CC BY
32
ЭКОЛОГИЯ И ПРИРОДОПОЛЬЗОВАНИЕ
УДК 631.4
О ПЛОДОРОДИИ ПОЧВ И ЕГО МОНИТОРИНГЕ В СИСТЕМЕ БИОЗЕМЛЕДЕЛИЯ
Валерий Борисович Жарников
Сибирский государственный университет геосистем и технологий, 630108, Россия, г. Новосибирск, ул. Плахотного, 10, кандидат технических наук, профессор кафедры кадастра и территориального планирования, тел. (383)361-05-66, e-mail: [email protected]
Юрий Степанович Ларионов
Сибирский государственный университет геосистем и технологий, 630108, Россия, г. Новосибирск, ул. Плахотного, 10, доктор сельскохозяйственных наук, профессор кафедры экологии и природопользования, e-mail: [email protected]
Анализируется проблема плодородия почв, определяющего продуктивность современного земледелия и возможности его роста наряду с экологическими качествами на пути перехода к биологическому земледелию, минимизирующему потребление химических препаратов и повышающему роль естественных биологических процессов: сохранение целостности пахотного и других горизонтов почвы; чередование культур с различными типами корневых систем; использование пожнивных, поукосных культур и сидератов для поддержания баланса органического вещества, а также микробиологических препаратов, ускоряющих процессы гумификации и минерализации, проведение мелиоративных мероприятий. Определена система мониторинга плодородия почв, отдельные элементы которой требуют внимания профильных специалистов. Это касается, прежде всего, средств и методов контроля баланса органического вещества почвы, сложная динамика которого определяет процессы его сохранения, гумификации и минерализации.
Ключевые слова: почва, плодородие, сельскохозяйственное производство, экологизация, органическое вещество, гумификация, минерализация, мониторинг.
Введение
Все более актуализирующаяся проблема продовольственной обеспеченности населения и ее роль в решении задач национальной безопасности ставит ряд важных взаимообусловленных задач: повышения продуктивности сельскохозяйственного производства и одновременного снижения уровня антропогенной нагрузки на окружающую среду, в том числе на основе рационализации хозяйственной деятельности, совершенствования существующих и разработки
новых технологий, минимизирующих прямой ущерб агроландшафтам и загрязнений атмо- и гидросферы [1-3]. Особого внимания заслуживает вопрос выбора инновационной программы развития сельскохозяйственного производства взамен существующей, основанной на его интенсификации и широкой химизации. Анализ положения дел в данной сфере позволяет сделать принципиальный вывод - успешное, экологически благоприятное сельскохозяйственное производство возможно лишь на основе перехода к биологическим методам и технологиям земледелия, обусловленным ходом эволюционно- и эколого-генетического развития биосферы и поддерживаемым современными инновационными разработками, в числе которых находится научная концепция и активно развивающаяся практика «биоземледелия» [4-6], которое можно определить как систему производства экологически чистой продукции растениеводства. Биоземледелие способно, и это подтверждают практические результаты, обеспечить новый уровень плодородия почв в реальных агроэкологических условиях, лучше защитить от болезней и вредителей возделываемые растения, перейти к производству экологически чистой продукции, а также внести серьезный вклад в улучшение качества окружающей среды [7-9]. Данную ситуацию концептуально отражает закон плодородия почв [5], определяющий принципы формирования, сохранения и повышения плодородия почв (ПП) и, одновременно, особенности его мониторинга. Главное здесь состоит в следующем: ПП в реальных агроэкологических условиях поддерживается балансом органического вещества почвы, круговоротами элементов питания и водообмена, корнеоборотом растений, эдафитными и эпифитными почвенными процессами с участием основных компонентов биоты и минимизацией внесения значительных доз химических препаратов. Возможность регулирования данными процессами определяет плодородие почвы в большей степени возобновляемым ресурсом, которым человечество в состоянии целенаправленно управлять, используя для этого определенный набор механизмов, в числе которых результаты и технологии мониторинга ПП [10, 11].
Актуальность изучения почвенного плодородия, по мнению ведущих специалистов Сибирского федерального научного центра агробиотехнологий Российской академии наук [12], особо значима и определяет создание мощных научных коллективов, способных найти системное решение данной проблемы, являющейся одной из наиболее принципиальных в аграрной науке.
О состоянии аграрного сектора России
Современное состояние отечественного аграрного сектора оценивается [13] как рыночное, в основном немонополизированное, отчасти с предсказуемой государственной поддержкой. В 2016 г. страна вышла на международные аграрные рынки, при этом норма внутри российского потребления продуктов приблизилась к нормативной, рекомендованной специалистами. Дальнейшее развитие аграрного сектора связано с ростом его качественной про-
дуктивности, минимизацией ущерба агроценозам и увеличением масштаба экспорта продукции.
Современные успехи сельского хозяйства связаны с земельной реформой 1990-х гг. и серьезным вниманием государства к ее развитию [14]. Но сложившаяся структура земель и производства сельскохозяйственной продукции аномальна для мировой практики: практически не существует средних по размеру и эффективности хозяйств, малых сельхозпредприятий немного (менее 35 %), тогда как наблюдается переизбыток крупнейших агрохолдингов (более 53 %). Именно последние определяют сельскохозяйственную специфику производства, его объемы и потребляют большую часть финансовой поддержки государства. При этом деятельность агрохолдингов обуславливает негативные факторы современного аграрного производства: сложность ведения эффективного в самих агрохолдингах бизнеса; отсутствие нормальных условий для развития малого и среднего агробизнеса, особенно на территориях господства агрохолдин-гов; деградацию значительной части сельских, особенно малых населенных пунктов из-за высокой концентрации или полного отсутствия эффективного аг-ропроизводства; высокую нагрузку на агроландшафты и окружающую среду, в том числе из-за использования архаичных технологий в домашних хозяйствах селян, низкую (в 3-5 раз ниже, по сравнению со среднеевропейской), производительность труда.
Тем не менее, объем отечественного сельскохозяйственного производства, особенно зерновых культур, картофеля, отдельных видов овощей, яиц, мяса птицы существенно возрос и практически превысил пределы внутреннего потребления. Дальнейшее развитие данного сектора обусловлено рядом факторов, прежде всего качеством угодий, численностью, структурой и квалификацией сельского населения, уровнем развития экономики и особенно перерабатывающих сельскохозяйственную продукцию отраслей.
Оценка такого развития часто осуществляется показателем валовой добавленной стоимости (ВДС) продукции данного сектора производства. Указанный показатель в России составил в 2010-2016 гг. 4,0-4,2 % от его общеэкономического значения, в мировой сельскохозяйственной продукции его значение не превышает 2,8 % [13]. Некоторое уменьшение данного показателя в России в 2017-2018 гг. обусловлено девальвацией рубля, но при учете его паритетной способности значение ВДС, превышающей 3 %, также показывает лучшее качество отечественной продовольственной «корзины» по сравнению со многими зарубежными государствами. Поэтому дальнейшее наращивание потенциала сельскохозяйственного производства, его растениеводческого направления не только экономически выгодно, но и привлекательно по многим другим позициям.
Структура и результаты отечественного растениеводства, в том числе зерновых культур, представлены на рис. 1, 2.
Рис. 1. Отечественное растениеводство и его результаты в 2001-2015 гг. (в процентах от общего объема сельскохозяйственной продукции)
Зерновые культуры ■ Овощи Технические культуры Картофель Масличные культуры Кормовые культуры
Рис. 2. Распределение пашенных угодий под основные сельскохозяйственные культуры (по состоянию на 2014 г.):
общая площадь зерновых культур - 42,22 млн. га; общий урожай зерновых культур - 105,3 млн. т; средняя урожайность зерновых культур - 24,1 ц/га; урожай пшеницы - 39,7 млн. т
Агробиологические предпосылки совершенствования системы мониторинга ПП
Важнейшую роль в обеспечении ПП играют биологические процессы [4], и это, прежде всего, круговороты основных питающих почву элементов. Круговороты определяют роль и содержание прямых и обратных связей в звеньях агроэкологической системы, взаимосвязь почвы с другими элементами биосферы.
При этом до настоящего времени проблемной задачей остается поиск интегральных показателей качества почв, отражающий связь урожайности с плодородием почв. В агрохимии и практическом земледелии принято считать, что урожаи культур формируются преимущественно за счет минеральных элементов самой почвы, значимость же органического вещества определяют его ролью в формировании питательного режима почвы на основе его минерализации и гумификации. Считается, что ухудшение баланса гумуса, содержания углерода в почве, отсутствие оптимального сочетания элементов минерального питания для каждой культуры в конкретных почвенно-климатических и агроэкологиче-ских условиях, в определенные фазы роста и развития растений и есть главные причины недобора урожаев, низкой стабильности продуктивности земледелия [15]. Полагаем, что это очень общие представления, поскольку для каждой культуры и разнообразных агроэкологических условий для них в каждый момент времени и каждую фазу развития растений существуют свои оптимальные показатели и их соотношения. Это касается биоты почвы, ее агрофизических и геохимических качеств, свойств материнской (литологической) основы [1, 5]. В этой связи следует отметить работу [16], результатом которой стал не только анализ, но и прогноз возможностей отечественного растениеводства, масштабно выполненный с использованием компьютерного моделирования урожайности основных сельскохозяйственных культур производственными функциями.
Обобщение результатов исследований влияния органических удобрений в агрономической практике за последние десятилетия [17] показывает, что на различных видах злаковых и других видах растений в фазу кущения органические удобрения на гуминовой основе обеспечивают закладку большого числа побегов. При этом нужные количества серы, азота, бора и других веществ поступают в растения через листья и корни. Чем быстрее развертывается рабочая листовая и корневая поверхность и чем большую площадь она будет составлять, тем эффективнее осуществляется корневое и воздушное питание растений и большее количество питательных веществ ими будет усвоено, что и ведет к увеличению урожая и его качества.
По окончании онтогенеза последующая минерализация растительных остатков увеличивает в почве содержание легко растворимых в воде калийных, азотных и фосфорных соединений, что позволяет уменьшить дозу вносимого нитратно-фосфарно-калийного (КРК) комплекса до 50-80 %. Биохимические
преобразования органических веществ в гуминовые вещества обусловливают направленные обменные процессы в растительном организме, которые приводят к стимуляции синтеза этих веществ. Напомним [4-6], что в состав почвенного органического вещества входят гуминовые, гиметомелановые и фульво-кислоты. Основу последних составляет широкий спектр низкомолекулярных органических веществ, включающих аминокислоты, углеводы, водорастворимые карбоновые кислоты, витамины, а также макро- и микроэлементы в доступном для растений и других живых форм виде. Следует отметить роль гуми-новых веществ, обладающих также ауксино-цитокининовым эффектом, стимулирующим рост и деление клеток, антистрессовым эффектом, повышающим устойчивость растения к климатическим, техногенным и прочим стрессам.
В процессе использования земель создаваемая фотосинтезом биомасса обеспечивает образование и накопление в почве органического вещества, гумуса, а также ряда ценных микроэлементов (меди, цинка, бора, марганца, молибдена, кобальта), которые образуют наряду с гуминовыми веществами комплексы, легко усваиваемые растениями. При этом именно гуминовые вещества наиболее эффективно транспортируют микроэлементы в растение. В этих процессах участвуют все виды биоты, для которых биомасса является необходимым источником энергии. Представленное обобщение роли органического вещества, синтезируемого растениями и видами, обитающими в почве, подчеркивает огромную роль биомассы и биоты почвы в существовании биосферы нашей планеты и составляющих ее геосфер [5, 8].
В состав растительных и животных организмов входят свыше 80 химических элементов, но лишь около 30 из них имеют вполне установленное количество и встречаются в организмах постоянно. При этом, соотношение элементов здесь иное, чем в земной коре, установленной геохимией [1, 3].
Все организмы имеют близкий химический атомный состав, в котором углерод выступает важнейшим «строительным» элементом. Например, в глюкозе содержание углерода достигает более 30 %. Это сходство не может быть объяснено распространением элемента в земной коре, где содержание углерода не превышает 0,32-0,35 %. Из известных к настоящему времени 108 химических элементов лишь немногие входят в достаточно больших количествах в состав биологических молекул. Об этом можно судить по содержанию основных био-фильных элементов в биосфере, которая отражает молекулярно-химическую специфику живой материи. Так, необходимыми для всех биологических объектов являются макроэлементы: Н, С, О, К, Б, Р, Са, М^, К, Ка, С1. Регулярно, но в меньших количествах, встречаются столь же необходимые для жизни микроэлементы: Си, Мп, 7и, Мо, Со, В, Сё. Целый ряд не менее важных элементов современными методами аналитической химии не обнаруживаются, в том числе по причине их незначительного содержания. Вероятно, они обеспечивают в очень короткий промежуток онтогенеза какие-то важные каталитические процессы в живых организмах. Следовательно, плодородие почвы целесообразно
рассматривать через биохимический состав живых организмов и в первую очередь растений [5], не делая главный упор на агрохимическую характеристику почвы [1-6].
Таким образом, исследование химического состава живых и неживых объектов природы показывает, что распространенность отдельных элементов среди них различна. Живые организмы способны избирательно поглощать и накапливать необходимые для них химические элементы из окружающей среды, тем самым предъявляя различные требования к плодородию почвы. При этом в живых организмах накапливаются главным образом элементы с низкими атомными массами. Однако для некоторых жизненных процессов необходимы и элементы с высокой атомной массой, например, молибден, но содержание их ничтожно.
Анализ вышеперечисленных процессов и свойств, раскрывающих физико-химическую, почвоведческую и агрономическую сущность синтезируемой в процессе фотосинтеза биомассы (органического вещества), позволяет сделать вывод, что именно органическое вещество в почве является основой ее плодородия, существования для большинства видов живых организмов и условий взаимодействия всех биогенных элементов. Органическое вещество, поступающее в почву, является источником энергии для биоты, трансформируется ею и регулирует фактически все биохимические процессы растительной клетки и многих живых организмов, обитающих в почве, и возделываемых на ней культур [1]. Оно активизирует поглощение ультрафиолетового излучения растениями и ускоряет процесс фотосинтеза в листьях. Листья приобретают интенсивную зеленую окраску, поглощая определенный спектр солнечной радиации, что используется, в частности, современной космической и аэрофотосъемкой.
Подчеркнем, что, несмотря на многочисленные научные исследования и результаты практиков, однозначного ответа на вопрос, что такое почвенное плодородие и чем оно определяется, до сих пор нет. Наши исследования [5] показывают, что основой плодородия почв является синтез биомассы в конкретных агроэкологических условиях, а потому его целесообразно рассматривать через биохимический состав живых организмов (органического вещества почвы), и, конечно, геохимический состав материнской породы и агроэкологиче-ские условия играют определенную роль в формировании почвенного плодородия, но все же решающая роль в нем, как и в процесс эволюции самой почвы, играет биомасса (органическое вещество), синтезируемое самими растениями и другой биотой почвы.
О совершенствовании системы почвенного мониторинга
В связи с вышеизложенным встает проблема организации и методически правильного осуществления мониторинга почв земель сельскохозяйственного
назначения [10, 11, 18-21]. Согласно методике [22, 23] расчет показателя почвенного плодородия осуществляется как среднее от суммы соотношений фактических значений четырех агрохимических показателей к их оптимальным значениям по всем типам почв посевных площадей сельскохозяйственных культур в субъекте Российской Федерации. В расчете учитываются следующие агрохимические показатели:
- кислотность почв (рН, ед.);
- содержание гумуса (%);
- содержание подвижных форм фосфора (Р205, мг/кг почвы);
- содержание обменного калия (К20, мг/кг почвы).
При этом показатель кислотности для щелочных почв рН(Н2о) рассчитывается как соотношение его оптимального значения к фактическому значению, для кислых почв рН(Кс1) - фактического к оптимальному.
Одновременно видно, что учет важнейшего фактора плодородия - баланса органического вещества - в методике полностью отсутствует. Отметим, что и технологически данный вопрос пока не решен.
В этой связи с целью оценки информативности принятых показателей плодородия почв и разработки необходимых предложений на материалах Новосибирской области [24] нами проведены исследования связи урожайности зерновых культур и плодородия почв, представленные в табл. 1, 2.
Таблица 1
Оценка корреляционной связи урожайности зерновых культур с типом почв и рядом показателей их плодородия и агроэкологических условий (по материалам Новосибирской области 1993-2012 гг.)
Показатели плодородия и агроэкологических условий Коэффициент парной корреляции Сила связи
Запас гумуса 0,444 Слабая
Балл бонитета 0,625 Заметная
Количество осадков 0,333 Слабая
ГТК (гидротермический коэффициент) 0,146 Практически отсутствует
Черноземные почвы 0,175 Практически отсутствует
Серые оподзоленные почвы 0,341 Слабая
Болотные почвы -0,265 Отрицательная
Луговые почвы -0,255 Отрицательная
Солонцовые почвы -0,341 Отрицательная
Таблица 2
Корреляционная зависимость между урожайностью зерновых культур и показателями плодородия почвы, агроэкологическими условиями в районах Новосибирской агломерации (2014-2017 гг.).
Наименование показателя Значение корреляции
Калий 0,864
Кислотность солевая 0,837
Фосфор 0,803
Сумма активных температур 0,643
Медь 0,462
Кобальт 0,297
Молибден 0,286
Гумус 0,22
Гранулометрический состав 0,201
Солонцеватость -0,186
Запасы гумуса в метровом слое -0,228
Балл бонитета -0,252
ГТК -0,542
Кислотность водная -0,552
Цинк -0,66
Марганец -0,926
Установленные парные коэффициенты корреляции (см. табл. 1) между урожайностью посевов зерновых культур и типами почв, различающихся по агрохимической оценке плодородия, показывают, что степень их влияния на урожайность у большинства почв незначительная. Это связано, по-видимому, с тем, что на урожайность влияют ряд других, не рассматриваемых методикой показателей (запасы продуктивной влаги в метровом слое почвы, наличие подвижных элементов питания, биологическая активность почвы, ее водно-физические свойства, сумма активных температур и др.). На урожайность также влияют технологические приемы возделывания зерновых культур, такие как нормы посева, сроки посева, внесение удобрений и другие, значения коэффициентов корреляции с которыми также невысокие и, следовательно, значимость используемых агрохимических и агроэкологических показателей в принятой системе оценки плодородия и бонитета почв также невысока. В то же время корреляционная связь между общей надземной биомассой (ц/га) и ее частью, оставляемой в виде сидеральных удобрений или пожнивных остатков и урожайностью зерновых культур в районах Новосибирской агломерации, может
быть оценена как высокая. Наиболее значимыми (см. табл. 2) из принятых показателей плодородия почв и агроэкологических условий являются содержание подвижных форм фосфора и калия, кислотность солевая (pHKci), агроэкологи-ческий показатель суммы активных температур.
Выводы
Проведенное исследование позволяет сделать следующие выводы:
- современное сельское хозяйство и его растениеводство являются важнейшими социальными и экономическими категориями, в значительной степени определяющими динамику развития России;
- эффективность растениеводства обусловлена рядом факторов, основным из которых является почвенное плодородие, регулируемое человеком и способное в парадигме биоземледелия и реализации возможностей закона плодородия почв кратно увеличить итоговую урожайность основных сельскохозяйственных культур;
- механизмом оценки состояния качества почв и уровня плодородия является соответствующий мониторинг, содержание которого должно в большей степени соответствовать базовым факторам плодородия, в частности, балансу и активности почвенного органического вещества.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Березин Л. В., Кленов Б. М., Леонова В. В. Экология и биология почв. - Омск : ОмГАУ, 2008. - 122 с.
2. Каштанов А. Н. Сохраним и преумножим плодородие земли // Земледелие. - 1999. -№ 3. - С. 7-8.
3. Татаринцев Л. М., Татаринцев В. Л., Кирякина Ю. Ю. Организация современного землепользования на эколого-ландшафтной основе : монография. - Барнаул : Изд-во АГАУ,
2011. - 106 с.
4. Конев А. А. Система биологизации земледелия. - Новосибирск : НГАУ, 2004. - 51 с.
5. Ларионов Ю. С. Биоземледелие и закон плодородия почв. - Омск : СГГА, ОмГАУ,
2012. - 207 с.
6. Яшутин Н. В., Дробышев А. П., Хоменко А. И. Биоземледелие (научные основы, инновационные технологии и машины). - Барнаул : АГАУ, 2008. - 191 с.
7. Киреев А. К. Концепция развития систем земледелия Казахстана // Глобальные изменения климата и биоразнообразия : материалы II Международного конгресса. - Алматы : КазНИИЗиР, 2015. - С. 108-112.
8. Ларионов Ю. С. Альтернативные подходы к современному земледелию и наращиванию плодородия почв (новая парадигма) // Вестник СГГА. - 2013. - Вып 1 (21). - С. 49-60.
9. Рунов Б. А., Пильникова Н. Основы технологии точного земледелия: зарубежный и отечественный опыт. - М. : Росинформагротех, 2010. - 120 с.
10. Захарова Н. И. Мониторинг почв земель сельскохозяйственного назначения : сущность, цели и задачи // Вестник ПАГС. - 2012. - № 312. - С. 117-121.
11. Жарников В. Б., Ларионов Ю. С. Мониторинг плодородия земель сельскохозяйственного назначения как механизм их рационального использования // Вестник СГУГиТ. -2017. - Т. 22, № 1. - С. 203-210.
12. Методология системного проведения научных исследований в растениеводстве, земледелии и защите растений : метод. положения / П. А. Гончаров, Г. П. Гамзиков, В. К. Ка-личкин, А. Ф. Ашмарина, Ю. А. Христоф. - Новосибирск : СО РАСХН, 2014. - 77 с.
13. Шагайда Н. И., Узун В. Я. Тенденции развития и основные вызовы аграрного сектора России : аналитический доклад. - М. : РАНХиГС, 2016. - 82 с.
14. Аграрная реформа в постсоветской России. - М. : Депо, 2015. - 352 с.
15. Ковалев Н. Г., Зинковская Т. С. Биологические и агрохимические показатели осушаемых почв в различные по увлажненности годы // Материалы Всероссийской научной конференции (с международным участием) «Методы оценки сельскохозяйственных рисков и технологии смягчения последствий изменения климата в земледелии» (Санкт-Петербург, 13-14 октября 2011 г.). - СПб. : АФИ, 2011. - С. 67-70.
16. Ларионов Ю. С., Стуканов А. А., Конева А. В. Инновационные подходы к развитию АПК на основе биоземледелия и закона плодородия почв // Информационные технологии, системы и приборы в АПК: материалы 7-й Международной научно-практической конференции «АГРОИНФО-2018» (Новосибирская обл., р.п. Краснообск, 24-25 октября 2018 г.). - Новосибирск : Академиздат, 2018. - С. 542-547.
17. Комарова Н. А. Влияние различных паров на показатели почвенного плодородия // Инновационные технологии в АПК Евро-Северо-Востока РФ : сборник научных трудов к 75-летию Нижегородского научно-исследовательского института сельского хозяйства Российской академии сельскохозяйственных наук. - Нижний Новгород : Дятловы горы, 2011. -С.127-132.
18. Красницкий В. М., Шмидт А. Г. Динамика плодородия пахотных почв Омской области и эффективность использования средств его повышения в современных условиях // Достижения науки и техники АПК. - 2016. - № 7.- С. 34-37.
19. Садикова Г. С., Бурханова Д. У. Изменение показателей плодородия орошаемых луговых почв под влиянием биоудобрений // Аграрная наука - сельскому хозяйству : IX Международная научно-практическая конференция : сборник статей в 3 кн. - Барнаул : АГАУ, 2014. Кн. 2. - С. 237-239.
20. Система показателей оценки экологической емкости агроландшафтов для формирования экологически устойчивых агроландшафтов / Н. П. Масютенко, Н. А. Чуян, Г. И. Ба-хирев и др.; Рос. акад. с.-х. наук, Всерос. науч.-исслед. ин-т земледелия и защиты почв от эрозии. - Курск: ВНИИЗиЗПЭ РАСХН, 2011. - 42 с.
21. Оценка почвенного плодородия по данным дистанционного зондирования / А. А. Савельев, Б. Р. Григорьян, Д. В. Добрынин, С. С. Мухарамина, В. И. Кулагина, И. А. Са-хабиев // Ученые записки Казанского университета. - 2012. - Т. 154, кн. 3. - С. 158-172.
22. Об утверждении Порядка осуществления государственного мониторинга земель сельскохозяйственного назначения [Электронный ресурс] : приказ Министерства сельского хозяйства РФ от 24.12.2015 № 664. - Доступ из справ.-правовой системы «Консул ьтанПлюс».
23. Методика расчета почвенного плодородия [Электронный ресурс] : Приказ Министерства сельского хозяйства РФ от 06.07.2017 № 32. - Доступ из справ.-правовой системы «КонсультанПлюс».
24. Министерство сельского хозяйства НСО [Электронный ресурс]. - Режим доступа : https://mcx.nso.ru/.
Получено 25.10.2018
© В. Б. Жарников, Ю. С. Ларионов, 2018
ABOUT SOIL FERTILITY AND ITS MONITORING IN BIOFARMING SYSTEM
Valeriy B. Zharnikov
Siberian State University of Geosystems and Technologies, 10, Plakhotnogo St., Novosibirsk, 630108, Russia, Ph. D., Professor, Department of Cadastre and Territorial Planning, phone: (383)361-05-66, e-mail: [email protected]
Yurij S. Larionov
Siberian State University of Geosystems and Technologies, 10, Plahotnogo St., Novosibirsk, 630108, Russia, D. Sc., Professor, Department Ecology and Environmental Management, e-mail: [email protected]
The article analyses soil fertility problem, determining the productivity of modern agriculture and the possibilities of its growth together with ecological qualities while going to biological agriculture, minimizing the consumption of chemicals and increasing the role of natural biological processes: preservation of ploughing and others horizons of soil; alternation of plant crops with different root system types; use of postharvest crops and green manure crops for balance control of organic substance, carrying out agroforest melioration activities, and also using microbiological specimen, accelerating the processes of organic humification and mineralization. The article defines the soil fertility monitoring system, some particular elements of which require the attention of subject matter experts. Particularly it concerns means and methods of organic balance control of soil, whose complicated dynamics defines the processes of its preservation, humification and mineralization.
Key words: soil, fertility, agricultural industry, environmentalization, fecal organic matter, humification, mineralization, monitoring.
REFERENCES
1. Berezin, L. V., Klenov, B. M., & Leonova, V. V. (2008). Ehkologiya i biologiya pochv [Ecology and soil biology]. Omsk: OmGAU Publ., 122 p. [in Russian].
2. Kashtanov, A. N. (1999). Keep and multiply the fertility of the earth. Zemledelie [Agriculture], 3, 7-8 [in Russian].
3. Tatarincev, L. M., Tatarincev, V. L., & Kiryakina, Yu. Yu. (2011). Organizaciya sovremennogo zemlepol'zovaniya na ehkologo-landshaftnoj osnove [The organization of modern land use on the ecological-landscape basis]. Barnaul: AGAU Publ., 106 p. [in Russian].
4. Konev, A. A. (2004). Sistema biologizatsii zemledeliya [The system of biologization of agriculture]. Novosibirsk: Novosibirsk GAU Publ., 51 p. [in Russian].
5. Larionov, Yu. S. (2012). Biozemledeliye i zakonplodorodiyapochv [Biozemusleie and the law of soil fertility]. Omsk: SSGA Publ., OmGAU Publ., 207 p. [in Russian].
6. Yashutin, N. V., Drobyshev, A. P., & Khomenko, A. I. (2008). Biozemledeliye (nauchnyye osnovy, innovatsionnyye tekhnologii i mashiny) [Bio-farming (scientific foundations, innovative technologies and machines)]. Barnaul: AGAU Publ., 191 p. [in Russian].
7. Kireyev, A. K. (2015). The concept of development of agriculture systems in Kazakhstan In Sbornik materialov II Mezhdunarodnogo kongressa: Global'nyye izmeneniya klimata i bioraznoobraziya [Proceedings of the II International Congress: Global Climate Change and Biodiversity] (pp. 108-112). Almaty: KazNIIZiR Publ. [in Russian].
8. Larionov, Yu. S. (2013). Alternative approaches to the modern soil cultivation and improvement of soil fertility (new paradigm). Vestnik SGUGiT [Vestnik SSUGT], 1(21), 49-60 [in Russian].
Вестник CTyTuT, Tom 23, № 4, 2018
9. Runov, B. A., & Pil'nikova, N. (2010). Osnovy tekhnologii tochnogo zemledeliya: zarubezhnyy i otechestvennyy opyt [Basics of precision farming technology: foreign and domestic experience]. Moscow: Rosinformagrotekh Publ., 120 p. [in Russian].
10. Zakharova, N. I. (2012). Monitoring of Agricultural Land Soils: the Subject Matter, Targets, and Tasks. Vestnik PAGS [The Bulletin of the Volga Region Institute of Administration], 31, 227-121 [in Russian].
11. Larionov, Ju. S., & Zharnikov, V. B. (2017). Soil fertility monitoring of agricultural purpose lands as a mechanism of their rational use. Vestnik SGUGiT [Vestnik SSUGT], 22(1), 203-210 [in Russian].
12. Goncharov, P. A., Gamzikov, G. P., Kalichkin, V. K., Ashmarina, A. F., & Khristof, Yu. A. (2014). Metodologiya sistemnogo provedeniya nauchnykh issledovaniy v rasteniyevodstve, zemledelii i zashchite rasteniy [Methodology of systematic research in crop production, agriculture and plant protection: methodological provisions]. Novosibirsk: Siberian Branch of Russian Academy of the Agricultural Sciences Publ., 77 p. [in Russian].
13. Shagayda, N. I., & Uzun, V. Ya. (2016). Tendentsii razvitiya i osnovnyye vyzovy agrarnogo sektora Rossii [Tendencies of development and main challenges of the agricultural sector of Russia]. Moscow: RANEPA Publ., 82 p. [in Russian].
14. Agrarnaya reforma v postsovetskoy Rossii [Agrarian reform in post-Soviet Russia]. (2015). Moscow: Depo Publ., 352 p. [in Russian].
15. Kovalev, N. G., & Zinkovskaya, T. S. (2011). Biological and agrochemical indicators of drained soils in different wet years. In Sbornik materialov Vserossiyskoy nauchnoy konferentsii s mezhdunarodnym uchastiyem: Metody otsenki sel'skokhozshchyaystvennykh riskov i tekhnologii smyagcheniya posledstviy izemenniya klimata v zemledelii [Proccedings of the All-Russian Scientific Conference with International Participation: Methods for Assessing Agricultural Risks and Technologies for Mitigating the Effects of Climate Change in Agriculture] (pp. 67-70). St. Petersburg: API Publ. [in Russian].
16. Zharnikov, V. B., Larionov, Yu. S., Stukanov, A. A., & Koneva, A. V. (2018). Innovative approaches to the development of the agro-industrial complex based on bio-farming and the law of soil fertility. In Sbornik materialov 7-y Mezhdunarodnoy nauchno-prakticheskoy konferentsii "AGROINFO-2018": Innovatsionnyye podkhody k razvitiyu APK na osnove biozemledeliya i zakona plodorodiya pochv [Proccedings of the 7th International Scientific and Practical Conference "AGROINFO-2018": Information Technologies, Systems and Devices in the Agro-Industrial Complex] (pp. 542-547). Novosibirsk region, Krasnoobsk: Academic Publ. [in Russian].
17. Komarova, N. A. (2011). Influence of various vapors on indicators of soil fertility. In Sbornik nauchnykh trudov k 75-letiyu Nizhegorodskogo nauchno-issledovatel'skogo instituta sel'skogo khozyaystva Rossiyskoy akademii sel'skokhozyaystvennykh nauk: Innovatsionnyye tekhnologii v APK Yevro-Severo-Vostoka RF [Collection of Scientific Papers to the 75 th Anniversary of the Nizhny Novgorod Research Institute of Agriculture of the Russian Academy of Agricultural Sciences: Innovative Technologies in the Agroindustrial Complex of Euro-North-East of the Russian Federation] (pp. 127-132). Nizhny Novgorod: Dyatlov Mountains Publ. [in Russian].
18. Krasnitsky, V. M., & Schmidt, A. G. (2016). Dynamics of Fertility of Arable Soils in Omsk Region and Efficiency of Use of Means for Its Increase under Modern Conditions Dostizheniya nauki i tekhniki APK [Achievements of Science and Technology of AICis], 7, 34-37 [in Russian].
19. Sadikova, G. S., & Burkhanova, D. U. (2014). The change in the fertility indicators of irrigated meadow soils under the influence of bio-fertilizers. In Sbornik statey IXMezhdunarodnoy nauchno-prakticheskoy konferentsii: Kniga 2. Agrarnaya nauka - sel'skomu khozyaystvu [Proceedings of the IX International Scientific and Practical Conference: Book 2. Agrarian Science to Agriculture] (pp. 237-239). Barnaul: AGAU Publ. [in Russian].
20. Masyutenko, N. P., Chuyan, N. A., Bakhirev G. I. & etc. (2011). Sistema pokazateley otsenki ekologicheskoy yemkosti agrolandshaftov dlya formirovaniya ekologicheski ustoychivykh agrolandshaftov [The system of indicators for assessing the ecological capacity of agricultural landscapes for the formation of environmentally sustainable agricultural landscapes]. Kursk: All-Russian Research Institute of Agriculture and Soil Protection Against Erosion Russian Academy of the Agricultural Sciences Publ., 42 p. [in Russian].
21. Saveliev, A. A., Grigorian, B. R., Dobrynin, D. V., Mukharamina, S. S., Kulagina, V. I., & Sakhabiev, I. A. (2012). Earth remote sensing for soil fertility monitoring. Uchenyye zapiski Kazanskogo universiteta [Scientific Notes of the Kazan University], 154(3), 158-172 [in Russian].
22. Order of the Ministry of Agriculture of the Russian Federation of December 24, 2015 No. 664. On approval of the Procedure for the implementation of state monitoring of agricultural lands Retrieved from ConsultantPlus online database [in Russian].
23. Order of the Ministry of Agriculture of the Russian Federation dated July 6, 2017 No. 32. Method of calculating soil fertility. Retrieved from ConsultantPlus online database [in Russian].
24. Ministry of Agriculture of the Novosibirsk Region. (n. d.). Retrieved from https://mcx.nso.ru/.
Received 25.10.2018
© V. B. Zharnikov, Yu. S. Larionov, 2018
