CC BY
27
УДК 631.452 (470.621) ББК 40.3 (2Рос.Ады) М 22
Мамсиров Н.И.
Доктор сельскохозяйственных наук, главный научный сотрудник отдела земледелия Адыгейского научно-исследовательского института сельского хозяйства РАСН, зав. кафедрой технологии производства сельскохозяйственной продукции факультета аграрных технологий Майкопского государственного технологического университета, Майкоп, e-mail: [email protected]
Оценка природно-ресурсного потенциала агроландшафтов и производства растениеводческой продукции в предгорной зоне Республики Адыгея
(Рецензирована)
Аннотация. Приводятся результаты исследования по изучению и комплексной оценке экологического состояния агроландшафтов предгорной зоны Республики Адыгея. В ходе исследования выявлена степень проявления деградационных процессов почв с применением ГИС-технологий как инструмента для обоснования и разработки мер по повышению устойчивости и продуктивности агроландшафтов. Проведена агроэкологиче-ская оценка земельных угодий и сельскохозяйственных культур по основным их потребностям к условиям произрастания, создана оптимальная структура посевных площадей и составлены различные типы севооборотов для хозяйств предгорной зоны республики.
Ключевые слова: природно-ресурсный потенциал, адаптивно-ландшафтная система земледелия, агро-ландшафты, рельеф, типы почв, плодородие почвы, бонитировка почв, структура посевных площадей, севооборот, сельскохозяйственные культуры, урожайность.
Mamsirov N.I.
Doctor of Agriculture, Chief Researcher of the Department of Soil Management, the Adyghe Research Institute of Agricultural Industry of Russian Academy of Agricultural Sciences, Head of Department of the Production Technology of Agricultural Products at Faculty of Agrarian Technologies, Maikop State University of Technology, Maikop, e-mail: [email protected]
Assessment of natural resource potential of agrolandscapes and crop production in a foothill zone of the Republic of Adyghea
Abstract. This work discusses the results of a research on studying and complex assessment of an ecological condition of agrolandscapes in a foothill zone of the Republic of Adyghea. Extent of manifestation of the degradation processes of soils was found during the research with the use of GIS-technologies as tool for justification and development of measures to increase stability and efficiency of agrolandscapes. Agroecological assessment of land grounds and crops on their basic needs to growth conditions is carried out, the optimum structure of sown areas is created and various types of crop rotations for farms of a foothill zone of the republic are made.
Keywords: natural resource potential, adaptive and landscape system of agriculture, agro-landscapes, relief, types of soils, fertility of the soil, valuation of soils, structure of sown areas, crop rotation, crops, productivity.
Введение
Максимально возможные при общественной востребованности размеры посевных площадей всех без исключения полевых сельскохозяйственных растений определяются двумя главными факторами: 1) соответствием условий в агроландшафтах биологическим требованиям культурных растений; 2) пределами оптимального и допустимого насыщения севооборотов этими растениями. При разработке проектов адаптивно-ландшафтных систем земледелия для различных сельхозпредприятий севооборотный фактор учитывается после анализа реалий агроландшафта [1].
Интенсивное земледелие ведется во всех природно-хозяйственных территориальных комплексах (ПХТК) за исключением низкогорного лесного ПХТК (до 1000 м над ур.м.), среднегорного лесного ПХТК (менее 2000 м над ур.м.) и высокогорного (более 2000 м над ур.м.) лугового района, в котором не наблюдается (в сравнении со среднемноголетними данными) избыточное увлажнение и переход среднесуточной температуры выше 10°С [1, 2].
Кроме природных ограничений (соответствия условий) существуют экологические запреты на возделывание культур, установленные с учетом их средообразующей роли. У всех сельскохозяйственных культур пропашного типа, например, низкая почвозащитная способность. В этой связи расположение их на склоновых землях является первопричиной усиления
и распространения водной эрозии. Максимально допустимый параметр крутизны склона при возделывания пропашных культур ограничивается уровнем 3° [2].
Изучение проблемы использования природно-ресурсного потенциала Республики Адыгея дает возможность определения влияния природных и социально-экономических факторов на формирование форм ведения сельского хозяйства, которые имеют при этом определенную специализацию, а также уровень интенсификации и эффективности сельскохозяйственного производства. Ключевым этапом в этом случае является анализ и оценка существующей агроландшафтной структуры конкретного региона, системы землепользования, структуры посевных площадей хозяйств, применяемых агротехнических мероприятий при производстве продукции растениеводства, различных мелиоративных почвозащитных мер по предотвращению или снижению деградационных процессов почв и динамики продуктивности возделываемых полевых культур. Подобные комплексные исследования являются необходимыми элементами при оценке ресурсов, путем установления возможности природного потенциала территории и его использования для обоснования различных видов мелиоративных работ и разработке мер по охране земель и их эффективному использованию с учетом поддержания экологического равновесия [3-5].
Материал и методы исследований
Исследования проводились в 2017 году в отделе земледелия ФГБНУ «Адыгейский НИИСХ». Объектом исследования являются природно-хозяйственные территориальные комплексы предгорной зоны Республики Адыгея. Теоретико-методологическую основу исследования составляют общенаучные методы: аналитический, экономико-статистический и системный. Методология исследования основывается на системе общих географических принципов и системном подходе.
Результаты исследований и их обсуждение
По характеру рельефа Республика Адыгея делится на три части: горная (от поселка Ка-менномостский до южных границ республики); предгорная (от широты Ханская - Кужор-ская-Натырбово до Скалистого хребта (до Каменномостского)); равнинная (от реки Кубани до широты Ханская - Кужорская-Натырбово).
В результате таких особенностей различия в характере рельефа естественно влияют на условия стока влаги, степень увлажнения, обусловливают эрозионные процессы. Вертикальная зональность региона, крутизна склоновых земель, наличие мелкоконтурных участков предопределяют затрудненность механизации земледелия. Агроклиматические ресурсы в сочетании с почвенно-литолого-геоморфологическими особенностями территории обусловливают возможности возделывания тех или иных культур в составе определенных типов севооборотов. С дифференциацией систем земледелия в разных типах ландшафтов связаны различия в уровнях урожайности сельскохозяйственных культур, размеры производственных затрат, а следовательно, и показатели себестоимости, эффективности производства растениеводческой продукции [3].
По мнению В.Г. Крючкова [6], ландшафтная среда обусловливает многие особенности территориальной организации сельского хозяйства. С агроэкологическими свойствами разных типов земель связаны возможности их использования под пашни, многолетние насаждения, природные кормовые угодья (сенокосы и пастбища), культурные луга.
Ландшафты Адыгеи, имеющие значение в сельскохозяйственном производстве, расположены в основном на равнинной, предгорной и низкогорной территории республики. Исследования в данной работе посвящены именно предгорной зоне. По природным условиям она совершено отлична от двух других зон. Рельеф ее разнообразный и сложный, сильно рассечен балками и ущельями. Юго-восточная часть территории поднимается до 800 м над ур.м., а высшие точки (вершины) - до 2808-3253 м [3].
Почвенные характеристики и динамика их изменения оказывает существенное влияние на образ жизни растений, на обеспечение их водой, воздухом и элементами питания. Особенности строения почв и особенности пахотного слоя являются самым важным фак-
тором плодородия. Соответственно мы можем превратить потенциальное плодородие в эффективное.
В зависимости от гранулометрического состава почвы различается и продуктивность возделываемых культур. В предгорной зоне располагаются почвы тяжелого гранулометрического состава (глинистые и тяжелосуглинистые), которые очень хорошо подходят для выращивания таких культур, как: пшеница, ячмень, подсолнечник, горох, сахарная свекла [1, 5].
Чтобы растение нормально росло и развивалось, необходим определенный уровень плотности почвы, для различных культур он будет неодинаковым. Оптимальный объем массы пахотного слоя в период роста культур составляет 1,15-1,3 г/см3. В предгорной зоне Республики Адыгея на агроландшафтах в пахотном слое черноземов объемная масса почвы не превышает 1,3 г/см3. Если объемная масса выше, то урожай сельскохозяйственных культур снижается. Более рыхлые почвы необходимы для сахарной свеклы, более плотные - для колосовых культур.
Отрицательные свойства черноземов обусловлены тяжелым механическим составом и большим содержанием глины и ила. В этом случае наблюдается поверхностное размещение корневых систем, которое является следствием высокой плотности почвы и ее переувлажнения в начальный период роста растений. Именно поэтому в предгорной части Республики Адыгея, характеризующейся значительным количеством осадков, при орошении высокая плотность почв в меньшей степени влияет на снижение урожая.
При изучении почв предгорной зоны установлено, что типы почв, такие, как: черноземы выщелоченные сверхмощные, черноземы выщелоченные слитые, луговые и луговато-черноземные, аллювиально-луговые, серые лесные и лесостепные, темно-серые лесные, -являются наиболее распространенными. Для более высокой производительности агрланд-шафта необходимо использовать под него выщелоченные черноземы и слитые черноземы с характерной плотностью и низкой водопроницаемостью и содержанием гумуса не более 6% в пахотном горизонте (табл. 1).
Таблица 1
Содержание гумуса в различных типах почв предгорной зоны Республики Адыгея, 2017 г.
Градация содержания гумуса в почве, % Тип почвы Район
1,5-3,0 Серые лесные и лесостепные аллювиально-луговые Майкопский
3,1-4,0 Черноземы выщелоченные слабогумусные, темно-серые лесные и лесостепные, луговато-черноземные и лугово-черноземные ал-лювиально-луговые Гиагинский, Коше-хабльский, Майкопский, г. Майкоп
4,1-5,5 Черноземы выщелоченные малогумусные, черноземы выщелоченные уплотненные, черноземы выщелоченные слитые, лугово-черноземные выщелоченные слитые Гиагинский, Коше-хабльский, Майкопский, г. Майкоп
Обобщающим способом оценки земель (агроэкологической и кадастровой) является бонитировка. Это количественное сравнение их производительности при определенном уровне интенсивности земледелия. Количественным оценочным показателем служит балл бонитета, отражающий отношение ее плодородия к плодородию лучшей из распространенных пахотных почв. Основой для расчета баллов бонитета по отдельным сельскохозяйственным культурам служат почвенно-экологические индексы, разработанные в почвенном институте им. В.В. Докучаева [7].
В качестве основы оценки бонитета почв республики использованы свойства и природные признаки самих почв, которые коррелируют с урожайностью сельскохозяйственных культур, учитывая почвенно-климатические и экономические условия.
За 100 баллов оценки принимались: содержание в пахотном слое гумуса - 7%; фракции физической глины - 63%; мощность гумусового горизонта - 135 см; запасы гумуса в гумусовом слое почвы - 600 т/га. На основе анализа почвенного плодородия наиболее распростра-
ненных типов почв рассчитан уточненный совокупный почвенный балл (табл. 2).
Таблица 2
Совокупный балл бонитета почв предгорной зоны Республики Адыгея, 2017 г.
Наименование типов почв Уточненный совокупный почвенный балл
1. Черноземы выщелоченные 70
2. Черноземы слитые 45
3. Лугово-черноземные 56
4. Луговато-черноземные 58
5. Луговые и аллювиально-луговые 44
6. Серые лесные и лесостепные 43
7. Темно-серые лесные и лесостепные 40
В зависимости от уровня благоприятности факторов экологического мониторинга определены показатели в следующем порядке: бонитировка почв; энергоемкость почв (почвообрабатывающие орудия) - 134 балла (средняя); отдаленность полей от хозяйственного центра - 5,9 км (пониженная); контурность полей - 93 балла (средняя); коэффициент рельефа -
1.0 балл (очень высокий); коэффициент каменистости - 1,0 балл (очень высокий); индекс технологических свойств - 1,18 балла (повышенный).
Баллы бонитировки сельскохозяйственных культур по Республике Адыгея составляют: пшеница озимая - 84, кукуруза на зерно - 79, подсолнечник - 74, свекла сахарная - 67 баллов. За 100 балов принята урожайность: пшеница озимая - 4,4 т/га; кукуруза на зерно -
4.1 т/га; подсолнечник - 2,4 т/га; свекла сахарная - 30,2 т/га. В пределах предгорной зоны для агроландшафтов Майкопского района совокупный балл бонитета почв пашни составил 41-80, г. Майкоп - 41-70, Гиагинский район - 51-80, Кошехабльский район - 61-80 баллов. Средний почвенный балл предгорной зоны Республики Адыгея составил 62.
Что касается климата, предгорная зона Республики Адыгея находится в умеренном климатическом поясе и характеризуется умеренно-континентальным климатом. По тепло-обеспеченности район является жарким. Продолжительность безморозного периода составляет в среднем 196 дней. Зима умеренно-мягкая с неустойчивым снежным покровом. Переход температуры воздуха через 5°С весной (возобновление вегетации растений) отмечается в третьей декаде марта, а через 10°С (начало активной вегетации всех сельскохозяйственных культур) - во второй декаде апреля. Периоды с температурой, выше указанных пределов, достигают соответственно 47-200 дней (рис. 1).
-20--,-,-,-,-,-,-,-,-,-,-,-,-,-,-,-,-,-,-,-,-,-,-,-,-,-,-,-,-,-,-,-,-,-,-,-,-----_—,-
1 2 5 4 5 6 7 а 9 10 11 12 13 14 15 16 17 1В 13 20 21 22 23 24 25 26 27 23 29 30 31 32 33 34 35 36 37 ЗВ 39 40 41 42 43
Номер недели в году
Рис. 1. График температур предгорной зоны Республики Адыгея, 2017 г.
По количеству выпадающих осадков территория относится к району с умеренным увлажнением. Район хорошо увлажнен, коэффициент увлажнения составляет 0,40-0,60, и за год выпадает 650-800 мм осадков (рис. 2). Большее количество осадков выпадает в холод-
ный период, что при низкой испаряемости в этот период нередко приводит к избыточному переувлажнению почв к началу полевых работ.
Рис. 2. График выпадения осадков в предгорной зоне Республики Адыгея в 2017 г.
За период вегетации на территории предгорной зоны выпадает 417 мм осадков, испаряемость за указанный период колеблется от 427-500 мм. Разница в данном случае между ними небольшая, что указывает на достаточное увлажнение в период вегетации растений.
В целом, агроландшафты предгорной зоны хорошо увлажнены и обеспечены теплом, что способствует нормальному росту и развитию основных возделываемых сельскохозяйственных культур. Однако во время вегетационного периода необходимо предпринимать меры по предотвращению иссушения почвы.
Общеизвестно, что без дополнительных вложений научно обоснованные севообороты обеспечивают высокопродуктивное использование пашни и повышение индекса ее использования. Это достигается также благодаря оптимальному набору сельскохозяйственных культур и их чередованию, при котором создаются условия для эффективного применения минеральных удобрений, блока защиты растений (средства борьбы с сорняками, болезнями и вредителями), внедрения энерго- и ресурсосберегающих агротехнологий. Обеспечение возможности для оптимального размещения сельскохозяйственных культур и обоснованно высокого удельного веса наиболее продуктивных из них является одним из главных принципов при разработке севооборотов. При этом должны учитываться: влияние насыщения севооборотов отдельными культурами или их группами на баланс органического вещества почвы; возможность компенсации дефицита гумуса за счет имеющихся органических удобрений; целесообразность использования побочной продукции и сидеральных культур (сидератов) на эти цели; почвозащитное действие культур севооборота [1, 8].
Структура посевных площадей должна обеспечивать высокопродуктивное использование пахотных земель при оптимальном сочетании экологических и экономических целей, быть органически увязанной с системой севооборотов, создавая условия для наиболее полной реализации положительного эффекта от чередования культур [9].
Принципиальным вопросом разработки структуры посевных площадей в хозяйствах является взаимосвязь с основными требованиями по организации севооборотов, которая должна обеспечивать соблюдение установленных оптимальных сроков возврата культур на прежнее место и размещения их после рекомендованных предшественников. Несоблюдение данных общеизвестных принципов является основной причиной срыва намеченного чередования сельскохозяйственных культур в севообороте [1, 5, 8, 9].
В предгорной зоне Республики Адыгея большая их часть отводится под зерновые колосовые культуры, такие, как: пшеница озимая, ячмень озимый, кукуруза на зерно - при довольно большой доле технических и пропашных культур. Схемы рекомендуемых севооборотов для хозяйств предгорной зоны примерно следующие:
а) 1-2) многолетние травы (люцерна или клевер), 3) пшеница озимая, 4) ячмень озимый, 5) подсолнечник, 6) пшеница озимая, 7) кукуруза на зерно или силос, 8) пшеница озимая, 9)
свекла сахарная, 10) пшеница озимая, 11) свекла сахарная, кукуруза на зерно, 12) пшеница озимая с подсевом люцерны;
б) 1-2) люцерна, 3-4) пшеница озимая, 5) свекла сахарная, 6) пшеница озимая, 7) ячмень озимый с подсевом люцерны;
в) 1-2) клевер, 3) пшеница озимая, 4) ячмень озимый, 5) табак, 6) пшеница озимая, 7) кукуруза (на зерно или силос), 8) кукуруза на силос или горох, 9) пшеница озимая;
г) 1-2) люцерна, 3) пшеница озимая, 4) картофель, 5) подсолнечник, 6) пшеница озимая, 7) табак, 8) пшеница озимая с подсевом люцерны (в условиях южной предгорной зоны).
Примерные схемы севооборотов вполне пригодны для взаимоувязки с предельно минимальной долей пропашных культур. Это утверждение основывается на следующем: 4,35,8% сахарной свеклы относительно всей площади пашни - это уже (как минимум) более 10% относительно пашни свеклопригодной, то есть одно поле в 10-11-польном севообороте при наличии также одного поля подсолнечника, отказ от которого в пользу второго поля сахарной свеклы нецелесообразен с организационно-экономических позиций. Совершенствование схем севооборотов должно вестись в направлении соответствия количества полей кратности возврата культур.
Выводы
Для агроландшафтов предгорной зоны Республики Адыгея принимается во внимание дифференцированная система обработки почв с учетом почвенно-климатического потенциала и интенсивности деградационных процессов.
Выщелоченные черноземы в пахотном слое имеют массу почвы, обычно не превышающую 1,3 г/см3. Из этого следует, что пахотный слой в естественном сложении имеет оптимальное строение и, если не переуплотнять, не нуждается в рыхлении на всю глубину. Достаточно поверхностно обработать почвы с учетом того, что сорняки были уничтожены химическими средствами. На выщелоченных уплотненных и слитых малогумусных сверхмощных, лугово-черноземных, включая каменистые, равновесная объемная масса в пахотном слое превышает 1,3 г/см3.
Проведенная агроэкологическая оценка земельных угодий и сельскохозяйственных культур по их требованиям к условиям произрастания позволила создать оптимальную структуру посевных площадей и составить наиболее приемлемые типы севооборотов для хозяйств предгорной зоны Республики Адыгея.
Примечания:
1. Мамсиров Н.И. Оптимизация системы обработки почв как фактор повышения их плодородия и продуктивности пропашных культур: монография. Майкоп: Магарин О.Г., 2015. 287 с.
2. Черкасов Г.Н. Адаптивно-ландшафтные системы земледелия - основа рационального использования природных и антропогенных ресурсов // Системы интенсификации земледелия как основа инновационной модернизации аграрного производства: сборник. Суздаль, 2016. С. 16-22.
3. Теучеж Ф.Д. Использование земель и типология сельского хозяйства: на примере Республики Адыгея: автореф. дис. ... канд. геогр. наук. Краснодар, 2004. 24 с.
4. Абаев А.А., Мамиев Д.М. Адаптивно-ландшафтные системы земледелия для предгорной и горной зон РСО-Алания // Вестник Владикавказского научного центра. 2017. Т. 17, № 2. С. 57-63.
5. Карчагина Л.П., Тугуз Р.К., Мамсиров Н.И. Агро-экологический потенциал ландшафтов предгорной зоны Республики Адыгея // Новые технологии. 2016. № 1. С. 99-105.
6. Крючков В.Г. Актуальные проблемы территори-
References:
1. Mamsirov N.I. Mamsirov N.I. Optimization of soil treatment system as a factor in increasing the fertility and productivity of cultivated crops: a monograph. Maikop: Magarin O.G., 2015. 287 pp.
2. Cherkasov G.N. Adaptive landscape systems of agriculture as basis of the rational use of natural and anthropogenic resources // Systems of intensification of agriculture as a basis of innovative modernization of agricultural production: a collection of works. Suzdal, 2016. P. 16-22.
3. Teuchezh F.D. The use of lands and typology of agriculture: based on the Republic of Adyghea: diss. abstract for the cand. of geography degree. Krasnodar, 2004. 24 pp.
4. Abaev A.A., Mamiev D.M. Adaptive landscape systems of agriculture for the foothill and mountain areas of North Ossetia-Alania // Bulletin of Vladikavkaz Scientific Center. 2017. Vol. 17, No. 2. P. 57-63.
5. Karchagina L.P., Tuguz R.K., Mamsirov N.I. Agro-ecological potential of landscapes of the foothill zone of the Republic of Adyghea // New Technologies. 2016. No. 1. P. 99-105.
6. Kryuchkov V.G. Actual problems of territorial organi-
альной организации хозяйства в сельских местностях // География. Программа «Университеты России» / ред. кол.: А.Н. Тихонов, В. А. Садовничий [и др.]. М., 1993. 300 с.
7. Карманов И.И. Методика и технология почвенно-экологической оценки почв для сельскохозяйственных культур. М.: Изд-во ВАСХНИЛ, 1990. 114 с.
8. Научно-обоснованные севообороты - залог высоких урожаев и сохранения плодородия почвы /
A.С. Найденов, В.А. Масливец, Н.И. Бардак,
B.В. Терещенко // Труды Кубанского государственного аграрного университета. 2012. № 36.
C. 138-140.
9. Девтерова Н.И., Мамсиров Н.И Сохранение плодородия почв в Адыгее // Земледелие. 2015. № 1. С. 22-24.
zation of economy in rural areas // Geography. "The Universities of Russia" program / ed. by A.N. Tik-honov, V.A. Sadovnichy [et al.]. M., 1993. 300 pp.
7. Karmanov I.I. Methodology and technology of soil-ecological assessment of soils for agricultural crops. M.: VASKhNIL Publishing House, 1990. 114 pp.
8. Scientifically grounded crop rotations he guarantee of high yields and conservation of soil fertility / А.S. Naydenov, V.A. Maslivets, N.I. Bardak, V.V. Te-reshchenko // Proceedings of the Kuban State Agrarian University. 2012. No. 36. P. 138-140.
9. Devterova N.I., Mamsirov N.I. Preservation of soil fertility in Adyghea // Agriculture. 2015. No. 1. P. 22-24.
