CC BY
48
УДК 631.58:001
НАУЧНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ И МОДЕРНИЗАЦИЯ ЗЕМЛЕДЕЛИЯ - ЗАЛОГ УСПЕШНОГО РАЗВИТИЯ АПК
В.И. ТУРУСОВ, член-корреспондент Россельхоза-кадемии, директор
В.М. ГАРМАШОВ, кандидат сельскохозяйственных наук, зав. отделом
А.К. СВИРИДОВ, доктор сельскохозяйственных наук, главный научный сотрудник
Т.И. ДЬЯЧКОВА, младший научный сотрудник О.А. АБАНИНА, младший научный сотрудник Воронежский НИИСХим. В.В. Докучаева Россель-хозакадемии
E-mail: [email protected]
Резюме. В статье представлены результаты исследований, проведенных с целью совершенствования разрабатываемых и внедряемых в производство адаптивно-ландшафтных систем земледелия. С учетом уникального опыта действующей адаптивно-ландшафтной системы земледелия на территории землепользования Воронежского НИИСХ в Каменной Степи и анализа большого экспериментального материала разносторонних исследований выполненных в опытах и на производстве, разработаны и представлены более совершенные методические подходы к созданию систем земледелия с высокой степенью адаптивности к различным почвенноклиматическим и ландшафтным условиям ЦЧЗ. Оптимальное соотношение угодий определяется сложностью рельефа, изрезанностью водосборов овражно-балочной сетью и почвами. Облесенность пашни в лесостепной зоне должна составлять 3,0...3,5 %, а в степной - до 3,5...4,0 %. Для этого необходимо дополнительно создать более 46 тыс. га лесных полос. Наиболее устойчивы по урожайности и валовому производству всех видов продукции севообороты, где зерновая группа занимает 50.55 % площади. Из-за усиления засушливости климата и совершенствования структуры посевных площадей доля чистых паров должна составлять 10.12 % площади пашни, причем в наиболее влагообеспеченной части области она может снижаться до 8 %, а в самой засушливой - возрастать до 14 %. Учитывая более высокую устойчивость к неблагоприятным погодным условиям озимой ржи и тритикале, по сравнению с озимой пшеницей, целесообразно расширить долю посев этих культур до 15 % озимого клина (10 % ржи и 5 % тритикале). В севообороте необходимо сочетать отвальные, безотвальные и поверхностные способы обработки почвы. В северных и центральных районах области в зернопропашных севооборотах доля отвальной обработки должна составлять 60. 70 %, в южных в зернопаропропашных севооборотах - 40.50 %.
Ключевые слова: почвенно-климатические ресурсы, расчлененность территории, структура угодий, адаптация, адаптивно-ландшафтная система земледелия, структура посевных площадей, севооборот, обработка почвы, модернизация.
Неблагоприятные метеоусловия последних лет
- засушливого 2009 г. и экстремально засушливого 2010 г. (за вегетационный период выпало 111,7 мм осадков при норме 287,6 мм) - обнажили накопившиеся проблемы и негативные тенденции, развивающиеся в современном аграрном производстве, среди которых можно назвать недостаточно эффективное использование почвенноклиматических ресурсов[1,
2], неудовлетворительное состояние материальнотехнической базы и трудовых ресурсов, ухудшение финансового состояния, в
некоторых случаях низкий технологический уровень [3] и др. Для решения накопившихся проблем необходима адаптивная научно-обоснованная стратегия развития и модернизации отрасли на базе освоения наукоемких агротехнологий и систем земледелия с высокой степенью адаптации.
Цель наших исследований - разработка и совершенствование элементов системы земледелия с высокой степенью адаптации к почвенно-климатическим и социально-экономическим условиям с учетом уникального опыта действующей адаптивно-ландшафтной системы земледелия на территории землепользования Воронежского НИИСХ в Каменной Степи. Для ее достижения на основании анализа большого экспериментального материала разносторонних исследований были усовершенствованы методические подходы к созданию систем земледелия с высокой степенью адаптивности к ландшафтным условиям.
Чрезвычайно актуальный вопрос при разработке современных адаптивно-ландшафтных систем земледелия в зоне недостаточного и неустойчивого увлажнения - правильная организация территории землепользования, построенная на научно обоснованном соотношении угодий (леса, луга, водоемов и пашни), которая обеспечивает улучшение микроклимата территории и позволяет рациональнее использовать почвенно-климатический потенциал и, особенно, ресурс атмосферных осадков. В целом с увеличением неблагоприятных показателей ландшафта и почвенно-климатических условий необходимо снижать площадь пашни и увеличивать долю леса, сенокосов и пастбищ. Хотя в различных природно-климатических зонах пути достижения оптимального экологического равновесия будут различаться. В Воронежском НИИСХ на основании анализа 20 водосборов площадью от 510 до 6320 га, были разработаны научно обоснованные подходы к определению оптимального соотношения угодий в зависимости от сложности рельефа и изрезанности водосборов овражно-балочной сетью (табл. 1).
Важную роль в поддержании экологической стабильности агроландшафта, повышении продуктивности и устойчивости земледелия в зоне недостаточного увлажнения при годовом количестве осадков от
400...575 мм и испаряемости, достигающей 800 мм, играют все виды мелиорации, в том числе лесная.
В системе полезащитных лесных полос скорость ветра в приземном слое сокращается на 40 %, что способствует увеличению снежного покрова на полях в 1,5 раза (в малоснежные зимы в 2-3 раза), а запасов воды - на 25 %.
Таблица 1. Критерии определения и структура угодий в овражно-балочных водосборах ЦЧЗ
Густота овражнобалочной сети, км/км2 Сельскохозяйственные угодья, %
пашня I лес 1 луг | вода
До 0,1 85...90 3... 5 5... 7 0,1...0,3
0,1...0,5 80...85 5... 8 7...10 0,3...0,5
0,5...1,0 70...80 8...13 10...15 0,5...1,5
1,0...1,5 55...70 13...20 15...25 1,5...2,5
1,5...2,5 35...55 20...30 25...35 2,5...4,0
2,5...4,5 10...35 30...40 35...50 4,0...7,0
Более 4,5 менее 10 более 40 более 50 более 7,0
Большая высота снежного покрова обеспечивает меньшее промерзание почвы, лучшую инфильтрацию талых вод и перезимовку озимых культур. Улучшение водного режима почв на облесенных полях обуловлено также более экономным расходованием влаги полевыми культурами на транспирацию и из-за уменьшения ее физического испарения с поверхности почвы. Так, суммарное испарение в системе лесных полос составляет 576 мм, а на безлесном участке - 826 мм, или в 1,4 раза больше. В среднем на формирование урожая 1 кг зерна озимой пшеницы под защитой лесных полос расходуется 309 л воды, а на открытых участках - 369 л, или почти на 20 % больше. Результаты специальных опытов по изучению поверхностного стока на водосборах Каменной Степи, проводимых с 1892 г., показали, что на безлесных ландшафтах его коэффициент в среднем составляет 0,72, а при 100 %-ной защищенности площади водосборов лесными насаждениями - всего 0,16.
В результате улучшения микроклиматических условий на полях в системе лесных полос, наряду с повышением устойчивости земледелия, средняя многолетняя прибавка урожая зерновых от агролесомелиоративного комплекса составляет 15.20 %, подсолнечника - 10. 15 %, проса - 20.26 %, сахарной свеклы и силосных культур - 25.30 % .
На сегодняшний день облесенность пашни в среднем не превышает 1,9 %, тогда как научно-обоснованная величина этого показателя в лесостепной зоне равна
3,0...3,5 %, в степной - 3,5...4,0 %. Для достижения таких показателей необходимо дополнительно создать более 46 тыс. га лесных полос.
Еще одно направление повышения адаптивности и устойчивости земледелия и растениеводства - совершенствование структуры посевных площадей и рациональное построение севооборотов. К главным недостаткам сложившейся структуры посевных площадей можно отнести значительное сужение набора культур, нередко с почти полным выпадением кормовых культур, недостаточные площади бобовых и крупяных, недопустимое расширение посевов подсолнечника.
Как показывают результаты исследований и практический опыт наиболее устойчивы по урожайности и валовому производству всех видов продукции севообороты, где на зерновую группу приходится 50.55 % площади.
Приоритетными товарными культурами в Воронежской области в сложившихся социально-экономических условиях должны быть озимая пшеница, сахарная свекла и подсолнечник. Для повышения стабильности производства озимой пшеницы большую часть ее посевов необходимо размещать в севооборотах по лучшим предшественникам. В южной зоне на долю чистого пара в их структуре для этой культуры должно приходиться 40.45 %, гороха - 30.35 %, многолетних трав - 15. 20 и однолетних трав - 5.10 %, в северной - чистый пар - 20.30, горох - 40.45, многолетние травы - 15. 20 и однолетние травы - 10.15 %.
При усилении засушливости климата, учитывая более высокую устойчивость к неблагоприятным погодным условиям озимой ржи и тритикале, по сравнению с озимой пшеницей, целесообразно расширить долю посев этих культур до 15 % озимого клина (10 % ржи и 5 % тритикале).
Площадь под подсолнечником в хозяйствах не должна превышать 14 %, а в среднем по области она должна находиться в пределах 12 % от площади пашни.
Для повышения эффективности производства сахарной свеклы ее следует возделывать в полевых севооборотах на водоразделах и склонах крутизной не более 30. Основные площади посевов этой культуры (до 85 %) необходимо размещать после озимой пшеницы, идущей по пару, и занимать не более 25 %.
Доля чистых паров из-за усиления засушливости и совершенствования структуры посевных площадей должна составлять 10.12 % пашни, причем в наиболее влагообеспеченной части области величина этого показателя может снижаться до 8 %, а в самой засушливой
- возрастать до 14 %.
Во всех случаях структура посевных площадей должна быть адаптивной к почвенно-климатическим и ландшафтным условиям и тесно связанной с содержанием и конструкцией севооборотов.
Дифференцированный подход в зависимости от агроэкологических условий необходим и в обработке почвы. Наиболее оправдано их комплексное применение в севообороте. Выбор приемов основной обработки почвы под выращиваемые культуры обусловливает, прежде всего, заданный уровень урожайности, глубина гумусового горизонта, механический состав почвы, засоренность. Многочисленные исследования показывают, что самые высокие урожаи на черноземной почве формируются при рыхлении с оборотом пласта. Глубина вспашки и сроки (продолжительность) ее проведения зависят от биологических особенностей культуры, под которую она проводится. В почвенно-климатических условиях ЦЧЗ глубина обработка почвы более 20.22 см практически не оказывает влияния на продуктивность большинства возделываемых культур. Кроме того, согласно многолетним экспериментальным данным прибавка от применяемых удобрений в этом случае выше, чем при более глубокой обработке. Однако, учитывая многообразие почвенных и ландшафтных условий на территории области, в северных и центральных ее районах в зернопропашных севооборотах доля отвальной обработки должна составлять 60.70 %, в южных в зернопаропропашных севооборотах - 40.50 %.
На сегодняшний день в Воронежском НИИСХ разработаны базовые модели адаптивно-ландшафтных систем земледелия для различных агроэкологических районов области. Использование таких систем обеспечивает повышение устойчивости земледелия, рост продуктивности земель, повышение стабильности сельскохозяйственного производства (табл. 2).
Анализ результатов исследований по разработке приемов и методов адаптации земледелия и растениеводства к климатическим изменениям и усилению устойчивости к неблагоприятно складывающимся погодным условиям свидетельствует, что стратегия дальнейшего развития этого направления научного поиска должна основываться на адаптивно-ландшафтных системах земледелия и адаптивных высокоточных агротехнологиях.
Таблица 2. Урожайность основных культур в СХА «Истоки» («Виктория»), по
сравнению со средней по Богучарскому району (в среднем за 3 года), т/га
Годы Предприятие Зерновые Сахарная свекла Подсолнечник
всего 1 озимые
1994-1998 «Истоки» 1,33 1,29 15,9 1,14
Район 1,10 1,30 13,9 0,96
2004-2008 «Истоки» 2,72 3,04 29,9* 1,48
Район 2,11 2,43 27,1* 1,25
Литература.
1. Жученко А.А. Ресурсный потенциал производства зерна в России (теория и практика). - М.: ООО «Издательство Агро-рус», 2004. 1109 с.
2. Кирюшин В.И. Теория адаптивно-ландшафтного земледелия и проектирование агроландшафтов. - М.: КолосС, 2011. - 433 с.
3. Каштанов А.Н., Голованев И.Н., Молчанов Э.Н., Рубцов С.А. Развитие технологий методов и средств точного земледелия.// Инновационно-технологические основы развития земледелия. /Сборник докладов Всероссийской научно-практической конференции. ВНИИЗ и ЗПЭ, 19-21 сентября 2006 года. Курск-2006. - С. 162-167.
SCIENTIFIC MAINTENANCE AND MODERNIZATION OF AGRICULTURE - A PLEDGE SUCCESSFUL DEVELOPMENT OF AGRARIAN AND INDUSTRIAL COMPLEX V.I. Turusov, V.M.Garmashov, A.K. Sviridov, T.I. Djachkova, O.A. Abanina
Summary. In clause(article) results of the researches which have been lead(which have been carried out) with the purpose of perfection developed and introduced in manufacture at a significant variety of landscapes of adaptive - landscape systems of agriculture are submitted. In view of unique experience of the mastered and already working adaptive - landscape system of agriculture in territory of land tenure Voronezh HMMCX in Stone Steppe and the analysis of the big experimental material of versatile researches executed in experiences and industrial conditions, more perfect methodical approaches to creation of systems of agriculture with a high degree of adaptibility to various soil - climatic and landscape conditions ^3 are developed and submitted. The establishment of an optimum parity(ratio) is defined(determined) by complexity of a relief, reservoirs a network and soil. The area of a wood arable lands in a forest-steppe zone should make 3,0-3,5 %, and in steppe - up to 3,5-4,0 %. For this purpose it is necessary to create in addition more than 46 thousand ra wood strips. Crop rotations where the grain group borrows(occupies) 50-55 % of the area are steadiest on productivity and total manufacture of all kinds of production. As a result of amplification(strengthening) of dryness and perfection of structure of areas under crops, the share pure(clean) fields should make 10-12 % from the area of an arable land, and in most quantity(Amount) of water parts of area she(it) can be reduced up to 8 %, and in the most droughty - to grow up to 14 %. At amplification(strengthening) of dryness of a climate and territories taking into account higher stability to adverse weather conditions winter neigh and tritikale in comparison with a winter wheat, it is expedient in winter to expand to a wedge crop of these cultures to 15 % (10 % neigh and 5 % tritikale). Taking into account variety of soil and landscape conditions in territory of area, in a crop rotation there should be a combination plowing, and superficial processings of ground. In northern and central areas of area in crop rotations the share plowing processings should make 60-70 %, in a southern part of area in crop rotations of 40-50 %.
Key words: soil - climatic resources, ravines territories, structure of a landscape, adaptation, adaptive - landscape system of agriculture, structure of areas under crops, a crop rotation, processing of ground, modernization.
УДК 631.58
МЕТОДОЛОГИЯ И ПРИНЦИПЫ ФОРМИРОВАНИЯ АДАПТИВНО-ЛАНДШАФТНОЙ СИСТЕМЫ ЗЕМЛЕДЕЛИЯ ВОРОНЕЖСКОЙ ОБЛАСТИ
А.М. НОВИЧИХИН, кандидат сельскохозяйственных наук, зам. директора
М.И. САЛЬНИКОВ, кандидат сельскохозяйственных наук,ведущий научный сотрудник
Б.А. РЫБАЛКИН, кандидат сельскохозяйственных наук,зав. группой
Воронежский НИИСХ им. В.В. Докучаева E-mail: [email protected]
Резюме. Цель наших исследований - создание устойчивого высокопродуктивного агроландшафта на основе оптимального соотношения угодий в различных водосборах Воронежской области, обеспечивающего высокую производительность и экономическую эффективность сельскохозяйственного производства при условии сохранения почвенного плодородия. В статье рассмотрены этапы разработки адаптивноландшафтных систем земледелия Воронежской области (агроэкологическое районирование, организация территории водосборов, соотношение угодий, адаптация возделываемых культур к почвенным и климатическим условиям, применение ГИС-технологий). При возделывании сельскохозяйственных культур на пашне, подверженной эрозии в средней и сильной степени, урожайность снижается на 30.90 %, в сравнении с величиной этого показателя на не эродированной почве. Экономически не эффективны в сельскохозяйственном использовании земли, расположенные узкой полосой (шириной 15.25 м), вдоль краев оврагов, и небольшие по размерам
площади (до 5 га) между их отвершками. Эти территории, а также переувлажненные и солонцеватые земли (если их доля на участке превышает 20 %) необходимо исключать из пашни. При проектировании модели современного экологического земледелия для каждого типа агроландшафта необходимо ориентироваться на эффективное использование многообразных природных ресурсов, строго учитывая рельеф местности, типы почв и характер проявления эрозионных процессов.
На основании приведенного графика можно вычислить среднее соотношение угодий для различных агроэкологи-ческих районов.
Ключевые слова: АЛСЗ, агроландшафт, биоклиматический ресурс, почвенное плодородие.
В 70-80 гг. XX в. началось развитие зональных систем земледелия, элементами которых были химизация, мелиорация, многооперационные технологии и др., на поля пришла тяжелая и энергонасыщенная техника, что способствовало интенсификации земледелия. В то же время повсеместно стали нарастать агроэкологические проблемы: развитие эрозионных процессов и деградация почвы, уменьшение воспроизводства природных ресурсов. Это послужило основанием для создания академиками А.И. Бараевым, А.Н. Каштановым, О.Г. Котляровой противоэрозионной и почвоводоохранной систем земледелия.
