CC BY
85
УДК 631/635(574)(045)
АГРОЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ТИПОЛОГИЯ ЗЕМЕЛЬ ДЛЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ АДАПТИВНО-ЛАНДШАФТНЫХ СИСТЕМ ЗЕМЛЕДЕЛИЯ В СЕВЕРНОМ КАЗАХСТАНЕ
АЛМАНОВА Ж.С.,
докторант PhD, Казахский агротехнический университет им. С.Сейфуллина, e-mail: [email protected], тел: 8(717)239-78-07.
Реферат. С развитием адаптивно-ландшафтного земледелия и адаптивной интенсификации агротехнологий возрастают требования к землеоценочной основе. Повышение наукоемкости агротехнологий предполагает применение ГИС-технологий агроэкологической оценки земель и проектирования систем земледелия. Применительно к задачам почвен-но-ландшафтного картографирования геоинформационная система (ГИС) представляет собой программно-аппаратный комплекс, основой которого являются цифровые карты с привязанными к ним базами данных. В данной статье проведена работа по агроэкологической оценки и типизации земель в Северном Казахстане на примере сельскохозяйственного предприятия, которая открывает новые возможности для определения пространственного разнообразия агроэкологических условий, ведения производств, их проблем в пределах одного поля, что позволяет решить задачи по ресурсам и лимитирующим факторам элементов почвенного плодородия, потенциала развития деградационных процессов и формирования природоохранной инфраструктуры агроландшафтов. В работе с помощью ГИС - технологий созданы электронные карты форм и элементов рельефа, крутизны, экспозиций склонов, микроструктур почвенного покрова, почвообразующих пород, гранулометрического состава, содержания гумуса и карта агроэколо-гических групп и видов земель. Составлены электронные карты пригодности полей хозяйства под культуры: яровая пшеница, подсолнечник, ячмень, суданская трава, овес по 6-и категориям пригодности. Путем взаимного наложения электронных карт пригодности выявляем участки земель для размещения севооборотов.
Ключевые слова: агроэкологические группы земель, агроэкологическая оценка земель, обработка почв, севооборот, геоинформационная система, почвенно-ландшафтное картографирование, чернозем южный, плакорные земли, гид-роморфные земли.
AGROECOLOGICAL TYPOLOGY OF LAND FOR DESIGNING ADAPTIVE-LANDSCAPE FARMING SYSTEMS IN NORTH KAZAKHSTAN
ALMANOVA Zh.S.,
Doctoral student of the Department of Soil Science and Agricultural Chemistry S. Sefullin Kazakh AgroTechnical University, e-mail: [email protected], tel: 8(717)239-78-07.
Essay. With the development of adaptive-landscape agriculture and adaptive intensification of agro-technologies, the requirements to the land-based basis are increasing. Increasing the science-intensive agrotechnology involves the use of GIS-technologies for agro-ecological assessment of lands and design of farming systems. With regard to the tasks of soil-landscape mapping, the geographic information system (GIS) is a software and hardware complex based on digital maps with databases attached to them. This article deals with agroecological assessment and land typification in Northern Kazakhstan using the example of an agricultural enterprise that opens up new opportunities for determining the spatial diversity of agroecological conditions, conducting production, their problems within the same field, which allows solving resource and limiting factors soil fertility, the potential for the development of degradation processes, and the formation of an environmental infrastructure for agricultural landscapes. In work with the help of GIS technologies, electronic maps of shapes and elements of relief, steepness, exposure of slopes, microstructures of soil cover, soil-forming rocks, granulometric composition, humus content and a map of agroecological groups and land types were created using GIS technologies. The electronic maps of the suitability of farming fields for crops were compiled: spring wheat, sunflower, barley, Sudan grass, oats for 6 categories of fitness. By mutual overlapping of electronic maps of suitability we reveal land plots for the placement of crop rotations.
Keywords: agroecological land classification, agroecologicalland assessment, cultivation of soils, crop rotation, geo-information system, soil-landscape mapping, southern southern chernozem, plakournye lands, hydromorphic lands.
Введение. Возникающие повсеместно экологические эксцессы постоянно напоминают о том, что антропогенная трансформация природных экосистем не должна нарушать сложившиеся природные потоки веществ и энергии сверх экологически допустимого предела и потенциальную способность агроэкосистем к саморегулированию. Преодоление противоречий между возрастающими потребностями человека и ограниченными возможностями биосферы, предотвращения экологического кризиса лежат на пути сочетания интеллектуального потенциала человека и самоорганизующих свойств биосферы.
Применительно к земледелию суть проблемы заключается в максимальном использовании адаптивного потенциала растений с минимальными затратами невосполнимой энергии в системе рационального природопользования. Решение данной проблемы заключается в организации адаптивно-ландшафтных систем земледелия.
Цель исследования - агроэкологической типизации земель для построения АЛСЗ.
В работе были поставлены следующие задачи:
- агроэкологическая типизация земель;
- проектирование АЛСЗ на примере сельхозпредприятия.
Материал и методика исследования. В данной работе объектом исследований стало крестьянское хозяйство «Замандас» Иртышского района Павлодарской области. Территория хозяйства расположено в засушливо-степной зоне слабоволнисто-равнинного и плоского рельефа с черноземами южными солонцеватыми, луговыми почвами в комплексе с солонцами и солончаками по озерным депрессиям.
Почвенно-ландшафтное картографирование землепользования проводилось в мае-июле 2015 года в масштабе 1:10 000, снимкам NDV[ космическим с пространственными разрешениями 10:15 и 30 метров. Было заложено
318 почвенных выработок. Все точки почвенных разрезов и скважин привязаны по местности с помощью приемников GPS.
На основе проведенных изысканий была разработана геоинформационная система агроэкологической оценки земель (АгроГИС), представленная электронными картами, которые отражают агроэкологические факторы, учитываемые при проектировании АЛСЗ.
Все карты созданы в формате «ГИС Карта 2011» (КБ ПАНОРАМА) с возможностью дальнейшей работы с ними в электронной книге истории полей «Панорама-ЗЕМЛЕДЕЛИЕ».
Все электронные карты имеют единую систему координат, привязанную к отсканированной топографической основе масштаба 1:10000.
Результаты исследований и их обсуждение.
Структурно-функциональная иерархия агроландшаф-тов является методологической основой для дифференциации земледелия в соответствии с природно-ресурсным потенциалом. Реализация последнего зависит от адаптивного потенциала сельскохозяйственных растений, под которым понимается способность обеспечивать высокую и устойчивую продуктивность агрофитоценозов в изменяющихся условиях внешней среды.
Обострилась необходимость разработки агроэкологи-ческой типологии земель, путь к которой прокладывался рядом исследователей.
Ключевая позиция агроэкологической типологии земель - выявление агроэкологически однородной территории по условиям возделывания сельскохозяйственной культуры или группы культур, т.е. агроэкологического типа земель.
Разработана новая агроэкологическая типология земель, которая обусловлена требованиями адаптивно-ландшафтных систем земледелия (АЛСЗ). Исходное требование АЛСЗ определяется важнейшим системообразующим началом - агроэкологическими потребностями растений и их средообразующим влиянием. В основу типологии земель положен агроэкологический тип земель. Агроэкологический тип земель - это территория однородная по условиям возделывания сельскохозяйственной культуры или близких по экологическим требованиям культур.
В АЛСЗ построение агроэкологических типов и групп земель осуществляется из первичных элементов агро-ландшафта.
Исходная единица учета земель определялась по-разному. С развитием учения о структуре почвенного покрова в качестве таковой стали называть элементарный почвенный ареал агроландшафта (ЭАА). ЭАА - это участок на элементе мезорельефа, ограниченный элементарным почвенным ареалом или элементарной почвенной структурой при одинаковых геологических, литологиче-ских и микроклиматических условиях [Кирюшин В.И.].
В соответствии с вышеизложенным, последовательно решаются задачи формирования адаптивно-ландшафтных систем земледелия.
В работе представлен проект по разработке адаптивно-ландшафтных систем земледелия на примере крестьянского хозяйства (КХ) «Замандас» Павлодарской области.
КХ «Замандас» расположено в засушливо-степном Кызылжарско-Кызылкаксшм агроландшафтном районе Павлодарской области. Характеристика агроклиматического потенциала засушливо-степной Кызылжарско-Кызылкакской природно-сельскохозяйственной провинций по параметрам тепло-влагообеспеченности приведена в таблице 1.
Площадь пашни в хозяйстве составляет 7136 га.
По окончанию проведения агроэкологической оценки земель создаются и отображаются в виде электронной карты агроэкологических групп и типов земель [1, 2].
Далее разрабатывается ГИС агроэкологической оценки земель, где создаются следующие электронные карты: карта форм и элементов рельефа, карта крутизны склонов, карта экспозиции склонов, карта структуры почвенного покрова и т.д.
Далее была создана электронная карта агроэкологических групп и видов земель путем взаимного наложения описанных выше карт. Она содержит в себе данные о каждом агроэкологическом параметре земель по каждому контуру. Данная электронная карта является основой для проектирования АЛСЗ и агротехнологий применительно к различным агроэкологическим группам земель [3-5].
На территории КХ «Замандас» распространены следующие агроэкологические группы земель: зональные (4 658 га), зональные с участием карбонатных (392 га), солонцовые (724) и литогенные (861 га) группы земель, преимущественно расположенные на водораздельных территориях. Также распространение получили полугидро-морфно-зональные (187 га), уплотненные (158 га) и гид-роморфные (107 га) группы земель. Меньшее распространение получили полугидроморфные (50 га) группы земель [5, 6].
В хозяйстве представлены следующие агроэкологиче-ские виды земель:
- черноземы южные карбонатные тяжелосуглинистые и глинистые на плоских и слабоволнистых равнинах;
- лугово-черноземные почвы на плоских и слабоволнистых слабодренированных равнинах;
- черноземы южные среднесуглинистые и легкосуглинистые надпойменных террас;
- черноземы южные солонцеватые;
- черноземы южные в комплексе с солонцами 10-30
%;
- лугово-черноземные почвы в комплексе с солонцами лугово-степными;
- черноземно-луговые в комплексе с солонцами [7, 8].
По результатам аналитических данных, содержание
гумуса в среднем по полям очень низкое 2,9-3,1 %, что связано с выпаханностью территории. А содержание фосфора и калия достаточно высокое.
Таблица 1 - Агроклиматическая характеристика засушливо-степной Кызылжарско-Кызылкакской природно-сельскохозяйственной провинций_
Индекс Среднемноголетние значения
агроланд- сумма температур сумма годо- осадков осадков осадков коэффициент
шафтного обеспеченных вых осадков, июня июля августа увлажнения
района в 8 годовых из десяти мм (КУ)
>50 >100
1в 2450-2530 2230-2310 280-295 35-40 45-55 35-40 0,63-0,66
Рисунок 1 - Электронная схема существующих участков и полей инфраструктуры КХ «Замандас» Иртышского района Павлодарской области
Разработка проекта начинается с подбора полевых культур. После изучения рыночного спроса оценивали пригодность различных видов земель под те или иные культуры путем сопоставления биологических требований культур с агроэкологическими параметрами видов земель. Составлены электронные карты пригодности полей хозяйства под культуры: яровая пшеница, подсолнечник, ячмень, суданская трава, овес по 6-и категориям пригодности.
Далее, путем взаимного наложения электронных карт пригодности выявляем участки земель для размещения севооборотов.
Для КХ «Замандас» проектируются следующие севообороты:
81.1 Севооборот: пар - яровая пшеница - ячмень -яровая пшеница - подсолнечник. 81.2 Севооборот: яровая пшеница - овес - яровая пшеница - подсолнечник. 81.3 Севооборот: яровая пшеница - суданская трава - яровая пшеница - ячмень.
К данным севооборотам разработаны системы обработки почвы, удобрений и защиты растений.
Вывод. В работе представлена агроэкологическая типизация земель, на основе которой были разработаны адаптивно-ландшафтные системы земледелия в конкретном сельскохозяйственном предприятии.
Список использованных источников
1. Белов Н.П., Лобова Е.В. Почвы и воды Кулундинской степи. - М., 1935. - С. 127-284.
2. Агроэкологический справочник по Павлодарской области. - Ленинград: Гидрометеоиздат 1958. - 131 с.
3. Особенности государственного регулирования сельскохозяйственного производства при вступлении России в ВТО / Е.Л. Золотарева, В.И. Векленко, И.Я. Пигорев, И.Л. Шамина // Вестник Курской государственной сельскохозяйственной академии. - 2013. - № 9. - С. 37-39.
4. Кирюшин В.И. Концепция адаптивно-ландшафтного земледелия. - Пущино. - 1993. - 64 с.
5. Ирмулатов Б.Р., Алманова Ж.С. Опыт агроэкологической оценки земель и проектирования адаптивно -ландшафтных систем земледелия в Северном Казахстане на примере Павлодарской области // Международный научно-исследовательский журнал. Екатеринбург: № 05(59). - Ч. 2. - 2017. - C. 199-203.
6. Агроэкологическая оценка земель, проектирование адаптивно-ландшафтных систем земледелия и агротехнологий / Под ред. В.И. Кирюшина, А.Л. Иванова. Методическое руководство. - М.: ФГНУ «Росинформагротех», 2005. - 784 с.
7. Kiryushin V.I. Humus and nitrogen distribution in particle - size fractions of soils from the chernozemic zone of Kazakhstan // Soil abiotic and biotic interaction and impact on the ecosystem and human welfare. Science publishers, Enfield USA. 2005. - P. 153-164.
8. FAO World Reference Base for Soil Resources // World Soil Resources Reports, 84. - Rome, Italy, 1998. - 88 p.
List of sources used
1. Belov N.P., Lobova E.V. Soils and waters of the Kulunda steppe. - M., 1935. - P. 127-284.
2. Agroecological reference book on Pavlodar region. - Leningrad: Gidrometeoizdat 1958. - 131 p.
3. Peculiarities of state regulation of agricultural production when Russia joins the WTO / E.L. Zolotareva, V.I. Veklenko, I.Ya. Pigorev, I.L. Shamina // Bulletin of the Kursk State Agricultural Academy. - 2013. - No. 9. - P. 37-39.
4. Kiryushin V.I. The concept of adaptive-landscape agriculture. - Pushchino. - 1993. - 64 p.
5. Irmulatov B.R., Almanova Zh.S. Experience of agroecological assessment of lands and design of adaptive landscape systems of agriculture in Northern Kazakhstan on the example of Pavlodar region // International Scientific and Research Journal. Ekaterinburg: No. 05 (59). - Part 2. - 2017. - C. 199-203.
6. Agroecological assessment of lands, the design of adaptive-landscape systems of agriculture and agrotechnology, Ed. in and Kiryushina, A.L. Ivanova. Methodical guidance. - Moscow: FGNU "Rosinformagrotekh", 2005. - 784 p.
7. Kiryushin V.I. Humus and nitrogen distribution in a particle - Soil abiotic and biotic interaction and impact on the ecosystem and human welfare. Science publishers, Enfield USA. 2005. - P. 153-164.
8. FAO World Reference Base for Soil Resources // World Soil Resources Reports, 84. - Rome, Italy, 1998. - 88 p.
