CC BY
64
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ЗЕМЛИ И СИСТЕМЫ ЗЕМЛЕДЕЛИЯ
УДК 631.58:631.95
Рациональная организация агроландшафтов - основа сохранения природных ресурсов и повышения продуктивности земель
М.И. ЛОПЫРЕВ, Е.В. НЕДИКОВА, доктора экономических наук В.Д. ПОСТОЛОВ, доктор сельскохозяйственных наук В.В. АДЕРИХИН, кандидат технических наук Воронежский государственный аграрный университет им. императора Петра E-mail: [email protected]
В статье приводится интерпретация ряда компонентов перспективных систем земледелия на ландшафтной основе с ориентацией на улучшение экологии землепользования. «Земледелие» и «ландшафт» представлены как единый организм, способный сдерживать ущерб от природных аномалий и деградацию черноземов. Методические предложения по организации новых систем земледелия основываются на многолетнем производственном опыте, показывающем высокую эффективность.
Ключевые слова: экология, устройство ландшафтов, устойчивость систем земледелия, эффективность.
Сегодня в Центрально-Черноземном регионе России гектар пашни ежегодно теряет 0,S-1,0 т гумуса. Сто лет назад основная часть земель региона содержала 7-10 % гумуса, при этом на значительной площади количество его достигало 10-13 %. Сейчас земель с таким высоким содержанием гумуса не осталось, резко уменьшилась площадь почв, содержащих 7-10 % гумуса, возросла площадь с содержанием гумуса 4-7 % и появились почвы с 2-4 % гумуса. В этих условиях рациональная организация агроландшафтов становится основой сохранения природных ресурсов, повышения продуктивности земель.
Исследования в этом приоритетном направлении ведутся многими научными учреждениями. Задача заключается в том, чтобы более полно использовать потенциал природных факторов с учетом экологических законов, приблизив функции агро-экосистем к функциям естественных (природных) экосистем. Другими словами, человек в своей деятельности должен имитировать природные процессы, подражать природе, «умеющей» создавать ландшафты с экологическим равновесием.
Состав и соотношение земельных угодий в агроландшафтах. Решение этой задачи заключается в повышении доли средостабилизиру-ющих угодий, т.е. увеличении площади, занятой лесными насаждениями, пастбищами, сенокосами, многолетними травами, водоемами. Следует обратить внимание на то, что с практической точки зрения соотношения угодий не могут выражаться жестко фиксированными цифрами, поскольку разным удельным весом пашни можно по-разному либо смягчать, либо обострять экологическую напряженность в экосистемах. Поэтому решение задачи правомерно представить в виде шкалы со «скользящим указателем» от худшего состояния агроландшафта к лучшему. Поднять или опустить планку на шкале можно в зависимости от многих факторов, в том числе и от экономических.
Нами предложены шкалы, которых можно придерживаться при проектировании устойчивых систем земледелия. Они составлены в соответствии с требованиями экологии, обобщением практики хозяйств России, где успешно сдерживается экологический кризис. Шкалы разрабо-
таны по следующим состояниям агроландшафтов: разрушающийся, неустойчивый, порогоустойчивый, ми-нимальноустойчивый, среднеустой-чивый, устойчивый, высокоустойчивый. По оптимальным шкалам рас-паханность в Воронежской области по типам ландшафтов колеблется от 15 до 65 % от общей территории.
В качестве примера мы приводим соотношение угодий порогоустойчи-вого состояния агроландшафтов при разном соотношении земельных угодий (табл.).
Культурные неорошаемые пастбища являются важным звеном в ландшафтном обустройстве территории. Они укрепляют кормовую базу животноводства, улучшают экологию ландшафта. Существующие балочные склоны в Центрально-Черноземной зоне, как правило, с очень бедным и сбитым травостоем, практически не дают значительного количества кормов для животных и не способны защитить почву от эрозионных процессов. Их следует выводить под облесение. Альтернативой им служат культурные неорошаемые пастбища, создаваемые на пашне.
Культурные неорошаемые пастбища создают по возможности вблизи животноводческих ферм или на дальних пахотных землях с летним лагерным содержанием животных. Для создания культурных неорошаемых пастбищ целесообразно использовать пашню, примыкающую к ов-ражно-балочным землям. Такие пастбища должны стать серьезным фактором для защиты почв от деградации и хорошим источником кормов. Размер пастбищной площади определяется с таким расчетом, чтобы нагрузка на 1 га пастбища составляла не более одной головы крупного скота.
Структура посевных площадей и севообороты. Направления совер- ы шенствования структуры посевных | площадей и севооборотов в совре- ^ менных условиях изложены в науч- Б ных публикациях. Здесь напомним | лишь основные аспекты: «
- дифференциация размещения Ц сельскохозяйственных культур в со- 2 ответствии с их агроэкологическими Н требованиями и средообразующим £
з
Шкала порогоустойчивого состояния агроландшафтов при разном соотношении земельных угодий, %
Агроландшафт
Пашня
Лесные угодья
Луга, травы, водоемы
Агроландшафт
Пашня
Лесные угодья
Луга, травы, водоемы
I тип - полевые с равнинным 65 17 18 типом местности
II тип - прибалочно-полевые с 57 21 22 поперечно-прямыми профилями
склонов
III тип - балочно-полевые с рассеивающими склонами (с разными экспозициями)
50
25
25
Склоны до 400 м
До 3° 62 До 3° 55
До 5° 52 До 5° 45
Более 6° - Более 6° -
Склоны более 400 м
До 3° 57 До 3° 50
До 5° 47 До 5° 40
Более 6° - Более 6° -
IV тип - балочно-полевые 43 2 9 28 V тип - балочно-полевые с 35 33 32
(собирающие водосборы) со совокупностью сложных склонов,
склонами разных экспозиций лощин, ложбин, оставляющих
единую гидрографическую сеть
«мятый рельеф»
Склоны до 400 м
До 3° 48 До 3° 40
До 5° 38 До 5° 30
Более 6° - Более 6° -
Склоны более 400 м
До 3° 43 До 3° 35
До 5° 33 До 5° 25
Более 6° - Более 6° -
влиянием;
- адаптивное размещение севооборотов на группировках экологически однородных участков на основе однотипных агрофаций;
- оптимизация доли многолетних трав в севооборотах для предотвращения эрозии почвы и стабилизации содержания гумуса;
- оптимизация доли чистых и занятых паров, в том числе с сидераль-ными культурами;
- введение пожнивных посевов;
- расширение посевов бобовых культур;
- размещение полевых севооборотов в рациональном соотношении с кормовыми севооборотами, культурными пастбищными угодьями;
- противоэрозионная организация территории;
- соответствие севооборотов уровням обеспеченности агрохимическими и другими ресурсами;
- максимально возможное содержание поверхности почвы под по? кровом растений или растительных 8 остатков.
ш Структура посевных площадей г определяется в пределах отдельных, е относительно обособленных, терри-I ториальных комплексов, т.е. ланд-§ шафтных экосистем-водосборов, где с; относительно автономно, в органи-§ ческой взаимосвязи функционируют т
4
питательный, водный и тепловой режимы, т.е. «свой» круговорот вещества и энергии.
Ландшафтный подход позволяет найти экологическую нишу той или иной культуре; подобрать близкие по агроэкологическим требованиям группы культур для определенного типа земель. Там, где площади земель тех или иных типов не позволяют разместить севооборот в пространстве, чередование культур осуществляется во времени.
Система севооборотов всегда очень разнообразна, что зависит от почвенных, климатических и других условий, а также от типов сельхозпредприятий и конъюнктуры рынка [1].
Лесистость территории. Лесная часть является основной составляющей агроландшафта. В Центральном Черноземье она должна занимать до 2S % от общей территории (по В.В. Докучаеву). В современной практике почвозащитного лесоразведения незаслуженно мало внимания уделяется ренатурации (самооблесению) на деградированных землях и оврагах. Опыт Воронежской области свидетельствует о перспективности этого способа экологизации земельных ресурсов. Для создания условий восстановления травянистой и лесной растительности и снижения ин-
тенсивности эрозионных процессов около оврагов и на балочных землях создаются участки прибалочных лесных полос и лесные куртины-семенники (клен американский, терн и т.д.). Это необходимое условие для самообсеменения разрушенных земель, где использование техники для посадки невозможно.
Облесенность пахотных земель. На пашне крутизной до ° проектируется система преимущественно прямолинейных полезащитных лесных полос, на более крутых пахотных склонах - стокорегулирующие лесные полосы. Следует иметь в виду, что лесные полосы, как правило, во-первых, служат направляющими линиями обработки; во-вторых, они по возможности совмещаются с границами агрофаций (рабочих участков). Поэтому лесные полосы и аг-рофации проектируются совместно, по направлению горизонталей с допустимыми отклонениями от них.
Прежние рекомендации по расстояниям между лесными полосами нуждаются в совершенствовании. Для условий Центрально-Черноземного региона заслуживают внимания исследования ученых ДЗНИИСХ [2]. Если принять во внимание реальную высоту деревьев (Н) в лесных полосах 10-12 м, то их защитное влияние распространяется на расстояние 2S0-
300 м. Следовательно, прежние рекомендации, ориентирующие на расстояние между лесными полосами до 500-600 м, устарели [3]. О необходимости пересмотра инструкций по лесным полосам много говорилось в научных публикациях в последнее десятилетие.
Кустарниковые кулисы. Имеются научные данные, свидетельствующие о том, что в выборе между высокоствольными древесными и кустарниковыми насаждениями на склонах предпочтение следует отдавать кустарникам [4] и стелющимся породам. Они способствуют биоразнообразию и активизации природных популяций энтомофагов, почвенных мезофиллов и орнитофауны, восстановлению плодородия почв. Расстояние между кулисами на склонах зависит от крутизны склонов и колеблется в пределах 50-100-150 м.
Экотоны представляют собой переходные зоны (полосы), а также рубежи между угодьями. К ним относятся опушки лесных полос, лесов, межи, обочины дорог, буферные и береговые полосы и т.д. Они увеличивают общую мозаичность структуры агроландшафтов, повышают эффективность принципа экологического разнообразия, выполняют роль биогеохимического барьера, способствуют улучшению среды, создают убежище и пути миграции для многих видов животных. Экотоны маркируют резкие градиенты экологических условий в природе. В связи с изменениями абиотической среды в них изменяется число видов и плотность популяции по сравнению с граничащими сообществами, т.е. здесь наблюдается эффект опушки (краевой эффект), благодаря которому многие отдельно стоящие биоценозы содержат больше различных видов животных и растений, чем крупные массивные насаждения.
Особо следует сказать о создании экотонов на опушечных землях лесных полос луговин из многолетних трав при лесных полосах шириной, равной полуторной высоте деревьев (1,5Н), которые целесообразны и по хозяйственным соображениям, поскольку на примыкающей к лесной полосе пашне из-за затенения урожайность снижается.
Гидротехнические сооружения являются важным компонентом эко-лого-ландшафтной системы земледелия. В зависимости от целевого назначения они подразделяются на во-дозадерживающие (валы, дамбы-перемычки, пруды) и водонаправля-
ющие (водоотводящие валы и канавы, распылители стока, водосбросные сооружения).
Опыт экспериментальной работы Воронежского госагроуниверситета свидетельствует, что целесообразна мозаичность водоемов в агроланд-шафте. Для балочно-полевого водосбора оптимальным можно считать регулирование прудами до IS-20 % среднемноголетнего объема стока весеннего половодья. Количество прудов и их размещение по территории определяются конкретными морфологическими характеристиками гидрографической сети.
Для земледелия в ландшафте лучше иметь несколько мелких водоемов, чем один большой пруд. Такой подход в большей мере способствует улучшению микроклимата территории, повышению роли водоемов в борьбе с эрозией. Сокращается расстояние от водных источников до хозяйственных потребителей, создаются более благоприятные условия для повсеместного расселения диких животных, птиц. Малые пруды чаще создаются в верхних звеньях первичной гидрографической сети.
Гидротехнические сооружения, препятствующие образованию оврагов, разнообразны. Опыт строительства их в базовых сельскохозяйственных предприятиях Воронежской области показал высокую экологическую эффективность плотин-перемычек (дамб-перемычек) по сравнению с традиционными земляными валами [S].
Энтомологическая саморегуляция в ландшафтных системах земледелия. Исследования свидетельствуют о возможности создания таких агробиоценозов, при которых массовое размножение вредных насекомых сокращается. Проведенные в 1999-2001 гг. профессором Воронежского государственного педагогического университета А.И. Лахидо-вым исследования на территории СХА «Дружба» Кантемировского района Воронежской области показали, что пораженность посевов сельскохозяйственных культур здесь была ниже, чем посевов соседних хозяйств в открытой степи [6]. Такой вывод стал следствием внедрения эколого-ландшафтной системы земледелия. Благотворное влияние на биологическую саморегуляцию оказали конструктивные особенности построения и использования агро-ландшафтов.
Большую роль в защите растений выполняет орнитофауна [7], благо-
приятные условия для жизнедеятельности которой создаются при эколо-го-ландшафтном земледелии.
Территориальные особенности конструирования агроландшафтов. Одним из ключевых принципов конструирования агроландшафтов является дифференциация использования земель, в связи с чем территория делится на экологически однородные участки. Такие участки представляют собой элементарные ареалы агроландшафтов, формируемые на элементах мезорельефа, ограниченные элементарной почвенной структурой при одинаковых геологических и микроклиматических условиях [8].
Таким образом, при формировании агроландшафтов решаются две задачи: адаптивное возделывание сельскохозяйственных культур и ус-тройство(конструирование)агроландшафтов, включающее традиционное землеустройство [9]. Перечень требований при устройстве агролан-дшафтов известен. Мы предлагаем дополнительно проектировать следующие компоненты и элементы:
- элементарные ареалы агролан-дшафтов;
- агроландшафтные рабочие участки (агрофации);
- энтомологические микрозаказники для опыления сельскохозяйственных культур;
- экотоны на смежествах земельных угодий;
- «островные» участки - луговины, образующиеся при обработке по горизонталям на стыках лесных полос и границ;
- кормовые поля для диких животных и птиц;
- зеленые древесные зонты для сельскохозяйственных животных на пастбищах;
- байрачные леса на оврагах;
- пасечные стоянки на севооборотных массивах и угодьях;
- дамбы-перемычки и прудки на вершинах оврагов;
- местообитания фауны в агролан-дшафтных экосистемах.
Проектирование агроландшафтов выполняется в два приема: вначале формируются участки по почвенно-климатическим факторам - базовые ш классы, которые показываются на | картограммах элементарных ареалов £ агроландшафтов. Затем на основе | картограмм и детального учета гео- ^ морфологических и производствен- 2 ных требований формируются «пер- ¡5, вичные агроландшафтные единицы» р (ландшафтные экологически одно- 2
S
Эколого-экономическая эффективность компонентов системы земледелия в засушливом 2010 г. в СХП «Дружба» Кантемировского района Воронежской области
родные участки), а также поля дифференцированных (адаптивных севооборотов). Методика устройства (конструирования) агроландшафтов более полно изложена в учебно-методическом пособии «Устройство агроландшафтов для устойчивого земледелия» [10].
Эколого-экономическая эффективность компонентов агроланд-шафта и систем земледелия должна быть заменена интегральной эко-лого-экономической оценкой, учитывающей не только первичный (производственный), но и вторичный (экологический) эффект сельскохозяйственной деятельности.
В СХП «Дружба» Кантемировского района Воронежской области, где создана ландшафтная основа для сбалансированной системы земледелия, Воронежский агроуниверси-тет 30 лет проводит эксперимент на площади 10 тыс. га (рис.). В крестьянском хозяйстве Богданова (см. 3 стр. обложки), которое в настоящее время является составной частью СХП «Дружба», ущерб от засухи снижен, эрозия остановлена, овраги покрыты лесной растительностью, меньше применяются пестициды, содержание гумуса увеличилось с ^ 4,S до S,S %, появились бобры, ка-g баны, косули, количество птиц уве-n личилось. В 2008 г. урожайность зерновых здесь составила S0 ц/га (по z Воронежской области - 32 ц/га); в | 2009 г. она была на 40 % выше, чем § в других предприятиях Кантемиров-5 ского района, хотя по плодородию по-| чвы хозяйство находятся на 26 мес-а> те в районе. Особенно ярко прояв-
T
ляется эффективность эксперимента в засушливые годы. Так, в 2010 г. у Богданова вся площадь озимых культур сохранилась (по области она составила от 30 до 70 %). Урожайность зерновых достигла 32,S ц/га (по Кантемировскому району и области - соответственно 11 и 17 ц/га), подсолнечника - 20 ц/га (по области - 9 ц/га).
Положительный опыт внедрения адаптивно-ландшафтных систем земледелия есть в Белгородской, Ростовской, Курской, Орловской, Владимирской областях, в Чувашии и других регионах России.
Рациональная организация агро-ландшафтов должна стать важнейшим звеном аграрной политики на всех уровнях.
Литература
1. Дедов A.B. Основные приемы повышения плодородия черноземов/вестник Воронежского государственного аграрного университета, 2012. - № I. - С. 12-15.
2. Волков В.П., Полуэктов Е.В., Бала-хонский M.A. Земледелие на среднем Дону/РАСХН; ГНУ ДЗНИИСХ. - Новочеркасск: НГМА, 2004. - 187 с.
3. Варламов A.A. Организация территории сельскохозяйственных землевладений и землепользования на эколого-ландшафтной основе. - М., 1993. - 114 с.
4. Натальчук М.Ф., Ольгаренко В.И., Сурин В.А. Эксплуатация гидромелиоративных систем. - М.: Колос, 1995. -320 с.
5. Семенов О.П., Хруцкий С.Д. Продольные профили верхних звеньев эрозионной сети и закономерности их фор-
мирования/XV пленнарное меж-вуз. ко-орд. совещ. по пробл. эрозионных, русловых и устьевых процессов. - Волгоград, 2000.
6. Лахидов А.И. Роль животного мира в саморегуляции агроэкосистем/Проек-тирование и внедрение экологоландшаф-тных систем земледелия в сельскохозяйственных предприятиях Воронежской области. - Воронеж, 1999. - 186 с.
7. Тишлер В. Сельскохозяйственная экология. - М.: Колос, 1971. - 456 с.
8. Кирюшин В.И. Экологические основы земледелия. - М.: Колос, 1996. -367 с.
9. Лопырев М.И., Постолов В.Д., Не-дикова Е.В., Чечин Д.И. Конструирование экологически устойчивых агроланд-шафтов - новый этап в развитии землеустройства и земледелия//Землеустрой-ство, кадастр и мониторинг земель, 2008. - № 3. - С. 20-25.
10. Устройство агроландшафтов для устойчивого земледелия. - Воронежский государственный аграрный университет им. императора Петра I, 2012.
Статья поступила в редакцию 05.03.2014
Rational organization of agricultural landscapes -the basis of conservation of natural resources and increase of land productivity
M.I. Lopyrev, E.V. Nedikova, V.D. Postolov, V.V. Aderikhin
In the article presents the interpretation of a number of components of perspective agriculture systems on the landscape basis with a focus on improving the ecology of land use. «Agriculture» and «landscape» are presented as a single organism, able to contain the damage caused by natural disturbances and degradation of black soil. Methodological proposals for the organization of new farming systems are based on years of production experience, featuring high efficiency. Keywords: ecology, device landscapes, sustainability of agriculture systems, efficiency.
