CC BY
19
УДК 631.58.001:631.15.002.6
Разработка системы информационно-технологического обеспечения адаптивно-ландшафтного земледелия
ме. Интеграция их деятельности с введением дополнительных функций в те или иные областные и федеральные органы и организации обеспечивается научно-организационным руководством губернатора области Е.С. Савченко.
Чрезвычайно важно, что к инновационной деятельности подключаются крупные сельскохозяйственные предприятия.
Литература
1. Савченко Е.С. О биологизации земледелия в Белгородской области. Стенограмма выступления на областной научно-практической конференции 15 апреля 2011 г. - Сайт губернатора Белгородской области.
2. Кирюшин В.И., Ганжара Н.Ф., Кау-ричев И.С., Орлов Д.С., Титлянова A.A., Фокин А.Д. Концепция оптимизации режима органического вещества почв в аг-роландшафтах.- М.: Изд. МСХА, 1993.
3. Савченко Е.С. Отчет губернатора Белгородской области о результатах деятельности в 2011 году. - Сайт губернатора Белгородской области.
4. Агроэкологическая оценка земель, проектирование адаптивно-ландшафтных систем земледелия и агротехноло-гий. Методическое руководство. Под ред. Кирюшина В.И., Иванова А.Л. - М.: Ро-синформагротех, 2005.
Статъя поступила в редакцию 22.10.2012
About agriculture modernization and biologization model
« in Belgorod region
©
V.I. Kiryushin
z
„ Economic, social and ecological reforms | of agriculture in Belgorod region are <!> presented.
a> Keywords: modernization, land use,
5 agriculture, agrotechnologies.
v
m
T
Г.Н. ЧЕРКАСОВ, член корреспондент РАСХН М.Ю. ДЕГТЕВА, кандидат биологических наук
Всероссийский НИИ земледелия и защиты почв от эрозии E-mail: [email protected]
Дан анализ деятельности научно-исследовательских учреждений в области разработки методик проектирования систем земледелия на ландшафтной основе.
Ключевые слова: системы земледелия, электронные карты, информационные базы данных.
Разработка проектов адаптивно-ландшафтных систем земледелия невозможна без соответствующего информационно-технологического обеспечения, предполагающего создание нормативно-справочных баз данных и соответствующих программ для автоматизированного проектирования АЛСЗ с применением ГИС-тех-нологий. Соответствующая нормативно-справочная база, содержащая информацию разнообразного характера (картографического, почвенно-климатического, агроэкологического и т.д.), должна быть сформирована для каждого региона.
Основой картографического геоинформационного обеспечения адаптивно-ландшафтного земледелия служат электронные (оцифрованные) карты (тематические слои рельефа, почвы, микроклимата, структуры землепользования, гидрографической сети, транспортной сети, производственной инфраструктуры, населенных пунктов), на основе которых формируются тематические слои крутизны и экспозиции склонов, создаются карты внутрихозяйственного варьирования суммы активных температур, условий увлажнения и проблемных агроклиматических ситуаций. В результате совместного наложения создается карта агроэко-логических типов земель, агроэколо-
гической группировки элементарных почвенных структур.
Карта агроэкологической типизации земель является основой для уточнения структуры землепользования, нарезки полей и рабочих участков, обновления природоохранной инфраструктуры хозяйства (системы лесополос и дифференцированных режимов землепользования), транспортной сети временного пользования и производственной инфраструктуры хозяйства.
При совмещении карты рабочих участков с базой данных по участкам формируются тематические карты агроэкологического состояния почв и земель (содержания доступных форм питательных элементов, кислотности, осолонцевания, эродиро-ванности, засоренности и т.п.). На их основе, при планировании хозяйственной деятельности, формируются агротехнологические карты и картосхемы мелиоративного улучшения, и, при необходимости, уточняется нарезка рабочих участков и режимы их текущего использования. Для особенно сложных или важных в хозяйственном отношении участков формируются более детальные картосхемы, отражающие внутри-польное варьирование основных факторов земледелия и плодородия почв.
Результаты этой работы представляются в виде комплекса электронных карт мезо- и микрорельефа, крутизны и экспозиции склонов, микроклимата, уровня грунтовых вод, их минерализации и состава, почвооб-разующих и подстилающих пород, содержания гумуса в почве, обеспеченности подвижными формами элементов минерального питания растений и микроэлементами, значения рН и физических свойств почвы, загрязнения тяжелыми металлами, радионуклидами и другими токсикантами, эродированности почв, подверженности другим видам физической деградации (оползней, селей и др.), пе-
реувлажнения и заболоченности почв, в том числе вторичного гид-роморфизма, подтопления, засоленности и солонцеватости почв, растительного покрова естественных кормовых угодий; природных лесов и лесных насаждений, фитосанитарно-го состояния посевов.
Количество электронных тематических карт-слоев зависит от сложности ландшафтно-экологических условий и уровня интенсификации производства.
Всероссийским НИИ земледелия и защиты почв от эрозии проведена общая агроэкологическая оценка земель Курской области, а также двух хозяйств (КФХ «Рассвет» Конышев-ского и СПК «Русь» Советского районов) по ресурсам плодородия почвы, тепла и влагообеспеченности. Выделены агроландшафтные районы, агроэкологические группы и типы земель. Осуществлена проти-воэрозионная организация территории этих хозяйств)2на расчетной инженерно-гидрологической основе, а именно, оптимизация и трансформация земельных угодий, научно обоснованное выделение рабочих участков, размещение линейных рубежей.
Разработаны структура посевных площадей и севообороты, которые позволяют определять целесообразность допустимых временных корректировок чередования культур в связи с колебаниями погоды и конъюнктуры рынка, а также оптимизировать планы освоения вводимых севооборотов. Результаты апробации показали ее практическую пригодность.
Учеными института предложена принципиальная схема построения систем обработки почвы в севооборотах и автоматизированная программа для выбора оптимального способа основной обработки под отдельные культуры, исходя из условий, сложившихся на каждом конкретном земельном участке.
Разработан алгоритм выбора аг-ротехнологий возделывания сельскохозяйственных культур (экстенсивные, базовые, интенсивные), учитывающий наличие соответствующего уровня материальных, денежных и трудовых ресурсов. Создана автоматизированная программа, позволяющая в удобном режиме выбирать технологии возделывания озимых и яровых культур в Центральном Чер-
ноземье, наиболее эффективно использовать природный потенциал, экономить расход горючего и снижать затраты труда.
Систематизированы нормативные материалы по ЦЧР для разработки системы удобрений. Система удобрения разрабатывается для каждого рабочего участка на полную ротацию планируемого севооборота, с использованием результатов прогноза баланса питательных веществ, который просчитывается в севообороте, реализуемом на конкретном рабочем участке. По результатам такого баланса определяется потребность в мелиорантах, свежем органическом веществе и минеральных удобрениях, применение которых позволит обеспечить планируемую продуктивность культур и целесообразную емкость круговорота веществ в севообороте. Этим самым уже на стадии проектирования задается возможная направленность и интенсивность динамики основных показателей плодородия почв.
Проведена дифференциация территории Курской области по приоритетности осуществления конкретных мероприятий с использованием агрохимических средств. Разработана модель (алгоритм и информационно-справочная система), позволяющая в автоматизированном режиме проводить оценку экологического состояния агроландшафтов и определять степень соответствия применяемых систем земледелия сложившимся условиям в соответствии с принципами и требованиями ландшафтного земледелия. Оцениваются такие критерии, как соотношение сельскохозяйственных угодий, рас-паханность, расчлененность рельефа, наличие угодий средостабилизирую-щего значения, степень подверженности пашни водной эрозии, наличие ветровой эрозии. Апробация справочной системы проводилась на фактическом материале, полученном в ОНО «Панинское» и СХП «1-е Мая».
Разработанная ИСС для условий ЦЧР позволит определить степень экологической сбалансированности агроландшафтов любого сельскохозяйственного предприятия, выявить наиболее несбалансированные элементы применяемых в хозяйствах систем земледелия, провести их совершенствование и на этой основе повысить эффективность сельскохозяйственного производства.
Учеными института разработана модель с программным обеспечением для прогнозирования дождевой эрозии пахотных земель, модель смыва почвы при весеннем снеготаянии, позволяющие выбирать и осуществлять противоэрозионные мероприятия на пахотных землях.
Таким образом, в институте создан ряд программ для автоматизированного проектирования базовых элементов адаптивно-ландшафтных систем земледелия: оптимизации структуры посевных площадей; выбора оптимального способа основной обработки почвы под отдельные культуры; выбора технологий возделывания озимых и яровых культур в Центральном Черноземье; формирования системы машин; оценки экологического состояния агроланд-шафтов и определения степени соответствия применяемых систем земледелия сложившимся условиям агроландшафтов.
В настоящее время в результате проведенных исследований НИИ Отделения земледелия разработаны методики проектирования и проекты базовых элементов и адаптивно-ландшафтных систем земледелия для хозяйств Курской, Белгородской, Воронежской, Владимирской, Рязанской, Ивановской, Ленинградской, Ульяновской, Волгоградской, Ростовской, Челябинской, Курганской, Новосибирской, Омской областей, Красноярского края, Северного Кавказа. Кроме того, ряд институтов, в том числе ВНИИЗиЗПЭ, РГАУ МСХА им. К.А. Тимирязева, Почвенный институт им. В.В. Докучаева, Белгородский, Воронежский, Рязанский, Нижне-Волжский, Курганский и Челябинский НИИСХ, СибНИИЗХиМ имеют хорошую нормативную базу и разработки по информационно-технологическому обеспечению проектирования адаптивно-ландшафтных систем земледелия.
Однако в целом имеющиеся алгоритмы и модели автоматизированного проектирования не обеспечивают широкомасштабного их освоения и использования. Следует также Ы отметить, что имеются серьезные ж проблемы с проектированием и ос- л воением адаптивно-ландшафтных л систем земледелия в целом. С од- ы ной стороны, практически ликвиди- 2 рованы землеустроительные службы 1 в регионах, которые в последние ^ р лет не вели разработку проектов 2
ЕпиёОдТааТёа да!ёё.р65 7 23.12.2012, 17:23
УДК 633.1:631.153.004.45
Автоматизированные программы выбора технологии возделывания зерновых культур в ЦЧР
внутрихозяйственного землеустройства, а занимались, в основном, межеванием земель. С другой стороны, в большинстве регионов еще нет методик проектирования адаптивно-ландшафтных систем земледелия. А отсутствие проектов землеустройства - это и отсутствие регламента использования земель.
В связи с этим, первоочередной задачей НИУ является разработка методик проектирования систем земледелия на ландшафтной основе, а широкомасштабное освоение их возможно в двух направлениях:
- разработка и освоение адаптивно-ландшафтных систем земледелия НИУ в базовых хозяйствах региона, чтобы показать эффективность этих систем, заинтересовать сельхозтоваропроизводителей;
- принятие на государственном уровне закона об охране почв и разработка регламента использования земель с целью предотвращения деградации почв, чтобы каждый землевладелец и землепользователь имел проект внутрихозяйственного землеустройства. А для этого нужны объективная кадастровая оценка земель, критерии и показатели оценки качества почв и земель, мониторинг и механизм поощрительных или штрафных санкций за изменение качества почв.
Статья поступила в редакцию 02.10.2012
Elaboration of informative-technological system for adaptive-landscape
n agriculture
©
OJ
^ G.N. Cherkasov, M.Yu. Degteva z
g, Analysis of scientific-research institution
| activity for agriculture projecting on
® landscape basis is shown in article.
a; Keywords: agriculture systems,
5 electronic maps, information databases. n I 8
A.B. ГОСТЕВ
Всероссийский НИИ земледелия и защиты почв от эрозии E-mail: [email protected]
Разработаны регистры технологий и компьютерные программы, позволяющие принимать научно обоснованное решение при выборе типа технологий возделывания зерновых культур в Центрально-Черноземном регионе.
Ключевые слова: зерновые культуры, регистр, технологии, центральночерноземный регион.
Технологии производства растениеводческой продукции постоянно меняются и совершенствуются, становятся более интенсивными и дифференцированными. Разработка таких технологий должна осуществляться в соответствии с агроэколо-гическими требованиями применительно к конкретным агроландшаф-там, определенному уровню интенсификации (производственно-ресурсному потенциалу товаропроизводителя), различным формам организации труда в расчете на запланированные урожайность и качество продукции [I].
По фактору интенсивности академиком РАСХН В.И. Кирюшиным [2] предложены четыре типа технологий:
1 - экстенсивного типа, ориентированные на использование естественного плодородия почвы, без удобрений и других химических средств или с очень ограниченным их применением;
2 - нормального (базового) типа, направленные на использование более SO % биологического потенциала сорта и уровень урожайности зерна 2,S-3,O т/га [3] при использовании минимальных или оптимальных доз удобрений и химических средств защиты растений, тесно увязанных с экономическими порогами вредоносности сорняков, болезней и вредителей;
3 - интенсивного типа, характеризующиеся комплексностью применения факторов интенсификации,
рациональных норм удобрений по результатам растительной диагностики, мощной химической защиты растений. Такие технологии предполагают возделывание интенсивных сортов и создание условий для более полной реализации их биологического потенциала [4];
4 - высокого типа, представляющие собой комплекс мероприятий, направленных на получение наивысшей урожайности высококачественного зерна с компенсацией выноса питательных веществ продукцией, окупающей финансовые, энергетические и трудовые затраты с использованием новейшей базы высокоинтенсивных сортов, комплексной защиты растений от вредителей, болезней, сорняков, применения удобрений, обеспечивающих реализацию более 85 % потенциала сорта с урожайностью выше 6,0 т/га [3]. В данных технологиях контроль за проведением агротехнических приемов выполняется на основе ГИС-про-грамм с точной привязкой элементов ландшафта и использованием приемников спутниковой навигации.
На сегодня в земледелии преобладают базовые (нормальные) технологии, которые без средств химизации трансформируются в экстенсивные, а при максимально целесообразном количестве этих средств - в интенсивные технологии [5]. Применение же высоких технологий ограничено отсутствием достаточного количества материальных ресурсов в большинстве хозяйств.
Выбор оптимального типа технологии - сложная задача, решение которой зависит от массы природных и антропогенных факторов и определяется, в основном, состоянием природных и наличием материальных ресурсов.
Для решения данной задачи сотрудниками лаборатории систем земледелия нашего института подготовлены:
- регистр малоэнергоемких технологий возделывания озимых культур для условий Центрально-Чернозем-
