CC BY
53
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ЗЕМЛИ И СИСТЕМЫ ЗЕМЛЕДЕЛИЯ
УДК SSI .4:631.95:831.58: 633.2:631.452
Проблемы земледелия и управления агроландшафтами
И.А. ТРОФИМОВ, доктор географических наук В.М. КОСОЛАПОВ, член-корреспондент РАСХН Л.С. ТРОФИМОВА, кандидат сельскохозяйственных наук Е.П. ЯКОВЛЕВА Всероссийский НИИ кормов имени В.Р. Вильямса E-mail: [email protected]
Результаты агроландшафтно-эколо-гического районирования южных регионов России показали, что для обеспечения устойчивости агроландшафтов и сохранения плодородия почв необходимо совершенствовать инфраструктуру агро-ландшафтов, видовой состав культур и структуру использования пашни за счет сокращения площадей чистых паров и пропашных культур, увеличения доли многолетних трав.
Ключевые слова: агроландшафт, инфраструктура, устойчивость, структура посевных площадей, плодородие почв, рациональное природопользование.
Обладая половиной мировых запасов черноземов и пятой частью запасов пресной воды, Россия так и не вошла в число передовых аграрных стран, не достигла среднемирового уровня урожайности и продолжает нещадно эксплуатировать при-родно-экологические ресурсы, не сохраняя леса и почвенный покров от деградации [1].
Характер современного экономического развития сельского хозяйства делает его разбалансирован-ным, неустойчивым и ведет к разрушению производственной основы и главного средства производства -земли. Более 2/3 сельскохозяйственных угодий мира являются эро-зионно опасными, 1/3 - эродированными. Эрозия сопровождается процессом дегумификации почв, снижением почвенного плодородия, истощением, деградацией и разрушением агроэкосистем и агроландшафтов. Поддержание урожайности сельско-
хозяйственных культур требует все более и более значительных средств и материальных ресурсов.
Существенную роль в усилении эрозионных процессов играет интенсификация сельскохозяйственного производства с ориентацией на пропашные монокультуры и чистые пары, оголяющие почву, ослабляющие почвозащитные и противоэро-зионные свойства агроэкосистем. Так в Кукурузном поясе США, в самом плодородном его районе (юг штата Айова) за 100 лет потеряна половина плодородного пахотного слоя почвы. Слой плодородного чернозема на северо-востоке Китая, где интенсивно возделываются кукуруза, рис, пшеница, за S0 лет сократился в два раза (с 1 м до менее 0^ м) и продолжает сокращаться со скоростью 0,3-1,0 см в год. По обобщенным данным, в черноземах России за 100 лет запасы гумуса на пашне в пахотном слое 0-30 см уменьшились в лесостепной зоне до 90 т/га (0,7-0,9 т/га в год), в степи - S0-70 т/га (0^-0,7 т/га в год). За этот период потеряно до 30^0 % гумуса [2^].
Сегодня главным направлением модернизации отечественного земледелия становится создание экологически сбалансированных агролан-дшафтов, придающих устойчивость агросистемам и способствующих сохранению плодородия [6-10].
В сельском хозяйстве человек как нигде тесно взаимодействует и сотрудничает с природой. Вклад природных факторов в формирование продуктивности агроэкосистем достигает 60^ %. Засухи, заморозки, наводнения и другие негативные природные процессы могут привести к значительным колебаниям продуктивности сельскохозяйственных культур и полной потере урожая. Поэтому сельское хозяйство должно быть основано на органическом взаимодействии, гармонии с природой, знании и использовании ее законов.
Антропогенно-природную геоэко-
систему агроландшафта, которая развивается на основе биологических и экологических законов, необходимо воспринимать и рационально использовать как целостный организм. Бессмысленно пытаться сохранить ее по частям, ведь отличительным признаком экологии и рационального природопользования являются их системность и целостность.
Однолетние зерновые культуры, которые доминируют в структуре посевных площадей, составляют основу питания человека, но ослабляют агроландшафты и разрушают почву. Еще более разрушительное воздействие оказывают чистые пары. Многолетние же травяные экосисемы являются основой восстановления плодородия и защитой агроландшафтов от воздействия негативных процессов. Лучшие почвы мира - черноземы - образовались под многолетней степной растительностью.
Непременным условием создания эффективного и устойчивого сельского хозяйства является сбалансированное соотношение продуктивных и протективных экосистем (зерновых культур и многолетних трав, пашни, луга и леса) в агроэкосистемах и аг-роландшафтах. Оно помогает обеспечить стабильность сельскохозяйственного производства, смягчить влияние засух, остановить разрушения почвы от эрозии и дефляции, повысить плодородие почв, оптимизировать продуктивность сельскохозяйственных угодий и улучшить окружающую среду [11-14].
Для оценки состояния экосистем и адаптивной интенсификации сельского хозяйства в нашем институте проведено агроландшафтно-эколо-гическое районирование природных кормовых угодий по природно-эко-номическим районам Российской Федерации.
Объектами исследования были природные кормовые угодья и агро- ш ландшафты южных регионов России | - Центрального Черноземья, Север- § ного Кавказа, Поволжья. Природные | кормовые угодья занимают здесь Ш значительные площади и играют 2 важную роль не только в кормопро- 2 изводстве, но и в рациональном при- р родопользовании. Выполняя важней- 2
шие продукционные и средостаби-лизирующие функции в агроланд-шафтах, они способствуют сохранению и накоплению органического вещества в биосфере. Кроме того, кормовые экосистемы выполняют природоохранные функции и оказывают значительное влияние на экологическое состояние земельных угодий регионов.
Районирование выполнено на основе разработанной ВНИИ кормов методики [IS, 16].
В результате его выявлено:
- кризисное состояние агроланд-шафтов, деградация сельскохозяйственных земель, развитие негативных процессов эрозии, дегумифика-ции, опустынивания и др.;
- неустойчивость сельскохозяйственного производства, колебания урожайности экосистем;
- несбалансированность продуктивных и защитных экосистем в нарушенной инфраструктуре агролан-дшафтов, структуре посевных площадей и севооборотов.
Из всех всех видов сельскохозяйственных угодий на изучаемой территории наибольшую эрозионную опасность представляет пашня, где полностью уничтожен защищающий почву от водной и ветровой эрозии естественный растительный покров. Почва разрыхлена, изменены ее структура, водно-физические свойства. Из общей площади пашни, под которую как правило отведены лучшие земли, 35-40 % являются эрозионно опасными и 20-25 % -дефляционно опасными. Из них около 20 % земель уже эродировано, дефлировано, подвержено совместному воздействию водной и ветровой эрозии.
За последние 20-25 лет в структуре посевных площадей южных регионов резко (в 3-5 раз, или до 2023 %) увеличились площади, занятые подсолнечником. Это в два-три раза превышает фитосанитарную норму биологического земледелия и приводит к резкому ухудшению фи-тосанитарной обстановки. Доля многолетних бобовых и злаковых трав сократилась в 7-8 раз, с 17-19 до 22,5 %, что в 10-12 раз ниже нормы ? биологического земледелия. В таких ® условиях темпы снижения содержания гумуса и разрушения комкова-z той и зернистой структуры чернозе-ф мов на пахотных землях многократ-е; но возрастают. Значительную долю Et (до 18-20 % от площади пашни) за-е; нимают чистые пары.
§ Во многих регионах юга России т
благоприятные для почвообразования условия создаются всего на 23 % посевных площадей, на 97-98 % идет минерализация гумуса и систематическое существенное снижение плодородия.
По влиянию на процессы минерализации гумуса и почвообразования полевые культуры существенно различаются. Наибольшие среднегодовые потери гумуса наблюдаются под чистым паром и пропашными (1,S-2,S т/га), средние - под зерновыми и однолетними травами (0,4-1,0 т/га). Под основными почвообразователя-ми - многолетними травами - сокращения запасов гумуса не происходит или отмечается его увеличение на 0,3-0,6 т/га [17-21].
В результате несбалансированной структуры посевных площадей общая потеря гумуса почв многократно превышает его накопление. Угнетение почвообразования на значительных площадях неизбежно ведет к снижению продуктивности агроэко-систем, ухудшению фитосанитарной обстановки. Соответственно возрастают затраты на производство сельскохозяйственной продукции.
В этих условиях приоритетами земледелия становятся:
- переход к управлению агро-ландшафтами для обеспечения сбалансированности, устойчивости сельского хозяйства и рационального природопользования;
- увеличение доли средостабили-зирующих компонентов агроланд-шафтов (протективных травяных экосистем - пастбищ, сенокосов, а также лесов) до 1S-20 % за счет прекращения распашки эрозионно опасных склонов;
- совершенствование видового состава культур и структуры использования пашни, в первую очередь за счет сокращения площадей чистых паров и пропашных культур, увеличения доли многолетних трав.
Многолетние травы создают и поддерживают комковатую или зернистую структуру почвы, при которой улучшаются водный и воздушный режимы почвы. Вода легче проникает в почву и лучше сохраняется в ней. Многолетние травы необходимы для восстановления почвенной структуры, которая неизбежно разрушается при возделывании только одних однолетних культур при высоких нагрузках на агроэкосистемы техники и химических средств.
В научно обоснованных системах земледелия кормовые культуры, в первую очередь многолетние травы,
являются основным источником углерода и азота для пополнения запасов гумуса, а также основным фактором защиты почв от эрозии. В рациональной структуре посевных площадей многолетние травы и бобовые культуры должны занимать не менее 20-2S %, а содержание чистых паров и пропашных культур быть минимальным. Площади последних должны определяться наличием ресурсов для воспроизводства гумуса и вынесенных из почвы питательных веществ.
Заложенные В.В. Докучаевым лан-дшафтно-экологические принципы хозяйственной деятельности получают развитие в современной методологии конструирования агроланд-шафтов и адаптивно-ландшафтного земледелия. Моделями созданных агроландшафтов являются Докучаев-ский агроландшафтный комплекс в Каменной степи (Воронежский НИ-ИСХ имени В. В. Докучаева), который охватывает все сельскохозяйственные, лесные, водные и другие угодья и существует около 120 лет, а также агроландшафтные комплексы: Алтайский (Алтайский НИИСХ, ОПХ им. В.В. Докучаева), Волгоградский (ВНИАЛМИ), Донской (Донской НИИСХ, Ростовская область), Красноярский (Красноярский НИИСХ), Курский многолетний стационар (ВНИИ земледелия и защиты почв от эрозии), Саратовский (НИИСХ Юго-Востока), Сибирский (Сибирский НИИ земледелия и химизации), Ставропольский (Ставропольский НИИСХ). Ульяновский (Ульяновский НИИСХ), Хакасский (Хакасский НИИ АПК), Челябинский (Челябинский НИИСХ).
Продуктивность и устойчивость сельского хозяйства - это производные всей системы агроландшафта, его инфраструктуры (соотношения пашни, луга, леса), оптимальной структуры посевных площадей, севооборотов, достаточной доли многолетних трав, антропогенных нагрузок на экосистемы. Соблюдение требований рационального природопользования, охраны окружающей среды и оптимизации управления агролан-дшафтами становится одним из основных условий повышения продуктивного долголетия агроэкосистем, сельскохозяйственных земель и эффективности сельскохозяйственного производства.
Литература
I. Иванов А.Л. Научное земледелие России: итоги и перспективы//3емледе-
лие, 2014. - № 3. - С. 25-29.
2. Добровольский Г.В. Деградация почв - угроза глобального экологического кризиса//Век глобализации, 2008. -№ 2. - С. 54-65.
3. Назаренко В.И. Мировые экологические проблемы. - М.: ВНИИТЭИагроп-ром, 1991. - 138 с.
4. Государственный (национальный) доклад о состоянии и использовании земель Российской Федерации. - М.: Рос-комзем, 1993. - 95 с.
5. Доклад о состоянии и использовании земель сельскохозяйственного назначения. - М.: Росинформагротех, 2011. -148 с.
6. Иванов А.Л. Приоритеты и основные направления развития земледелия //Земледелие, 2007. - № 3. - С. 2-4.
7. Иванов А.Л. Глобальное изменение климата и его влияние на сельское хозяйство России//3емледелие, 2009. -№ 1. - С. 3-5.
8. Агроэкологическая оценка земель, проектирование адаптиво-ландшафтных систем земледелия и агротехнологий. Под ред. Кирюшина В.И. и Иванова А.Л. -М.: Росинформагротех, 2005. - 784 с.
9. Каштанов А.Н. Земледелие. Избранные труды. - М.: Россельхозакаде-мия, 2008. - 685 с.
10. Кирюшин В.И. Экологические основы земледелия. - М.: Колос, 1996. -367 с.
11. Косолапов В.М., Трофимов И.А., Трофимова Л.С., Яковлева Е.П. Средооб-разование и кормопроизводство//Адап-тивное кормопроизводство. - 2012. -№3. - С. 16-19. [Электронный ресурс], ГНУ ВИК Россельхозакадемии, http:// www.adaptagro.ru.
12. Трофимов И.А., Трофимова Л.С., Яковлева Е.П. Повышение продуктивности и устойчивости сельскохозяйственных земель России//3ерновое хозяйство России, 2011.- № 4. - С. 46-56.
13. Косолапов В.М., Трофимов И.А., Трофимова Л.С. Кормопроизводству -сбалансированное развитие//АПК: Экономика, управление, 2013. - №7. - С. 15-23.
14. Косолапов В.М., Трофимов И.А., Трофимова Л.С., Яковлева Е.П. Кормопроизводство - важный фактор роста продуктивности и устойчивости земле-делия//3емледелие, 2012. - №4. - С. 20-22.
15. Агроландшафтно-экологическое районирование и адаптивная интенсификация кормопроизводства Центрального экономического района Российской Федерации/А.С. Шпаков, И.А. Трофимов, А.А. Кутузова, Т.М. Лебедева, Е.П. Яковлева, Л.С. Трофимова, Д.М. Тебердиев, А.А. Зотов, К.Н. Привалова, В.А. Кулаков, А.В. Родионова, Е.Е. Проворная, Н.В. Жез-мер, А.В. Седов, Д.Н. Лебедев, Е.В. Клименко, Н.И. Георгиади, О.А. Гетьман, Н.И. Исаенков, Н.В. Панферов, П.И. Комахин,
В.П. Ян, Л.В. Ян. - М.: Росинформагротех, 2005. - 396 с.
16. Агроландшафтно-экологическое районирование и адаптивная интенсификация кормопроизводства Поволжья. Теория и практика. Под ред. В. М. Косо-лапова, И. А. Трофимова. - Москва-Киров: Дом печати «Вятка», 2009. - 751 с.
17. Концепция сохранения и повышения плодородия почвы на основе био-логизации полевого кормопроизводства по природно-экономическим районам России. - М.: Информагротех, 1999. -108 с.
18. Трофимов И.А., Трофимова Л.С., Яковлева Е.П. Управление агроландшаф-тами для повышения продуктивности и устойчивости сельскохозяйственных земель России//Адаптивное кормопроизводство, 2011.- № 3. - С. 4-15. [Электронный ресурс], ГНУ ВИК Россельхозакадемии, http://www.adaptagro.ru.
19. Трофимов И.А., Трофимова Л.С., Яковлева Е.П. Кормопроизводство в развитии сельского хозяйства России//Адап-тивное кормопроизводство, 2011.- №1.
- С. 4-8. [Электронный ресурс], ГНУ ВИК Россельхозакадемии, http://www.adapt-agro.ru.
20. Трофимова Л.С., Кулаков В.А. Управление травяными экосистемами из многолетних трав//Вестник Российской академии сельскохозяйственных наук, 2012. - № 4. - С. 67-69.
21. Косолапов В. М., Трофимов И. А., Трофимова Л.С., Яковлева Е.П. Средооб-разование и кормопроизводство//Адап-тивное кормопроизводство, 2012. - № 3.
- С. 16-19. [Электронный ресурс], ГНУ ВИК Россельхозакадемии, http://www. adaptagro.ru.
Problems of agriculture and management of agricultural landscapes
I.A. Trofimov, V.M. Kosolapov, L.S. Trofimova, E.P. Yakovleva
The results of agrolandscape-ecological zoning of the southern regions of Russia have shown that for the sustainability of agricultural landscapes and soil fertility preservation is necessary to improve the infrastructure of agricultural landscapes, species composition of the cultures and structure use of arable land due to the decline of the fallow and cultivated crops, increasing the proportion of perennial grasses.
Keywords: agricultural landscapes, infrastructure, stability, structure of sown areas, soil fertility, environmental management.
УДК SS1.4:SS1.S82:631.4
Почвенно-
агроэкологическое
районирование
территории
Кабардино-
Балкарии -
основа
адаптивно-
ландшафтных
систем
земледелия
М.М. ЧОЧАЕВ
Кабардино-Балкарский НИИ сельского хозяйства E-mail: [email protected]
На основе анализа почвенно-клима-тических условий агроландшафтов выявлены территории природно-климатических зон и ландшафтных поясов КБР и их соответствие сельскохозяйственной деятельности.
Ключевые слова: природные ландшафтные пояса, агроландшафты, природно-климатическая зона, структура почвенного покрова, ветровая эрозия, сумма активных температур, гидротермический коэффициент.
Создание систем земледелия и агротехнологии нового поколения, сохранение и воспроизводство почвенного плодородия, обеспечение эффективного использования при-родно-ресурсного потенциала не могут быть решены без разработки адаптивно-ландшафтных систем земледелия (АЛСЗ). Основой АЛСЗ является почвенно-агроэкологическое районирование на базе ландшафт-но-экологического анализа территории, агроэкологической оценки почв, типизации и классификации земель. Оно позволяет выявить территориальные различия в пригодности земель для сельскохозяйственного про- ы изводства [I]. |
При движении с северо-востока на ь юго-запад республики климат меня- ja ется от континентального жаркого в З равнинной части до холодного - в 2 высокогорной. В этом же направле- z нии изменяется амплитуда абсолют- 2 ных температур воздуха. На равнине н она составляет 7S °С, а в высокого- I
S
