Научная статья на тему 'Методология проектирования севооборотов и оптимальной структуры посевных площадей в адаптивно-ландшафтном земледелии (на примере центрального Черноземья)'

Методология проектирования севооборотов и оптимальной структуры посевных площадей в адаптивно-ландшафтном земледелии (на примере центрального Черноземья) Текст научной статьи по специальности «Сельское хозяйство, лесное хозяйство, рыбное хозяйство»

CC BY
308
53
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
севообороты / структура посевных площадей / проектирование / энергия / азот / гумус. / crop rotation / crop area struc- ture / designing / energy / nitrogen / humus.

Аннотация научной статьи по сельскому хозяйству, лесному хозяйству, рыбному хозяйству, автор научной работы — А С. Акименко

Цель исследования – улучшение качества проектов для устойчивого производства продукции полеводства на основе анализа методов проектирования на предшествующих этапах развития систем земледелия и обширного экспериментального материала (собственного и по публикациям), полученного в многолетних стационарных опытах. Первоочередное требование к разработке названных проектов – анализ условий агроландшафта сельхозпредприятий. Их экспертиза посредством нормативных ограничений по степени эрозионной опасности и соответствию качества участков пашни требованиям полевых культур позволяет выявить возможные варианты специализации. Эти сведения, наряду с экспериментальными данными о месте и доле конкретных культур в севооборотах, используют и при составлении экологоэкономико-математической задачи для определения базисного варианта оптимальной (соответственно специализации) структуры посевных площадей, а также при рассмотрении вариантов территориальной организации системы севооборотов. Зависящие от последней целесообразные варианты схем севооборотов количественно оценивают на основе информационно-энергетического анализа. Последний базируется на закономерностях накопления посевами энергии в связи с расходом воды и выносом элементов минерального питания. При испарении посевами 1 мм (10 т/га) воды, обеспеченном необходимым выносом элементов минерального питания (не менее 0,295 кг N и 0,125 кг P2О5, около 0,3 кг К2О), в фитомассе запасается 0,567 ГДж энергии; количество энергии в товарной и побочной частях равно (в ГДж) сумме выноса (в кг) К2О с половиной выносов N и Р2О5. Точность прогноза урожайности культур и продуктивности севооборотов снижается во времени по мере несоблюдения закона возврата. В нашем стационарном опыте превышение продуктивности севооборотов со средним уровнем удобренности (12 т навоза и N37P37K37 на 1 га) относительно низкого (6 т навоза на 1 га севооборота) в пятой ротации увеличилось в 1,7 раза, по сравнению с первой, а точность прогнозных расчетов на слабоудобренном фоне ухудшалась в сторону завышения в 2,0...3,3 раза. Поэтому на заключительном этапе проектирования следует учитывать перспективу хозяйств по воспроизводству плодородия почв.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Methodology of Designing Crop Rotations and Optimal Structure of Sown Areas in Adaptive Landscape Agriculture (by the Example of the Central Chernozem Region)

The aim of the research was to improve the quality of projects for the stable output of field husbandry products on the basis of an analysis of design methods at the previous development stages of agriculture systems and extensive experimental material, obtained in long-term stationary tests. The first obligatory requirement for the development of these projects is an analysis of agro-landscape conditions of particular agricultural enterprises. The expert examination of the enterprises ensures the reveal of probable variants of specialization by means of the common standard limitations concerning to the risk level of erosion and compliance of quality of arable plots with the crop requirements. This information together with the experimental data about the place and share of certain crops in crop rotations is used when making an ecological, economic and mathematical task in order to determine a basic variant of the optimal (corresponding to the specialization) structure of crop areas, and when considering the alternatives of the territorial arrangement of a crop rotation system. Expedient alternatives of a crop rotation schemes, depending on the latter, are estimated on the basis of information and energy analysis, which is based on the regularities of energy accumulation by crops in the connection with the water flow rate and loss of mineral nutrients. Phytomass accumulates 0.567 GJ of energy at the evaporation of 1 mm of water (10 t/ha) by crops, provided with the necessary carrying out of elements of mineral nutrition (not less than 0.295 kg of nitrogen and 0.125 kg of phosphorus (in the form of P2O5), about 0.3 kg of potassium (in the form of K2O). The amount of energy in marketable and side parts is numerically equal to the sum of carrying out of potassium and a half carrying out of nitrogen and phosphorus. At the same time, the prediction accuracy of crop yield and crop rotation productivity depends on observance of the law of return (it decreases temporally as it is not observed). In our stationary test, the excess of productivity of a crop rotation with an average level of fertilization (12 t of manure and N37P37K37 per hectare) relatively to a low level (6 t of manure per 1 hectare of crop rotation area) increased 1.7 times in the fifth rotation in comparison with the first one. The accuracy of prognostic calculation worsened against a poor background 2.0–3.3 times (towards overstating). That is why at the final stage of designing the prospect of soil fertility reproduction should be taken into account.

Текст научной работы на тему «Методология проектирования севооборотов и оптимальной структуры посевных площадей в адаптивно-ландшафтном земледелии (на примере центрального Черноземья)»

001: 10.24411/0044-3913-2018-10603 УДК 631.58:631.582

Методология проектирования севооборотов и оптимальной структуры посевных площадей в адаптивно-ландшафтном земледелии (на примере Центрального Черноземья)

А. С. АКИМЕНКО, доктор сельскохозяйственных наук, ведущий научный сотрудник (e-mail: [email protected])

Всероссийский научно-исследовательский институт земледелия и защиты почв от эрозии, ул. Карла Маркса, 706, Курск, 305021, Российская Федерация

Цель исследования - улучшение качества проектов для устойчивого производства продукции полеводства на основе анализа методов проектирования на предшествующих этапах развития систем земледелия и обширного экспериментального материала (собственного и по публикациям), полученного в многолетних стационарных опытах. Первоочередное требование к разработке названных проектов - анализ условий агроландшафта сельхозпредприятий. Их экспертиза посредством нормативных ограничений по степени эрозионной опасности и соответствию качества участков пашни требованиям полевых культур позволяет выявить возможные варианты специализации. Эти сведения, наряду с экспериментальными данными о месте и доле конкретных культур в севооборотах, используют и при составлении эколого-экономико-математической задачи для определения базисного варианта оптимальной (соответственно специализации) структуры посевных площадей, а также при рассмотрении вариантов территориальной организации системы севооборотов. Зависящие от последней целесообразные варианты схем севооборотов количественно оценивают на основе информационно-энергетического анализа. Последний базируется на закономерностях накопления посевами энергии в связи с расходом воды и выносом элементов минерального питания. При испарении посевами 1 мм (Ют/га) воды, обеспеченном необходимым выносом элементов минерального питания (не менее 0,295 кг N и 0,125 кг Р205, около 0,3 кг КгО), в фитомассе запасается 0,567ГДжэнергии; количество энергии в товарной и побочной частях равно (в ГДж) сумме выноса (в кг) К20 с половиной выносов N и Р205. Точность прогноза урожайности культур и продуктивности севооборотов снижается во времени по мере несоблюдения закона возврата. В нашем стационарном опыте

превышение продуктивности севооборотов со средним уровнем удобренности (12 тнавоза и Ы37Р37К37на 1 га) относительно низкого (6 тнавоза на 1 га севооборота) в пятой ротации увеличилось в 1,7 раза, по сравнению с первой, а точность прогнозных расчетов на слабоудобренном фоне ухудшалась в сторону завышения в 2,0...3,3 раза. Поэтому на заключительном этапе проектирования следует учитывать перспективу хозяйств по воспроизводству плодородия почв.

Ключевые слова: севообороты, структура посевных площадей, проектирование, энергия, азот, гумус.

Для цитирования: Акименко А. С. Методология проектирования севооборотов и оптимальной структуры посевных площадей в адаптивно-ландшафтном земледелии (на примере Центрального Черноземья) //Земледелие. 2018. № 6. С. 11-14. ЭО!: 10.24411/0044-3913-2018-10603.

Актуальность темы исследования обусловлена потребностью в разработке таких проектов структуры посевных площадей и севооборотов, реализация которых обеспечит устойчивое производство заданного количества и качества (согласно специализации с использованием планирования на ландшафтно-экологической основе) продукции полеводства при гармонизации земледелия и животноводства [1]. Для этого следует наиболее

полно использовать положительные эффекты научно-обоснованного чередования культур [2] и учитывать при проектировании значительно большее количество факторов, чем прежде.

Цель исследования - дополнить, усовершенствовать (при необходимости) и рационализировать сочетание методов, используемых при разработке систем севооборотов (их схем) и формировании структуры посевных площадей применительно кадаптивно-ландшафтному земледелию.

В ходе проведенных исследований сопоставлены целевые установки и методы проектирования на предшествующих этапах развития систем земледелия; проанализирован экспериментальный материал, накопленный в многолетних стационарных опытах научно-исследовательских учреждений Центрального Черноземья (по публикациям) и в стационарном опыте ВНИИЗиЗПЭ по изучению эффективности сочетания антропогенных и биологических удобрительных средств в севооборотах разного вида (заложен всеми полями одновременно в 1991 г. на черноземе типичном с содержанием гумуса в пахотном слое 5,3...5,4 %).

Для составления качественных проектов необходимо использовать ряд обязательных методов (табл. 1).Так, экспериментальный метод, основу которого составляют методически правильно проведенные многолетние стационарные опыты, обязателен в плане получения сведений о месте и сроках возврата культур, а также их доле в севооборотах.

Экспертный анализ результатов обследования агроландшафта, полученных соответствующими стандартными методами [3, 4], служит базисом для выделения пахотных земель в структуре землепользования и последующего разделения пашни на

1. Совокупность, содержание и последовательность применения методов в процессе проектирования

Метод

Решаемые задачи

Результат

Экспериментальный

Экспертные:

нормативно-ограничительный

сравнительно-аналитический

нормативно-

ограничительный

Эколого-экономико-

математическое

моделирование

Нормативно-

технологический

выявление научных основ чередования культур

анализ особенностей агроландшафта дифференциация пахотных земель по интенсивности использования учет отклика культур на эро-дированность, физические и физико-химические свойства почв

выявление возможных вариантов специализации оптимизация структуры посевных площадей

взаимоувязка системы севооборотов со структурой _посевных площадей

обоснованные рекомендации по построениюсевооборотов

определение доли и качества пашни в землепользовании варианты территориальной организации системы севооборотов дополнительные ограничения по возделыванию отдельных культур для уточнения территориальной организации определение специализации

хозяйства базовый вариантоптимальной структуры посевных площадей

окончательный вариантсхем севооборотов, их системы и структуры посевных площадей

Ы (D 3 ь (D Ь (D Ь 5 (D

<Л N

О ^

независимо от их потребности в тепле и влаге как факторах среды, связано с суммарным (из почвы + осадки) расходом воды - при испарении посевами 1 мм воды, обеспеченном необходимым выносом элементов минерального питания (не менее 0,295 кг N и 0,125 кг Р О , около 0,30

г о' '

кг К20) во всей фитомассе (основная и побочная продукция,корни) запасается 0,567 ГДжэнергии;

суммарный расход воды (Р) зависит от влагообеспеченности (М), необходимой для завершения развития растений суммы температур и описывается одинаковым для полевых культур математическим выражением - Р=КрМ, где Кр- эмпирически установленные и теоретически обоснованные коэффициенты для конкретных культур;

накопление энергии в товарной и побочной частях урожая(порознь и в сумме), независимо от требовательности культур к плодородию почвы, связано с выносом минеральных элементов и равно (в ГДж) сумме выноса (в кг) К20 с половиной выносов

позволяют), в сравнении страдицион-ным «пшеница - свекла - кукуруза», урожайность свеклы осталась без изменений, а кукурузы - повысилась [10]. Последнего следовало ожидать на основании известного факта об относительно меньшем увлажнении нижней части корнеобитаемого слоя после глубоко иссушающих почву культур. Эффективность указанного нетрадиционного звена согласно расчетам должна быть значительно выше в лучших по теплообеспечен-ности (сравнительно с Волго-Вятским регионом) условиях и оно может оказаться перспективным (после экспериментального подтверждения) в крупных ресурсообеспеченных сельхозпредприятиях.

Точность прогноза продуктивности только по итогам расчета балансов влаги в севооборотах с большой долей высокопродуктивных пропашных культур зависит от уровня удобрен-ности. В нашем стационарном опыте она со временем снижалась и была ближе к фактическому значению на болееудобренном фоне (табл. 2).

2. Динамика продуктивности севооборотов по ротациям в связи с уровнем удобренности, ГДж/га обменной энергии (стационарный опыт ВНИИЗ и ЗПЭ)

Внесено на 1 га севооборота Снижение"

6 т навоза 12 т навоза относитель-

Годы ротации Р* Ф* (Р-Ф)/Р, % Р Ф (Р-Ф)/Р, % но более удобренного варианта, %

Черный пар, 1992-1996 озимая пшеница, сахарная свекла, кукуруза на силос, ячмень 56,3 54,6 3,0 63,9 62,2 2,8 -12,1

1997-2001 48,2 42,3 12,2 52,8 49,3 6,6 -14,1

2002-2006 53,1 43,9 17,3 62,7 56,2 10,4 -21,9

2007-2011 53,2 40,9 23,1 58,7 49,5 15,7 -17,4

2012-2015 65,0 49,5 23,8 69,9 62,3 10,9 -20,5

Сидеральный пар, озимая пшеница, сах. свекла, кукуруза на силос, ячмень

1992-1996 55,7 54,1 2,9 62,5 61,3 1,9 -11,7

1997-2001 47,2 44,5 5,7 51,6 50,0 3,1 -11,0

2002-2006 51,9 45,1 13,9 58,4 56,4 3,4 -20,0

2007-2011 50,4 41,1 18,5 55,8 48,6 12,9 -15,4

2012-2015 62,1 49,8 18,8 66,5 62,8 5,6 -20,1

Занятый пар, озимая пшеница, сахарная свекла, горох, ячмень

1992-1996 59,4 57,5 3,2 63,1 61,5 2,5 -6,5

1997-2001 48,2 45,7 5,2 53,3 50,6 5,1 -9,7

2002-2006 53,0 45,8 13,6 58,8 54,4 7,5 -15,8

2007-2011 50,7 38,7 23,7 53,7 45,9 14,5 -15,7

2012-2015 59,0 46,2 21,7 63,4 56,6 10,7 -18,4

*РиФ - соответственно расчетное и фактическое значение **по фактической продуктивности.

категории по интенсивности использования (склоны до2...3°, до и больше 4...5°). Последнее необходимо для предотвращения развития эрозии и обоснованно повышением риска ее возникновения по мере увеличения крутизны склонов и неодинаковой почвозащитной способностью культур. Эта способность убывает в следующей последовательности: многолетние травы, культуры сплошного способа посева, пропашные, чистый пар. Снижение урожайности из-за эродированности почв происходит в обратном направлении. В связи с этим следует соблюдать следующие ограничения: на полях крутизной от 2...3 до 4...5°недопустимы пары и посевы сахарной свеклы, а возделывание других пропашных возможно только при полосном размещении с многолетними травами и культурами сплошного сева; на пашне более 4.. .5° необходимо вводить травопольные почвозащитные севообороты.

Указанные ограничительные нормы, с учетом сведений о наличии почв с труднорегулируемыми [5] свойствами с позиций соответствия требованиям отдельных культур (например, картофель относительно хорошо переносит кислотность и отрицательно реагирует на повышение плотности почвы, а для сахарной свеклы предпочтительна нейтральная реакция среды при оптимапьныхагро-физических показателях), обеспечивают адекватный выбор направлений углубления специализации.

Эколого-экономико-математи-ческое моделирование позволяет преодолеть объективную невозможность постановки строгих экспериментов по системам севооборотов и оптимизировать базовый вариант структуры посевных площадей при соблюдении ограничений по интенсивности использования пашни и рекомендаций по построению севооборотов с учетом внутрихозяйственных потребностей землепользователей [6].

Неизбежна дальнейшая доводка базового варианта структуры посевных площадей в целях ее органической взаимоувязки с системой севооборотов. При выборе схем севооборотов на пашне интенсивного и умеренного использования полезен информационно-энергетический 5? анализ [7] в сочетании с расчетами о балансов (воды, элементов мине-<о рального питания, гумуса). Основан он на закономерностях потребления о посевами ресурсов, обеспечиваю-| щих формирование севооборотов по ^ результатам количественной оценки ® возможных вариантов:

накопление энергии основными $ культурами полевых севооборотов,

N и Р205, умноженной на содержание сухого вещества (в долях единицы + 0,14).

Отмеченные закономерности при отсутствии чередований, запрещенных по причинам биологического порядка [8], позволяют рассчитывать баланс влаги в севооборотах, а затем урожайность культур (следовательно, и продуктивность пашни), хозяйственный вынос элементов минерального питания и баланс гумуса[7, 9]. Значимость таких расчетов можно проиллюстрировать следующим примером. В чередовании «озимая пшеница - кукуруза на зерно - сахарная свекла» (современныетехнологии это

Завышение расчетных результатов (наименьшее в севообороте с сидеральным паром) обусловлено отрицательным балансом азота и гумуса во всех вариантах опыта. Это подтверждается последовательным возрастанием во времени разницы в продуктивности в зависимости от уровня удобренности. Так, удвоенное количество отчуждаемого с урожаем азота (кг) равно выходу (ГДж) обменной энергии (умноженный на 1,165 сбор кормовых единиц), а энергосодержание 1 т гумуса равно половине входящего в его состав азота [7,11].

Снижение положительного эффекта от севооборота при нарушении за-

3. Сведения для расчётов при взаимоувязки продуктивности с балансом гумуса в зависимости от поступления азота, ГДж/ га '

Уровень биологизации Выход обменной энергии Изменения в содержании гумуса

в*** | а*** в*** | а***

Низкий 23,0...25,0 7,9...9,3 -23,0...-25,0 5,6...5,9

Средний** 25,0...30,0 8,7...10,3 -19,6...-21,5 5,0...5,4

* с минеральными удобрениями и навозом

** наличие в севообороте бобовых и (или) сидерального пара

*** в- продуктивность и расход гумуса в севооборотах без удобрений, ГДж/га,

эффициент, ГДж/кг.

кона возврата наблюдается и в других стационарныхопытах[12, 13].

При достаточной с позиций потребности растений тепловлагообе-спеченности фактическая продуктивность превышает возможности фонового плодородия (доступные формы азота и зольных элементов) в силу интенсивного потребления растениями конечных и промежуточных продуктов минерализации гумуса. Азот всех видов антропогенных и биологических удобрительных средств используется на прирост продуктивности, сокращение расхода или (в зависимости отуровняудобренности) повышение содержания гумуса.

Анализ данных стационарных опытов ВНИИЗиЗПЭ, Курского НИИ АПП

[14], Льговской опытной станции

[15], Белгородского НИИСХ [16], НИСХ ЦЧП им. В.В. Докучаева [17] и Воронежского ГАУ [18] показал, что в свекловичных (20....25 % этой культуры) севооборотах продуктивность (У) пашни (в ГДж обменной энергии), сокращение расхода или прирост энергосодержания гумуса в зависимости от доз(в кгд.в. на 1 га пашни) азота (X) можно с точностью до 25 % рассчитать по уравнению У=в+а1пХ (пояснения для проведения расчётов в табл. 3).

Фактическая эффективность севооборотов - следствие согласованности между всеми элементами системы земледелия конкретных хозяйств [19], что обусловливает неизбежность использования нормативно-технологического метода на заключительном этапе проектирования. Так, структура посевных площадей, обоснованная с позиций наиболее полного использования климатических ресурсов в севооборотах, может оказаться в течение неопределенного времени неэффективной из-за несоблюдения технологий вследствие недостаточной технической вооруженности по причине неблагоприятного финансового состояния предприятий. Поэтому не исключена вероятность пересмотра отдельных решений при разработке окончательного варианта системы севооборотов в тех случаях, когда они не обусловлены нормативными ограничениями. На этапе взаимоувязки системы севооборотов со структурой посевных площадей

целесообразно учитывать «коэффициенты» предшественников (относительное их влияние на последующие культуры) для обеспечения озимых надежными предшественниками.

Заключение. Таким образом, для разработки системы севооборотов и оптимальной структуры посевных площадей при освоении сельхозпредприятиями адаптивно-ландшафтной системы земледелия следует практиковать сочетание обязательных методов, основой для согласования которых служат особенности агроландшафта, решающим образом влияющие на выбор специализации. Последовательная нисходящая методология проектирования с уточнением принятых ранее решений при условии воспроизводства плодородия обеспечивает комплиментарность хозяйственных и природоохранных задач.

Литература.

1. Кирюшин В. И. Задачи научно-инновационного обеспечения земледелия России // Земледелие. 2018. №3. С. 3-7.

2. Лошаков В. Г.Севооборот и плодородие почвы. М.: Изд. ВНИИА, 2012. 512 с.

3. Методические указания по проведению комплексного мониторинга плодородия почв сельскохозяйственного назначения / под редакцией Л. М. Державина, Д. С. Булгакова. М.: ФГНУ «Росин-формагротех», 2003. 240 с.

4.Методика проектирования базовых элементов адаптивно-ландшафтных систем земледелия / Г. Н. Черкасов, Н. П. Масютенко, А. С. Акименко и др. М.: Рос-сельхозакадемия, 2010. 85 с.

5. Агроэкологическая оценка земель, проектирование АЛСЗ и агротехнологий: методическое руководство / под редакцией В. И. Кирюшина и А. Л. Иванова. М.: ФГНУ «Росинформагротех», 2005. 783 с.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

6. Новые схемы севооборотов и усовершенствованная структура посевных площадей для хозяйств зерно-свекло-скотоводческой специализации Центрального Черноземья / Г. Н. Черкасов, А. С. Акименко, В. И. Свиридов и др. Курск: ГНУ ВНИИЗ и ЗПЭ РАСХН, 2006. 36 с.

7. Акименко А. С. Методика использования ресурсов в земледелии на основе информационно-энергетического анализа / под редакцией В. М. Володина. Курск: Изд. ЮМЭКС, 2000. 76 с.

8. Лобков В. Т. Почвоутомление при выращивании полевых культур. М.: Колос, 1994. 112 с.

9. Акименко А. С. Программирование продуктивности севооборотов //Достижения науки и техники АПК. 2005. №1.С.9-11.

10. Влияние сахарной свеклы и кукурузы на продуктивность плодосменного севооборота/Н. А. Кириллов, А. И. Волков, Л. Н. Прохорова и др. // Сахарная свекла.

2014. № 6. С. 42-44.

11. Черкасов Г. Н., Акименко А. С. Основы модернизации севооборотов и формирования их систем в соответствии со специализацией хозяйств Центрального Черноземья //Земледелие. 2017. №4. С. 3-5.

12. Минакова О. А., Тамбовцева Л. В., Александрова Л. В. Динамика показателей продуктивности сахарной свеклы в 1996 - 2008 гг. при применении удобрений в стационарном опыте // Докучаевское наследие: итоги и перспективы развития научного земледелия в России: сборник. Каменная Степь: Истоки, 2012. С. 126-129.

13. Лазарев В. И., Золотарева И. А., Хижняков А. Н. Эффективность влияния отдельных видов минерапьныхудобрений и их сочетаний на продуктивность культур зернопропашного севооборота // Вестник Курской государственной сельскохозяйственной академии. 2014. № 3. С. 46-51.

14. Лазарев В. И. Динамика эффективного плодородия типичных черноземов в различных агроэкосистемах в условиях Курской области //Агрохимия. 1997. № 6. С. 5-9.

15.Ступаков А. Г., Дубич А. В. Система удобрения культур зерносвекловичного севооборота при бездефицитном балансе гумуса в почве в связи с симбиотическим азотом //Теория и практика использования агрохимических средств в современном земледелии Центрально-Черноземных областей России: сборник. Белгород: Кре-стьянскоедело, 2002. С. 173-183.

16. Соловиченко В. Д., Тютюнов С. И., Уваров Г. И. Воспроизводство плодородия почв и рост продуктивности сельскохозяйственных культур ЦентральноЧерноземного региона. Белгород: Отчий край, 2012. 255 с.

17. Турусов В. И. Научно-обоснованные севообороты - основа рационального использования почв и воспроизводства плодородия // Сб. Почвозащитное земледелие в России. Курск: Изд. ВНИИЗиЗПЭ,

2015. С. 6-12.

18. Дедов А. В., ПридворевН. И., Кузнецова Л. П. Воспроизводство плодородия черноземов в севообороте// Земледелие. 2013. №4. С. 5-7.

19. Лошаков В. Г., Иванов Ю. Д. Нормативно-технологические основы проектирования и оценки эффективности севооборотов в Центральном регионе Российской Федерации: учебно-методическое пособие. М.: Изд. МСХА, 2004. 58 с.

Methodology of Designing Crop Rotations and Optimal Structure of Sown Areas in Adaptive Landscape Agriculture (by the Example of the Central Chernozem Région)

A. S. Akimenko

СО (D S il (D Ь (D il S (D

<Л N

О ^

00

All-Russian Research Institute of Farming and Soil Protection from Erosion, ul. Karla Marksa, 70 b, Kursk, 305021, Russian Federation

Abstract. The aim of the research was to improve the quality of projects for the stable output of field husbandry products on the basis of an analysis of design methods at the previous development stages of agriculture systems and extensive experimental material, obtained in long-term stationary tests. The first obligatory requirement for the development of these projects is an analysis of agro-landscape conditions of particular agricultural enterprises. The expert examination of the enterprises ensures the reveal of probable variants of specialization by means of the common standard limitations concerning to the risk level of erosion and compliance of quality of arable plots with the crop requirements. This information together with the experimental data about the place and share of certain crops in crop rotations is used when making an ecological, economic and mathematical task in order to determine a basic variant of the optimal (corresponding to the specialization) structure of crop areas, and when considering the alternatives of the territorial arrangement of a crop rotation system. Expedient alternatives of a crop rotation schemes, depending on the latter, are estimated on the basis of information and energy analysis, which is based on the regularities of energy accumulation by crops in the connection with the water flow rate and loss of mineral nutrients. Phytomass accumulates 0.567 GJ of energy at the evaporation of 1 mm of water (10t/ha) by crops, provided with the necessary carrying out of elements of mineral nutrition (not less than 0.295 kg of nitrogen and 0.125 kg of phosphorus (in the form of P205), about 0.3 kg of potassium (in the form of K20). The amount of energy in marketable and side parts is numerically equal to the sum of carrying out of potassium and a half carrying out of nitrogen and phosphorus. At the same time, the prediction accuracy of crop yield and crop rotation productivity depends on observance of the law of return (it decreases temporally as it is not observed). In our stationary test, the excess of productivity of a crop rotation with an average level of fertilization (12t of manure and N37P37K37 per hectare) relatively to a low level (61 of manure per 1 hectare of crop rotation area) increased 1.7 times in the fifth rotation in comparison with the first one. The accuracy of prognostic calculation worsened against a poor background 2.0-3.3 times (towards overstating). That is why at the final stage of designing the prospect of soil fertility reproduction should be taken into account.

Keywords: crop rotation; crop area structure; designing; energy; nitrogen; humus.

00 Author Details: A. S. Akimenko, D. Sc. 5 (Agr.), leading research fellow (e-mail: vni-w [email protected]).

For citation: Akimenko A. S. Methodol-

01

Z ogy of Designing Crop Rotations and Opto timal Structure of Sown Areas in Adaptive ^ Landscape Agriculture (by the Example of cl the Central Chernozem Region). Zemle-® delije. 2018. No. 6. Pp. 11-14(inRuss.). DOI: S 10.24411/0044-3913-2018-10603.

Анатолий Иванович Петелько, родился 16 августа 1938 г. в городе Кременчуг Полтавской области, в семье рабочих.

В 1956 г окончил 10 классов и поступил учиться в ТУ № 10 города Луганска. После окончания училища работал фрезеровщиком на Луганском тепловозостроительном заводе. С 1957 по 1960 гг служил в рядах Советской Армии. Потом учился в Мичуринском сельскохозяйственном техникуме, который с отличием окончил в 1963 г Затем работал старшим агрономом, начальником межрайонного объединения «Сортсемовощ» в Тамбовской области.

Без отрыва от производства в 1966 г. закончил плодоовощной институт в городе Мичуринске.

С1968 г работает на Новосильской зональной агролесомелиоративной опытной станции им. A.C. Козменко, на которой прошел путь от инженера-гидромелиоратора до директора, а сейчас трудится в должности главного научного сотрудника.

В 1969-1973 гг. заочно обучался в аспирантуре Всесоюзного научно- исследовательского института агролесомелиорации в г. Волгограде. Позднее успешно защитил кандидатскую и докторскую диссертации.

В 60-70-е годы А.И. Петелько занимался развитием учения проф. A.C. Козменко об эрозионно-гидрологическом процессе, изучал формирование поверхностного стока и смыва почвы, выявлял эффективность отдельных способов и их сочетаний в защите почв от эрозии, разработал основные параметры систем защитных лесных насаждений, уточнил принципы их пространственного размещения. Этот этап исследований закончился составлением рекомендаций производству, одобренных и рекомен-

50 лет в науке

дованных к использованию вхозяйствах юга Нечерноземья.

В 80-90-е годы Анатолий Иванович плодотворно работал над проблемой управления эрозионно-гидрологическими процессами. Эти исследования позволили определить условия формирования поверхностного стока и параметры факторов, его вызывающих. Практическим результатом этих исследований стали оптимальные конструкции лесополос и способы их формирования.

В последние годы А.И. Петелько занимается совершенствованием зональных систем земледелия. Уже отработаны и рекомендованы сельскохозяйственному производству элементы адаптивно-ландшафтного систем, в частности их агролесомелиоративный блок.

Большое внимание Анатолий Иванович уделяет пропаганде научных достижений. Он постоянно выступает с докладами на областных, зональных и Российских научных конференциях, помогает предприятиям осваивать научные достижения.

Под руководством и при непосредственном участии А. И. Петелько в 12 районах Орловской области была проведена работа по внедрению про-тивоэрозионного комплекса, 12350 га залужено многолетними травами.

Анатолий Иванович автор 250 печатных работ, среди которых книги, монографии, брошюры, рекомендации, методическиеуказания идр.

За достижения в агролесомелиоративной науке и общественной деятельности А. И. Петелько награждён медалью ордена «За заслуги перед Отечеством» И-й степени, имеет звание «Ветеран труда», лауреат премии Правительства РФ в области науки и техники.

За многолетнюю и плодотворную работу Анатолий Иванович имеет поощрения и Почётные грамоты Орловского обкома КПСС и облисполкома, ЦК КПСС, Совета Министров СССП ВЦСПС и ЦК ВЛКСМ, Российской академии сельскохозяйственных наук, Всероссийского научно-исследовательского института агролесомелиорации, Орловской областной и Мценской районной администраций.

Сердечно поздравляем его с 80-летним юбилеем и желаем доброго здоровья на долгие годы, человеческого счастья, прекрасных мыслей, дальнейшихтворческихуспехов в работе на благо Отчизны и исполнения всехжеланий.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.