элюво-делювиальными отложениями с глубины 60-80 см. В пределах участка сформировались светло-каштановые почвы. В южнои, примерно % части территории хозяиства (южнее Кульджинского автотракта), имеют распространение лессовидные суглинки, подстилаемые с глубины 100-150 см, иногда глубже, делювиальными отложениями. На них формируются темно-каштановые почвы преимущественно легко-и среднесуглинистого состава.
Карта микроструктур почвенного покрова свидетельствует, что он представлен в основном неконтрастными комбинациями (пятнистостями и таше-тами), реже контрастными (комплексами). Пахотные земли представлены
преимущественно автоморфными и полугидроморфными структурами почвенного покрова (СПП), а также груп-пои полугидроморфных засоленных структур и реже гидроморфными и гидроморфными засоленными структурами, полугидроморфно-зональными и автоморфными засоленными структурами. Автоморфные СПП составляют в основном темно-каштановые и светло-каштановые карбонатные почвы раз-личнои мощности. Большими массивами выделяется группа полугидроморф-ных СПП, которая характеризуется дополнительным увлажнением за счет близкого стояния грунтовых вод в зна-чительнои части вегетационного периода, с распространенными здесь комбинациями лугово-каштановых и лугово-сероземных обычных и карбонатных среднемощных и мощных среднесугли-нистых почв.
Значительное распространение имеют также в различнои степени засоленные структуры. Гидроморфные луговые засоленные элементарные почвенные структуры (ЭПС) представлены луговыми засоленными почвами. Полу-гидроморфные засоленные ЭПС составляют комбинации лугово-каштановых, лугово-сероземных солончаковых и солончаковатых почв, различнои степени засоления.
Автоморфные засоленные ЭПС представлены комбинациями светло-каштановых обычных и солончакова-тых почв. Выделяются небольшие участки с комбинациями элементарных почвенных ареалов (ЭПА) луговых обычных и карбонатных почв, относящихся к группе гидроморфных луговых ЭПС. Полугидроморфнозональ-ные комбинации почв занимают незначительную площадь и приурочены к ложбинам. Это комбинации луговато-каштановых карбонатных почв с темно-каштановыми карбонатными почвами различнои мощности.
Путем взаимного наложения вышеуказанных электронных карт Агро-Гис разработана карта агроэкологиче-ских групп и видов земель (рисунок 1). Она содержит данные по агроэкологи-ческим параметрам земель по каждому контуру и с учетом группировки агро-
экологических видов земель является основои для проектирования адаптивно-ландшафтных систем земледелия и агротехнологии применительно к различным агроэкологическим группам земель.
Рисунок 1
Карта групп и видов земель УНЦП «Баисерке Агро», 2015
На территории хозяиства наибольшее распространение получили полугидроморфные (1250 га) и пла-корные (669 га) агроэкологические группы земель, преимущественно расположенные на плоских водораздельных поверхностях. Также достаточное распространение получили полугидро-
морфные засоленные (475 га) и гидро-морфные засоленные (229 га) группы земель, приуроченные к пониженным участкам предгорнои равнины. Меньшее распространение имеют засоленные (201 га) и гидроморфные (61 га) группы земель (таблица 1).
Таблица 1 - Агроэкологические группы земель ТОО «Баисерке-Агро»
Группа Площадь, га Доля, %
Плакорные 669 23,2
Засоленные 201 7,0
Полугидроморфные (среднепереувлажненные) 1250 43,2
Полугидроморфные (среднепереувлажненные) засоленные 475 16,5
Гидроморфные (сильнопереувлажненные) 61 2,1
Гидроморфные (сильнопереувлажненные) засоленные 229 8,0
Всего 2885 100
Плакорные земли. Это дренированные равнинные территории с коэффициентом расчленения менее 0,5 км/км2 с преобладающими автоморфными зональными почвами (85-90 %), а также их комбинации со слабополугидро-морфными почвами. Включают слабоволнистые и выпуклые водоразделы, слаборасчлененные слабоврезаннои ложбинои сетью, и примыкающие к ним склоны крутизнои 1-3°, в основном холодных экспозиции (кроме выпуклых и гофрированных), имеющих незначительное распространение.
Разнообразие плакорных земель представлено агроэкологическими типами, характеризующимися в основном неконтрастными почвенными комбинациями. Наиболее благополучные земли представлены плоскими и слабоволнистыми водораздельными территориями, а также короткими нерасчле-ненными склонами с уклоном 1-3°.
Засоленные земли. Представлены эпизодически, в разных частях землепользования, исключительно в комплексах с другими почвами. В ходе обследования были выделены солонцеватые почвы содержание обменного натрия в почвенно-поглощающем комплексе до 10 %), и в основном солонча-коватые и солончаковые почвы.
Полугидроморфные (среднепере-увлажненные) земли. Группа земель на слабо дренированных водораздельных
территориях с западинным микрорельефом, представленная пятнистостями луговато-каштановых и лугово-каштановых почв среднемощных и мощных среднесуглинистых. Земли даннои группы пригодны для возделывания наиболее требовательных культур с использованием интенсивных и высокоинтенсивных агротехнологии. В связи с дополнительным увлажнением почв можно ожидать более высокого отклика от применения удобрении и других вложении, направленных на интенсификацию агротехнологии. В пределах земель даннои группы целесообразно возделывание культур, отзывающихся на дополнительное поверхностное и грунтовое увлажнение. В перспективе по мере развития животноводства на землях этои группы можно будет выращивать кормовые культуры.
Полугидроморфные (среднепере-увлажненные) засоленные земли представлены в основном комплексами различно засоленных по химизму и преимущественно слабои и среднеи степени засоления переувлажненных сред-несуглинистых почв.
Гидроморфные (сильнопереувлаж-ненные) земли характеризуются интенсивным увлажнением с комбинациями среднемощных и маломощных незасо-ленных среднесуглинистых гидро-морфных почв.
Гидроморфные (силънопереув-лажненные) засоленные земли. Представлены различными комплексами луговых засоленных и в основном болотных сильно засоленных почв.
Полученные результаты по обеспеченности почв питательными элементами на площади 2820 га свидетельствуют о большом варьировании их плодородия и необходимости применения удобрении применительно к агроэкологическим группам и видам земель.
Агроэкологическую оценку земель осуществляли по отношению к каждому элементарному ареалу агро-ландшафта (ЭАА), под которым понимается участок на элементе мезорельефа, ограниченныи элементарным почвенным ареалом или элементарнои почвеннои структурои при одинаковых геологических, литологических и микроклиматических условиях.
При этом оценка проводилась на основе максимального учета всеи совокупности факторов, которые нужно учитывать при формировании системы земледелия.
В соответствии с характером природных ограничении пригодности земель для возделывания конкретных культур или их групп, а также мероприятии по их преодолению или адаптации агроэкологические виды земель ранжированы по четырем категориям, из применяемых 6-ти категории для данных целеи по В.И. Кирюшину [3].
I категория. Земли, пригодные для возделывания всех сельскохозяи-ственных культур без особых ограничении, за исключением управляемых факторов, которые оптимизируются с помощью удобрении и обычных агротехнических мероприятии. Это достаточно однородные контуры вышеуказанных почв 1 и 3 агроэкологических групп земель.
II категория. Земли, пригодные для возделывания сельскохозяиствен-
ных культур с ограничениями, которые могут быть преодолены простыми агротехническими, мелиоративными и противоэрозионными мероприятиями. Это земли 2-ои агроэкологическии группы, требующие регулярнои меха-ническои обработки в связи с наличием засоленного горизонта и контурнои обработки на склоновых землях.
III категория. Земли, пригодные для возделывания сельскохозяиствен-ных культур с ограничениями, которые могут быть преодолены среднезатрат-ными гидротехническими, химическими, комплексными мелиорациями.
Подкатегория - III-1. Переувлажненные земли, которые могут быть улучшены с помощью относительно простых дренажных устроиств и применения механическои обработки для устранения засоленного горизонта и сильнопереувлажненные земли с гид-роморфными почвами (III-2) требующими осушения. Это земли 4 и 5-ои аг-роэкологических групп.
V. Земли, потенциально пригодные для возделывания сельскохозяи-ственных культур после сложных гидротехнических мелиорации. Сильно засоленные аридные почвы, использование которых возможно лишь при создании сложных оросительных или осушительных систем. К ним относится шестая агроэкологическая группа земель. Категории пригодности выделенных агроэкологических групп земель для возделывания культур представлены также в таблице 2, в которои указаны ограничивающие это возделывание факторы и первоочередные необходимые приемы их преодоления и уровни рекомендуемои интенсификации агро-технологии. Из нее видно, что плакор-ные и среднепереувлажненные земли следует использовать при интенсивном и в перспективе при высокоинтенсивных агротехнологиях; засоленные, среднепереувлажненные засоленные, сильнопереувлажненные - при нор-
мальных уровнях, а сильнопереувлаж- ном уровне агротехнологий в настоя-ненные засоленные - при экстенсив- щее время.
Таблица 2 - Категории пригодности агроэкологических групп земель для возделывания культур и рекомендуемые мероприятия по интенсификации агротехно-логии
Цвет Группа земель Категория пригодности земель Ограничивающие факторы Рекомендуемым уровень интенсификации, агротехно-логии
Темно-коричневыи Плакорные земли I Без ограничении Интенсивным, высокоинтен-сивныи
Светло-коричневыи Засоленные земли II Земли требуют регу-лярнои глубокои безот-вальнои механическои обработки в связи с образованием засоленного горизонта Нормальныи
Светло-зеленыи Полугидроморфные земли I Без ограничении Интенсивным, высокоинтен-сивныи
Темно-зеленыи Полугидроморфные засоленные земли III-1 Земли требуют устрои-ства дренажа и механи-ческои обработки почвы для устранения засоленного горизонта Нормальныи
Голубои Сильнопере-увлажненные земли III-2 Земли требуют устрои-ства дренажа для большинства полевых культур для устранения лишнеи воды из почвы, а без него могут использоваться только как естественные или улучшенные сенокосы и пастбища. Нормальныи
Синии Сильнопере-увлажненные засоленные земли V Земли требуют гидро-техническои мелиорации и постояннои обработки почвы. Постоянное поднятие засоленных грунтовых вод, может привести к пол-нои деградации почвы Экстенсивныи
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Применение ГИС агроэкологиче-скои оценки земель обеспечивает новую качественную основу для проектирования интенсивных систем земледелия и агротехнологии, и позволяет осуществить упорядочение использования земельных и почвенных ресурсов, которое подразумевает:
- оценку земель в разрезе каждого рабочего участка по качеству, рельефу, литологии, почвам, гидрологии, микроклимату;
- размещение сельскохозяйственных культур по тем рабочим участкам, природные условия которых для них наиболее пригодны (по требованию к уровню плодородия почв, тепло- и вла-
гообеспеченности, по реакции на эро-дированность почв и др.);
- обеспечение идентификации почвенно-ландшафтных связеи для правильного выбора технологических решении, их экологическои адресности, исключающих деградацию почв, достижение повышения экологическои устоичивости и продуктивности агро-ландшафтов:
- исключение из пашни и перевод на менее затратныи режим использования деградированных земель и сильно истощенных почв, содержание которых нерентабельно или создает серьезную опасность ухудшения их экологического состояния.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1 Кирюшин В.И. Адаптивно-ландшафтные системы земледелия - основа современной агротехнологическои политики России // Земледелие. - 2000. - №3. -С. 4-6.
2 Кирюшин В.И., Иванов А.Л. Агроэкологическая оценка земель, проектирования адаптивно-ландшафтных систем земледелия и агротехнологии: методическое руководство. - М.: ФГНУ «Росинформагротех», 2005. - 784 с.
3 Кирюшин В.И., Кирюшин С.В. Агротехнологии: учебник. - СПб: Издательство «Лань», 2015. - 464 с.
4 Практикум по почвоведению. - М.: Колос, 1973. - 289 с.
5 Иорганскии А.И., Есимбеков М.Б., Тымакбаева С.А., Рахметжанова А.А., Коптылеу М.А. Обеспеченность пахотных почв Илииского Алатау подвижными элементами минерального питания и ее оптимизация применением минеральных удобрении под ведущие культуры региона (на примере тестового хозяиства - ТОО «Баисерке-Агро» Талгарского раиона Алматинскои области) // Журнал «Почвоведение и Агрохимия». - 2017. - №4. - С. 27-37.
REFERENCES
1 Kiryushin V.I. Adaptivno-landshaftnye sistemy zemledeliya - osnova sovremen-noy agrotekhnologicheskoy politiki Rossii // Zemledeliye. - 2000. - №3. -S. 4-6.
2 Kiryushin V.I., Ivanov A.L. Agroekologicheskaya otsenka zemel, proyektirovaniya adaptivno-landshaftnykh sistem zemledeliya i agrotekhnology: metodicheskoye rukovodstvo. - M.: FGNU «Rosinformagrotekh», 2005. - 784 s.
3 Kiryushin V.I., Kiryushin S.V. Agrotekhnologii: uchebnik. - SPb: Izdatelstvo «Lan», 2015. - 464 s.
4 Praktikum po pochvovedeniyu. - M.: Kolos, 1973. - 289 s.
5 Iorgansky A.I., Yesimbekov M.B., Tymakbayeva S.A., Rakhmetzhanova A.A., Kop-tyleu M.A. Obespechennost pakhotnykh pochv Ilyskogo Alatau podvizhnymi elementami mineralnogo pitaniya i eye optimizatsiya primeneniyem mineralnykh udobreny pod ve-dushchiye kultury regiona (na primere testovogo khozyaystva - TOO «Bayserke-Agro»
Talgarskogo rayona Almatinskoy oblasti) // Zhurnal «Pochvovedeniye i Agrokhimiya». -2017. - №4. - S. 27-37.
ТУШН
А.И. Иорганский1, Б.М. Амангалиев1, С.А. Тымакбаева1, А.А. Рахметжанова1,
М.А. Коптылеу1
ТЕСТ ШАРУАШЫЛЬ^Ы МЫСАЛЫНДА 1ЛЕ АЛАТАУЫНЫН, ТАУ ЕТЕГ1 ЖАЗЫ^ЫНЫН, ЕГ1СТ1К ЖЕРЛЕР1НЩ АГРОЭКОЛОГИЯЛЫК; ТYРЛЕРIН ТОПТАСТЫРУ ЖЭНЕ АГРОЭКОЛОГИЯЛЫК; БАFАЛАУ 1Цазак егшшшкжэне eciMdiK шаруашылыгы гылыми зерттеу институты, 040909, Алматы облысы, Царасай ауд., Алмалыбак ау., Ерлепесов к., 1, Цазакстан,
e-mail: [email protected] Егшшыжтщ бешмдьландшафты; жYЙесш жобалау кезшде ескерыетш агроэкологиялык факторларды электронды; карталардьщ YИлесiмiнде кeрсетiлген егiстiк жерлердi агроэкологиялык багалау бойынша зерттеулер нэтижелерi кел^рыген. Табиги шектеулердщ сипатына сэйкес дакылдарды eсiруге агроэкологиялык топыра; тYрлерiн топтастыру жэне к-шаралардыц сипатына баиланысты оларды ецсеру немесе терт санат боиынша беИiмделуiне сэикес жYзеге асырылды.
Ty^Hdi свздер: бешмдьландшафты; егiншiлiк жYИесi, жерлердi агроэкологиялык багалау, адаптация, топырактыц агроэкологиялык топтары, агроэкологиялык топыра; тYрлерi, электронды карта.
SUMMARY
A.I. Iorgansky1, B.M. Amangaliev1, S.A. Tymakbayeva1, A.A. Rakhmetzhanova1,
M.A. Koptileu1
AGROECOLOGICAL EVALUATION AND GROUPING OF AGROECOLOGICAL TYPES OF FARMING LAND FOR THE PEDIGREE PLAIN OF THE ILYA ALATAU ON THE EXAMPLE OF
THE TEST SECTOR 1Kazakh Scientific-Research Institute of Agriculture and crop production, 040909, Almaty region, Karasay district, Almalybak, str. Erlepesova 1, Kazakhstan,
e-mail: [email protected] The results of researches on agroecological assessment of arable lands expressed in total electronic cards which reflect the agroecological factors considered at projection of adaptive and landscape systems of agriculture are given. The group of agroecological views of lands according to the nature of natural restrictions for cultivation of cultures and character of actions for their overcoming or adaptation on four categories is carried out.
Key words: adaptive landscape system of agriculture, agroecological assessment of lands, adaptation, agroecological group of lands, agroecological land, electronic map.
