WWW.PDF.KNIGI-X.RU
БЕСПЛАТНАЯ  ИНТЕРНЕТ  БИБЛИОТЕКА - Разные материалы
 

Pages:   || 2 | 3 |

«ОТЧЕТ О НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКОЙ РАБОТЕ по теме: Разработка и практическая реализация биологизированных систем земледелия, обеспечивающих существенное снижение энерго- и ресурсозатрат и ...»

-- [ Страница 1 ] --

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Ф ЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ

УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

ОРЛОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

УДК 631.45

№ госрегистрации

Инв. №

УТВЕРЖДАЮ

Проректор по научной работе, профессор ____________ В.С.Буяров «___» ________ ______ г.

ОТЧЕТ

О НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКОЙ РАБОТЕ

по теме:

Разработка и практическая реализация биологизированных систем земледелия, обеспечивающих существенное снижение энерго- и ресурсозатрат и экологостабилизирующий эффект в агроэкосистемах (заключительный) Руководители темы, академик РАСХН ___________Н.В.Парахин ОРЕЛ - 2013

СПИСОК ИСПОЛНИТЕЛЕЙ

Исполнители темы:

академик РАСХН, профессор Н.В. Парахин доктор с-х наук, профессор В.Т. Лобков доктор с-х наук, профессор В.И. Зотиков доктор с-х наук, доцент С.Н. Петрова доктор с-х наук В.М. Казьмин кандидат с-х наук М.Ф. Цой кандидат с-х наук Ю.А.Бобкова

РЕФЕРАТ

Отчет 255 с., рисунков 11, таблиц 44, источников 105, приложения на 35 стр.

Биологическое земледелие, адаптивно-ландшафтный подход, дифференцированное использование земли, почвоутомление, минимальная обработка, альтернативные способы воспроизводства плодородия, РМВ, автоматизированное построение систем земледелия.



Объектом исследования являются биологизированные системы земледелия на основе эффективного управления продукционными процессами в земледелии.

Цель работы – оптимизация состояния агроландшафтных систем на основе разработки биологизированных технологий управления продукционными, средообразующими и природоохранительными функциями агроландшафтов.

Изложена теоретико-методологическая база исследований. Проведен анализ достижений научных школ в мировой агрономической науке, который показал, что биологизация является одной из доминирующих тенденций в современном мировом земледелии. Уточнен категорийно-понятийный аппарат. Разработана классификация биологических факторов и способы их интенсификации.

Впервые обоснована приоритетность почвенно-биологического фактора в земледелии; роль биоразнообразия в агроэкосистемах как фактора оптимизации биологической активности почвы; разработаны научные основы экологической сбалансированности растениеводства за счет рационального использования средовосстанавливающей способности растений; определены основные направления биологизации применительно к различным почвенно-климатическим и хозяйственным условиям;

разработаны новые методы диагностики состояния почвенной среды;

предложена дифференциация использования способов интенсификации биологических факторов с учетом эколого-ландшафтного аспекта;

обосновано эколого-стабилизирующее значение кормовых культур в растениеводстве; исследованы агроэкологические аспекты явления почвоутомления; разработана методика оптимизации севооборотов по фактору почвоутомления; разработана и нашла практическое применение методика определения оптимальной доли многолетних трав на пашне;

обоснованы оптимизация агрофитоценозов, структура севооборотов на основе биологических особенностей сельскохозяйственных культур с целью стабилизации и повышения эффективности растениеводства; разработано положение о вспомогательном характере использования химических средств борьбы с вредоносными объектами в фитоценозах и приоритетности фитоценологического фактора, проведен анализ практического опыта использования элементов биологизации земледелия.





Содержание Введение

Цель и задачи исследований

1. Экспериментально- теоретическая база исследований

2.Теоретические основы управления плодородием почв на основе интенсификации биологических факторов в системах земледелия................ 11

3. Эколого-ландшафтный аспект в биологизированных системах земледелия

3.1. Оценка биоклиматического потенциала природно-экономических зон Орловской области

3.2. Деградация почв в результате эрозии

3.3. Радиологическое состояние сельскохозяйственного производства...... 44

3.4. Агрохимическая оценка почв

3.5. Обеспеченность растений основными элементами питания.................. 59

4. Предотвращение почвоутомления на основе оптимизации севооборотного фактора

5. Система воспроизводства плодородия почвы на основе повышения экологической емкости агроэкосистем и оптимизации биологической активности почвы

6. Использование почвоулучшающего действия кормовых и промежуточных культур

7. Новые способы утилизации стоков промышленных и животноводческих предприятий в сочетании с рациональными приемами использования местных материалов

8. Сортосмена и сортовое разнообразие как биологический фактор в растениеводстве

9. Эколого-экономическое обоснование применения приемов сберегающего земледелия

10. Хозяйственно-биологическая оценка взаимодействия генотипов высокоэнергетических культур с различными группами полезной ризосферной микрофлоры и их роль в увеличении эффективности РМС в агроценозах при максимальном вовлечении биологического азота в продукционный процесс

11. Экзогенная регуляция растительно-микробных взаимодействий, повышающая экологическую приспособленность сельскохозяйственных культур и качество продукции растениеводства на основе эффективного использования солнечной энергии и снижения ресурсозатрат

12. Альтернативные технологии возделывания озимой пшеницы, ячменя, кукурузы на силос и гречихи, позволяющие обеспечить существенное снижение затрат антропогенных ресурсов

13. Система защиты растений от сорняков, вредителей и болезней, предусматривающая минимальное использование химических средств при различных уровнях биологизации

14. Практические приемы мониторинга и автоматизированного построения систем альтернативного земледелия с использованием ЭВМ... 179

15. Практические результаты использования элементов биологизации в Орловской области и экономически обоснованные предложения по использованию передового опыта

16. Системы земледелия, обеспечивающие урожайность зерновых культур 4,5…5,5 т/га, картофеля 18…20 т/га, бобовых трав 30…31 т/га, снижение энерго и ресурсозатрат на 20…25%, получение экономического эффекта 2,0…2,5 тыс. руб./га, а также расширенное воспроизводство плодородия почв и защиту их от эрозии, и получение экологически чистой продукции за счет интенсификации биологических факторов

Заключение

Список основных публикаций и изобретений

Список литературы

Введение В результате интенсификации производства продукции растениеводства человечество достигло больших успехов в решении продовольственной проблемы. Крупные достижения в этой области – характерная черта научнотехнического прогресса второй половины XX в. Однако наряду с достижениями интенсивное земледелие породило много проблем.

Многие регионы мира в результате высокого уровня интенсификации растениеводства стали зонами экологического бедствия. Мелиорация, химизация, использование средств механизации и другие факторы интенсивного земледелия приводят к усилению антропогенного воздействия на окружающую среду. Масштабы их влияния уже таковы, что возникает угроза экологического кризиса на глобальном уровне.

Решая проблему обеспечения человека продуктами питания, интенсивное земледелие сталкивается с вопросами их качества. Нитратное загрязнение, остатки пестицидов, ухудшение вкусовых качеств растениеводческой продукции и т.п. связано с расширенным использованием факторов интенсификации.

Велики затраты энергии на производство продуктов питания. Сейчас в мире на создание 1 пищевой калории расходуется более 2 калорий антропогенной энергии.

Наконец, нельзя не принимать во внимание такой фактор, как исчерпаемость природных ресурсов для производства минеральных удобрений, пестицидов, некоторых мелиорантов и т.п. Например, по имеющимся данным, запасов сырья для производства фосфорных удобрений на планете хватит на 70…80 лет при современных темпах их использования, а калийных удобрений – на 60…65 лет.

В связи с этим, вопросы энерго- и ресурсосбережения, экологической устойчивости растениеводства вышли в современной агрономии на первое место. В поиске их решения в науке сформировалось новое направление – биологизация земледелия, предполагающее решение указанных проблем на основе активизации биологических процессов воспроизводства агроэкологических ресурсов.

Данное направление имеет перспективы и в России. Однако если в развитых странах распространение биологического земледелия имеет в своей основе перепроизводство сельхозпродукции, то у нас объективно идет процесс сокращения средств химизации из-за их дороговизны.

Использование биологических методов здесь является антикризисным фактором в АПК.

Их решение может быть достигнуто только на основе изыскания и использования естественных резервов повышения продуктивности сельскохозяйственных культур и повышения плодородия почвы. В практическом плане это предполагает интенсификацию и максимальное использование биологических факторов в системах земледелия, т.е.

применение биологизированных систем земледелия.

Значительный научный задел и практический опыт в этом направлении накоплен в Орловской области. Производство зерна в регионе превышает 2 т на душу населения. Это самый высокий показатель в Российской Федерации.

Достигнутый уровень, не является рекордным для Орловщины: в конце 80-х годов прошлого столетия земледельцы производили более 2 млн. т зерна.

Важно другое. Сейчас решение ключевой проблемы земледелия и всей сельскохозяйственной отрасли увеличение производства зерна осуществляется при значительно меньших затратах антропогенных и финансовых ресурсов.

Например, к 90-му году внесение минеральных удобрений на один гектар достигало 180 кг/га, в т.ч. под зерновые – 160 кг/га. В настоящее время этот показатель в 3 раза меньше. Затраты ГСМ уменьшились почти на 40%. Это говорит о том, что в области начали давать реальную отдачу принципиально новые энерго- и ресурсосберегаюшие, экологически сбалансированные системы земледелия, основанные на активизации биологических факторов. Они разработаны на основе многолетних исследований авторов.

Цель и задачи исследований

Целью работы является оптимизация состояния агроландшафтных систем Орловской области на основе разработки биологизированных технологий управления продукционными, средообразующими и природоохранными функциями агроландшафта.

Для достижения поставленной цели, необходимо решение следующих задач:

- обосновать параметры устойчивого и высокопродуктивного функционирования агроландшафтных систем;

- разработать методики определения оптимальных параметров фитоценозов агроландшафтов, обладающих средообразующими и природоохранными свойствами;

- обосновать способы предотвращения деградации почвенного покрова в агроландшафтах на основе оптимизации сочетания природных и естественных фитоценозов;

- сформировать принципы сохранения биоразнообразия в агроэкосистемах как основы сохранения природоохранных, средообразующих и продукционных функций агроландшафтов;

- обосновать комплекс мероприятий по воспроизводству плодородия почвы в севооборотах на основе интенсификации биологического фактора в земледелии и определить наиболее важные направления повышения экологической и хозяйственной устойчивости растениеводства на основе формирования положительного вещественноэнергетического баланса агроэкосистем;

- дать практические рекомендации по разработке способов воспроизводства плодородия почвы в агроландшафтах на основе биологизации земледелия;

- предложить для практического использования биологизированные технологии возделывания сельскохозяйственных культур, адаптированные к конкретным агроландшафтным условиям.

1. Экспериментально- теоретическая база исследований

Теоретико-методологической базой исследований, составивших основу для создания принципиально новых биологизированных, энерго- и ресурсосберегающих, экологически сбалансированных систем земледелия послужили результаты исследований на многолетних стационарных опытах Орловского государственного аграрного университета, Всероссийского НИИ зернобобовых и крупяных культур, а также на экспериментальных объектах в условиях реального производства. Всего было заложено 26 стационарных и временных полевых опытов, агрохимические, почвенно-биологические, агрофизические, фитоценологические исследования которые стали эмпирической базой исследований. Почвы опытных участков – черноземы оподзоленные, серые лесные, дерново-подзолистые почвы.

Были обобщены экспериментальные данные Шатиловской сельскохозяйственной опытной станции (более чем за 100-летний период) и Новосильской ЗАГЛОС (более чем за 70 лет).

Кроме того, были подвергнуты анализу данные государственной метеорологической службы, статистические материалы сельскохозяйственных предприятий Орловской области.

Были использованы результаты исследований авторов более чем за 25летний период.

2.Теоретические основы управления плодородием почв на основе интенсификации биологических факторов в системах земледелия Анализ достижений научных школ в мировой агрономической науке показывает, что биологизация является одной из доминирующих тенденций в современном мировом земледелии. Наиболее устойчиво она проявляется в странах, достигших высокого уровня интенсификации земледельческой отрасли. Подходы к разработке биологических систем земледелия в разных странах и научных учреждениях неодинаковы. Это обстоятельство наряду с недостаточной изученностью вопроса не позволило пока систематизировать всю совокупность исследований по данной проблеме. Регулярно проводящиеся международные коллоквиумы по проблемам альтернативного земледелия выделили в качестве течений нетрадиционного земледелия:

органическое, биодинамическое, биологическое, экологическое и т. п.

Глубокие теоретические основы биологизации земледелия заложены в российской науке. Так, А. В. Советов, отмечая роль связи земледелия с животноводством (скотоводством), придавал большое значение естественным процессам и взаимосвязям в системах земледелия, благодаря которым осуществляется воспроизводство почвенного плодородия. Его работы по полевому травосеянию, развитию земледелия на основе органических связей между его элементами закладывают теоретические основы биологизации явлений и процессов.

В конце 19-го столетия А. С. Ермолов отмечал необходимость повышения уровня замкнутости внутрихозяйственного оборота в системах земледелия и обосновывал те направления, которые теперь называют биологическим земледелием.

Краеугольным камнем в теории биологизации земледелия мировая сельскохозяйственная наука признает учение В. Р. Вильямса, который считал, что плановый характер экономики в нашей стране создает условия для внедрения экологически сбалансированных систем земледелия, воспроизводство плодородия почв, в которых будет осуществляться преимущественно биологическим (естественным) путем. Принципы воспроизводства плодородия почвы, разработанные В.Р. Вильямсом, актуальны и для современного земледелия.

Несмотря на то, что термин биологизация прочно вошел в современное земледелие, наличие большого объема информации, который имеется в настоящее время в литературе, многие вопросы категорийно-понятийного порядка нуждаются в уточнении. На наш взгляд зачастую встречающееся смешение понятий «биологическое земледелие» и «биологизация»

необоснованно. По нашему мнению, под биологизацией следует понимать интенсификацию и максимальное использование биологических факторов в системах земледелия. Биологические системы земледелия это высшая форма биологизации, которая предусматривает решение вопросов удовлетворения растений в факторах жизни за счет биологических факторов. Они гораздо сложнее интенсивных систем и не имеют ничего общего с примитивным земледелием.

Понятие «биологизация» не следует также смешивать c экологизацией.

Биологизация – одно из направлений экологизации земледелия. Под последним понимается максимальное использование агроэкологических факторов продуктивности сельскохозяйственных культур.

В результате наших исследований разработана следующая классификация биологических факторов и способы их интенсификации (таблица 2.1):

Биологизация имеет перспективу для стран самого различного уровня развития. Так, в условиях высокоинтенсивного земледелия переход на преимущественно биологические методы позволяет ослабить экологические проблемы. В экономически слабых государствах овладение биологическими способами ведения земледелия создает условия для решения продовольственной проблемы.

–  –  –

В результате многолетних исследований авторы пришли к выводу, что в зависимости от конкретных хозяйственных и природных условий могут применяться те или иные факторы биологизации земледелия.

Так, выбор конкретных направлений расширения использования фитомассы на удобрения связан с почвенно-климатическими условиями, которые на территории России весьма разнообразны.

Практически не существует объективных препятствий для усиления биологизации земледелия за счет севооборотов, биологических методов защиты растений и применения биологических стимуляторов.

На Европейской территории страны, в том числе в Орловской области, в районах достаточного увлажнения лесостепи, имеются условия для комплексного применения всех приемов биологического земледелия.

Основным путем, позволяющим сократить отчуждение элементов питания и пополнять органическое вещество почвы, является побочная продукция. Однако высокая продуктивность пашни обеспечивается здесь при большом насыщении севооборотов зерновыми колосовыми. Их солома замедляет процесс гумификации, однако обусловливает необходимость внесения дополнительных доз азота. Поэтому данное направление биологизации должно быть тесно увязано с построением севооборотов.

Следует подчеркнуть, что в условиях, благоприятных для большого набора культур, указанные выше отрицательные моменты при оставлении на поле нетоварной части продукции сглаживаются, и возрастает возможность повышения урожайности за счет положительного аллелопатического эффекта.

В результате проведенных исследований авторами дано теоретическое обоснование принципов создания высокопродуктивных агроэкосистем, функционирование которых в основном обеспечивается путем активизации биологических факторов. Основные его положения изложены в статьях в журналах и сборниках научных трудов.

В этих работах в приоритетном порядке

- дано обоснование приоритетности почвенно-биологического фактора в земледелии;

- обоснована роль биоразнообразия в агроэкосистемах как фактора оптимизации биологической активности почвы;

- разработаны научные основы экологической сбалансированности растениеводства за счет рационального использования средовосстанавливающей способности растений;

- определены основные направления биологизации применительно к различным почвенно-климатическим и хозяйственным условиям;

- разработаны новые методы диагностики состояния почвенной среды;

- предложена дифференциация использования способов интенсификации биологических факторов с учетом эколого-ландшафтного аспекта;

- обосновано эколого-стабилизирующее значение кормовых культур в растениеводстве;

- исследованы агроэкологические аспекты явления почвоутомления;

- разработана методика оптимизации севооборотов по фактору почвоутомления;

- разработана и нашла практическое применение методика определения оптимальной доли многолетних трав на пашне;

- обоснованы оптимизация агрофитоценозов, структура севооборотов на основе биологических особенностей сельскохозяйственных культур с целью стабилизации и повышения эффективности растениеводства;

- разработано положение о вспомогательном характере использования химических средств борьбы с вредоносными объектами в фитоценозах и приоритетности фитоценологического фактора.

Таким образом, разработки авторов существенным образом улучшили состояние изученности проблемы биологизации земледелия.

Суть предложенной авторами концепции заключается в следующем.

1. В современных экономических условиях необходимо переводить производство на такие системы земледелия, при которых могут быть максимально использованы биологические факторы уменьшения разомкнутости круговорота веществ и энергии при производстве продукции растениеводства.

2. Биологические факторы не следует противопоставлять небиологическим и тем более отрицать последние.

3. Биологические факторы нужно использовать не только для замены антропогенных воздействий, но и для предотвращения или устранения негативных последствий применения факторов интенсификации.

4. При переводе земледелия на преимущественное использование факторов биологизации главными направлениями являются воспроизводство плодородия почвы на основе преимущественного использования биологических факторов, биологизация системы мер по защите растений от вредных объектов, максимальное использование агроэкологических ресурсов продуктивности.

3. Эколого-ландшафтный аспект в биологизированных системах земледелия Орловская область находится в южной части Нечернозёмной зоны России. Она расположена в зоне переходных почв от серых лесных, дерновоподзолистых к чернозёмным. На этой основе выделено три почвенноагроландшафтных зоны: Западная, Центральная, Юго-восточная.

В пашне Западной зоны преобладают агроландшафты тёмно-серых, серых, светло-серых лесных почв. Районы: Болховский, Мценский, Дмитровский, Кромской, Троснянский, Урицкий, Сосковский, Орловский,

Хотынецкий, Шаблыкинский, Знаменский. Отмечается пёстрый состав почв:

в пашне преобладают серые лесные 296633 га (41%), тёмно-серые лесные 185569 га (21%), светло-серые лесные 99860 га (9%), чернозёмы оподзоленные 73610 га (9%). По гранулометрическому составу преобладают почвы тяжелосуглинистые 203 тыс. га, среднесуглинистые 192,2 тыс. га, легкосуглинистые 172,3 тыс. га, пески и супесчаные 13,1 тыс. га.

Анализ среднемноголетних агроклиматических показателей за 1902…2012 гг. показал, что в западном агроклиматическом районе среднегодовая температура воздуха равна 4,6…5,2°С, сумма среднесуточных температур воздуха выше 10°С – 2256…2345, среднегодовое количество осадков 515…546 мм, количество осадков за период среднесуточных температур выше 10°С – 236…311 мм, гидротермический коэффициент – 1,2…1,3 и 1,3…1,4, запас продуктивной влаги в слое 0…20 см в период сева озимых 28…38 мм, в слое 0…100 см в начале вегетации 172…220 мм, продолжительность безморозного периода 144…150 дней.

В зоне требуется внесение высоких доз органических и минеральных удобрений, прежде всего азотных, фосфорных, калийных. Почвы нуждаются в проведении комплекса мелиоративных мероприятий, таких как посев люпина на зелёное удобрение, известкование и т.д.

В Центральной зоне (Свердловский, Глазуновский, Мценский, Новосильский, Покровский, Малоархангельский районы) в пашне преобладают агроландшафты чернозёмов оподзоленных 209289 тыс. га (44,9%), тёмно-серых лесных 139106 тыс. га (29,8%) и серых лесных почв 62938 тыс. га (13,5%). По гранулометрическому составу почвы пашни занимают: тяжелосуглинистые 357,6 тыс. га, среднесуглинистые 198,7 тыс.

га, легкосуглинистые 12,0 тыс. га, пески и супесчаные – 0,2 тыс. га.

Среднемноголетняя среднегодовая температура воздуха равна 4,3…4,9°С, сумма среднесуточных температур воздуха выше 10°С 2218…2301, среднегодовое количество осадков 486…556 мм, продолжительность безморозного периода 144…153 дня.

По уровню плодородия почвы относятся к хорошему качеству, но они нуждаются в повышенных дозах органических и минеральных удобрений.

Они характеризуются слабокислой и близкой к нейтральной реакцией почвенного раствора.

В пашне Юго-восточной зоны (районы – Должанский, Колпнянский, Ливенский, Верховский, Новодеревеньковский, Краснозоренский) преобладают чернозёмы оподзоленные 217860,0 тыс. га (43,3%), чернозёмы выщелоченные 177078 тыс. га (35,2%), тёмно-серые лесные 77781 тыс. га (15,5%).

По гранулометрическому составу почвы пашни занимают:

тяжелосуглинистые 297,1 тыс. га, среднесуглинистые 16,5 тыс. га, легкосуглинистые 1,3 тыс. га, пески и супесчаные 0,2 тыс. га.

Почвы этой зоны гораздо меньше нуждаются в известковании, чем почвы центральной и западной зон. Наиболее благоприятным является здесь внесение фосфоритной муки, которая нейтрализует кислотность и одновременно обеспечивает почвы фосфором.

В целом по области преобладают чернозёмы оподзоленные, занимающие 500757 тыс. га (29,5%), тёмно-серые лесные 402456 тыс. га (23,7%), серые лесные 379665 тыс. га (22,4%), чернозёмы выщелоченные 215274 тыс. га (12,7%). Эти почвы занимают 1498152 тыс. га (88,3%) пашни.

По области годовая сумма осадков составляет 590…624 мм. В отдельные годы она колеблется от 137 до 994 мм. За последние 20 лет наблюдается потепление, и среднегодовая температура возросла до 6°С против 5,1°С среднемноголетней, осадков стало выпадать 653,3 мм против 624 мм, сумма активных температур выросла до 1846 против 1751 среднемноголетней.

Повторяемость сильных и средних засух составила 14% (один раз в 7 лет). В среднем гидрометрический потенциал на Орловщине за 1960…2012 гг. возрос на 9%.

Проведённая оценка плодородия почв области показала, что наибольший балл сравнительного почвенного плодородия почв приходится на Юго-восточную зону, земли хозяйств её административных районов оценены от 70 до 100 баллов. Наибольшие средние баллы плодородия почв имеют районы Колпнянский 80,6 и Краснозоренский 80,2, несколько меньше у почв Должанского района – 79,9, Ливенского – 78,9, Новодеревеньковского

– 76,7 и Верховского – 75,5. Средний балл плодородия почв зоны равен 78,6.

В Центральной зоне в хозяйствах балл плодородия почв находится на уровне 70…90 баллов. По районам средний балл плодородия почв равен: в Покровском - 79,6 и Корсаковском - 76,6, в Свердловском - 70,5, Новосильском - 69,3 и Глазуновском - 69,0. Наименьшим плодородием обладают почвы Залегощенского района – 66,2 балла. Средний балл плодородия почв зоны – 72,2.

В Западной зоне наибольший балл имеют почвы хозяйств Кромского (56,3) и Орловского (57,3) районов, несколько ниже – Урицкого (51,7), Троснянского (51,9) и Знаменского (51,3), ещё ниже – Мценского (49,7), Хотынецкого (47,8), Сосковского (47,2), Болховского (45,9) и Шаблыкинского (43,5). Наименьшее плодородие почв отмечено в Дмитровском районе - 38,4 балла. Средний балл плодородия почв зоны равен 49,2.

Усреднённый оценочный балл плодородия почв в целом по области равен 64,2.

Анализ показывает, что плодородие почв по зонам области постепенно возрастает с Западной зоны на Юго-восточную. Наибольший его уровень наблюдается в Колпнянском, Краснозоренском, Должанском и Ливенском районах.

Наименьший уровень плодородия почв имеется в Западной зоне балла. Низкий его уровень наблюдается в Дмитровском (38,4), Шаблыкинском (43,5) и Болховском (45,9) районах.

В Западной и Центральной зонах наибольшие площади занимают тяжело- и среднесуглинистые почвы, соответственно, по сумме они занимают 574,9 и 575,4 тыс. га. В Юго-восточной зоне – 462,6 тыс. га.

Наиболее плодородными почвами в области являются чернозёмы и лугово-чернозёмные почвы, которые гумуса содержат 5,6…7,9%, степень насыщенности основаниями 87…93%, содержание физической глины 29,9…58,6% и ила – 17,9…31,9 (таблица 3.1).

Большая степень насыщенности основаниями (больше 80%) способствует образованию прочной комковатой структуры почв и препятствует её заиливанию. Скважность почв высокая. Тяжёлый гранулометрический состав почв обеспечивает их высокую пластичность и влагоёмкость.

Тёмно-серые лесные почвы по своим физико-химическим свойствам близки к чернозёмам, но у них отчётливо выражен процесс оподзоливания.

Водно-воздушный режим, скважность и влагоёмкость высокие, структура хорошо выражена, но она нередко подвержена разрушению от агротехнических и климатических условий.

–  –  –

Серые лесные почвы по плодородию значительно уступают чернозёмам и лугово-чернозёмным почвам. У них ниже содержание гумуса, степень насыщенности основаниями (75…85%). Структура верхнего пахотного горизонта зачастую разрушена, распылена и после дождей почва заплывает, покрывается прочной коркой.

Светло-серые лесные и дерново-подзолистые почвы имеют низший уровень плодородия из используемых в пашне (мощность гумусового горизонта 20…30 см, содержание гумуса 1,5…2,5%). Структура пахотного горизонта сильно распылена, почвы заплывают и покрываются коркой.

Пористость и скважность почв низкая, особенно низка она у дерновоподзолистых почв. По своим свойствам они малопригодны для культур, которые требовательны к плодородию почв.

В области имеются также почвы, характерные для пониженных элементов рельефа: почвы зернистые, зернисто-слоистые и слоистые, чернозёмно-влажно-луговые, иловато-болотные и др. Они богаты гумусом (11% и более), высоко насыщены основаниями, имеют большую ёмкость поглощения, хорошую структуру, создают отличные основания для высокого потенциального плодородия. Но для получения на них устойчивых высоких урожаев в большинстве случаев требуется регулирование водно-воздушного режима.

В пределах каждого типа и подтипа почв области имеются многочисленные варианты их разновидностей, отличающихся строением, плодородием и отношения к ним возделываемых культур. Поэтому для развития земледелия в области требуется регулярно определять плодородие почвенных разновидностей, учитывать их физико-химические свойства.

Особого внимания требуют почвы, подверженные водной и ветровой эрозии, на их развитие в первую очередь влияет хозяйственная деятельность человека, расчленённость территории и характер почвенного покрова, водный и ветровой режим по зонам области, чаще всего эти процессы наблюдаются на склоновых участках полей. В связи с этим эффективным приёмом является полосное залужение склонов многолетними травами. Для того, чтобы избежать значительного иссушения почвы и снижения урожаев культур, травы и люпин нужно подкашивать по мере их отрастания на 10…15 см (5…6 раз за летний период) и скошенную травяную массу оставлять на поле в качестве мульчи.

Ускоренное окультуривание смытых и дефлированных почв достигается внесением обоснованно рассчитанных доз минеральных и органических удобрений раздельно, а также их применением в комплексе.

При применении больших доз минеральных удобрений возможно подкисление почвы (рН с 5,5…5,1) снижается до 4,6 в слое 0…10 см и 4,9 в слое 0…30 см. Поэтому необходимо осуществлять комплексное применение минеральных удобрений и мелиорантов. Кроме удобрений на смытых и дефлированных почвах целесообразно использовать посев бобово-злаковых травосмесей, выполняющих противоэрозионную функцию, и создает условия для воспроизводства плодородия почв.

На эрозионно-опасных землях земледелие надо вести на основе контурной организации территории с образованием контурных лесных полос, обеспечивающих равномерное распределение снежного покрова по землепользованию, снижает глубину промерзания почвы, повышает впитывание талых вод. На полях с полосным размещением возделываемых культур с отвальной обработкой + стерня, плоскорезной обработкой по всему склону и специальной противоэрозионной обработкой почвы (верх и низ склона – отвальная вспашка, середина склона – стерня без обработки) будет происходить снижение стока, т.е. произойдёт увеличение противоэрозионной стойкости почв.

Современные земельные отношения и формы хозяйствования требуют жесткого пересмотра существовавшего, сугубо территориального принципа организации сельскохозяйственного производства: отделение – бригада – поле (производственный участок). Кроме того, сложность рельефа, различный уровень деградации и степень дефляции почв (смытость, кислотность, ветровые наносы и др.) также требуют их учёта при использовании земель. Названные выше процессы и факторы определяют необходимость разработки и внедрения обоснованных севооборотов с короткой ротацией и обязательным соблюдением плодосмена и биологизации.

Биологизация севооборотов достигается, прежде всего, за счёт расширения набора возделываемых и использования в севообороте промежуточных культур.

Продуктивность севооборотов повышается за счёт правильного соотношения и чередования зерновых культур. В Западной, Центральной и Юго-восточной зонах рекомендуется зернобобовыми культурами занимать до 10% посевных площадей и использовать преимущественно сидеральный пар. При этом в Центральной и Юго-восточной зонах преобладает горох, а в Западной – люпин, вика, горох.

В небольших по размерам фермерских хозяйствах (50…500 га) севообороты должны быть компактными с короткой ротацией. Вместо севооборота можно практиковать культурооборот, когда чередование культур по полям организуется только во времени: 1 – пар чистый (0,5 поля) и занятый (горох 0,5 поля); 2 – озимые; 3 – яровые зерновые и крупяные культуры. Затем чистый и занятый пары меняются местами, в результате из трёхполки получается шестипольный культурооборот.

Таким образом, возделывание сельскохозяйственных культур в области должно производиться с учётом зональных особенностей, что требует в хозяйствах различных форм собственности разработки научно-обоснованных севооборотов и культурооборотов, использования современных агротехнологий с учётом агробиологии новых сортов, оптимизации комплексного применения средств химизации и сельскохозяйственной техники, что позволит существенно увеличить производство растениеводческой продукции и экономическую эффективность сельскохозяйственного производства.

На основе общих агрофизических и агрохимических свойств почв Мценского района определение их качества по бонитировке почв, целесообразно перенести Мценский район из Центральной зоны в Западную зону.

В наших исследованиях разработаны основы ландшафтноэкологического земледелия, реализация которых обеспечивает гомеостатическое состояние и высокую продуктивность агроэкосистем. В работах нашло продолжение развитие идеи использования биологических факторов в интенсификации земледелия с учетом ландшафтноэкологического подхода.

В работах авторского коллектива впервые приемы биологизации земледелия увязаны с почвозащитным комплексом.

Понятие почвозащитный комплекс нередко отождествляют с противоэрозионным комплексом, что сужает проблему охраны почв. Ведь деградация почвенного покрова происходит не только из-за эрозии и дефляции, но и вследствие потерь гумуса, переуплотнения, загрязнения и т.п.

В отличие от эрозии и дефляции, например, потери гумуса протекают постоянно, и снижение плодородия почвы от них может быть не меньше.

Так, по результатам исследований авторов, потери гумуса на черноземных почвах в севооборотах с наиболее типичным чередованием культур составляли в год 0,7…1,2 т/га, а на темно-серых лесных почвах – 0,6…0,9 т/га, несмотря на то, что опыты проводили на равнинных участках, и проявление эрозионных процессов там практически исключалось (потери гумуса со смытой почвой в этих регионах не превышали 0,3 т/га в год).

Главная причина этого – разбалансированность почвенно-биологических процессов.

Исходя из этого, авторский коллектив считает, что почвозащитный комплекс правильнее понимать как совокупность специальных мероприятий по предотвращению деградационных изменений почвенного покрова, возникающих вследствие различных причин. Однако при разработке этих мероприятий ведущее место занимает противоэрозионный комплекс. В целом все элементы почвозащитного земледелия должны быть взаимосвязаны и дополнять друг друга, решение одних проблем не должно приводить к обострению других. Решению этой задачи может способствовать использование факторов биологизации в склоновом земледелии.

При существующем подходе основой противоэрозионного комплекса считается дифференцированное использование пашни, когда с увеличением эрозионной опасности земель на склоне в структуре севооборотной площади возрастает удельный вес культур с высокой противоэрозионной эффективностью. Недостатком такого подхода, по мнению авторов, является то, что на землях весьма интенсивного и интенсивного (на склонах от 0 до 2…3°) использования набор рекомендуемых для размещения здесь культур будет создавать условия для ускоренной минерализации гумуса и ухудшения физико-химических свойств почвы.

Спасая от дальнейшей деградации вследствие эрозии, смытые в разной степени почвы путем перенесения культур с земель умеренного (склоны от 2…3 до 4…5°) и ограниченного (от 4…5 до 6…7°) использования на самые плодородные почвы с низкой противоэрозионной эффективностью (в первую очередь пропашных) и чистого пара, мы создаем условия для деградации последних вследствие других факторов: минерализации гумуса, ухудшения состояния почвенно-поглощающего комплекса под влиянием высокой антропогенной нагрузки, накопления в почве остаточных количеств пестицидов и т.п.

Исходя из этого в работах авторского коллектива даны принципиально новые рекомендации, дифференцирующие систему воспроизводства плодородия почв в условиях сложного рельефа.

Предлагается на сильно- и среднесмытых почвах в условиях применения здесь почвозащитных севооборотов вести биологическое земледелие за счет использования такого фактора, как состав и чередование культур. Например, в севообороте с более 50% многолетних бобовых трав и зерновыми колосовыми культурами будут обеспечиваться положительный баланс гумуса и азота, достаточно высокая продуктивность зерновых колосовых культур, в том числе и озимых. Здесь необходимо лишь регулирование фосфорного и калийного режима, причем малыми дозами (30…35 кг фосфора и 50…60 кг калия в действующем веществе). В результате на этих почвах можно получать экологически чистое зерно и сено или зеленую массу многолетних трав при достаточно высоком уровне замкнутости круговорота многих элементов и расширенном воспроизводстве гумуса.

На землях умеренного использования (слабо- и среднесмытые почвы) набор культур создает меньшие возможности для обеспечения замкнутости круговорота веществ и энергии. Здесь должны в максимальной степени использоваться эффекты чередования культур и их разнообразия в севооборотах, использование нетоварной части урожая на удобрение, интенсификация симбиотической азотфиксации в полях бобовых культур (как однолетних, так и многолетних), посевы промежуточных культур на сидеральные цели. Решение задачи получения здесь экологически чистой продукции отдельных культур должна сочетаться с необходимостью использования факторов биологизации для предотвращения или устранения негативных экологических последствий применения антропогенных воздействий, без которых в данных условиях не обойтись.

На землях интенсивного использования применение приемов интенсификации и максимального использования биологических факторов главным образом должно быть направлено на предотвращение деградации почв. Возделываемый на этой части земельного фонда набор культур обуславливает особенно большую величину разомкнутости круговорота веществ и энергии, что связано с большим процентом отчуждения продукции с урожаем и значительным удельным весом чистого пара в структуре посевных площадей, особенно в свеклосеющих хозяйствах. Существенно уменьшить эту разомкнутость за счет внутренних возможностей имеющихся здесь агрофитоценозов не представляется возможным. Тем не менее, эта возможность должна быть использована в максимальной степени, что выражается в максимальном поступлении фитомассы в почву и оптимизации процессов ее трансформации. Это позволит несколько уменьшить остроту проблемы воспроизводства гумуса в почве и за счет повышения содержания в почвенной среде биодинамически активных веществ создать условия по предотвращению (или снижению) проявления отрицательных последствий применения минеральных удобрений и пестицидов, без которых здесь не обойтись.

Очень важное условие при этом - строгое соблюдение севооборотных требований, поиск вариантов с более разнообразным набором культур.

Таким образом, применение факторов биологизации земледелия в почвозащитном земледелии в разработках авторов увязывается с задачами дифференциации использования пашни в соответствии с противоэрозионными требованиями. В этом случае их использование позволяет не только реализовать возможности, имеющиеся на землях различной интенсивности использования для производства экологически чистой продукции, но и обеспечить направленность комплекса мер биологического характера на предотвращение деградации почвенного покрова.

Одна из главных задач ландшафтно-экологического земледелия создание условий для устойчивого функционирования данного агроландшафта. При таком его состоянии обеспечиваются сохранение почвенного покрова, плодородия почвы, замкнутость круговорота веществ и энергии на уровне конкретной ландшафтной единицы. В то же время такой подход в земледелии обусловливает необходимость наиболее рационального использования агроэкологических ресурсов продуктивности сельскохозяйственных культур.

Агроландшафт необходимо оптимизировать, осуществив в нем систему мероприятий, повышающих продуктивность сельхозпроизводства без существенного ущерба экологии.

Другая важнейшая задача агроландшафтного земледелия - создание оптимального сочетания культурных, окультуренных, полукультурных и интенсивно культурных агроценозов. Определение доли каждого вида агрофитоценоза на территории ландшафта – важная и сложная проблема земледелия. При ее решении следует учитывать известные экономические и хозяйственные условия с безусловным выполнением следующих требований.

Начало развития научных основ конструирования агроландшафтов связывается с работами В.В. Докучаева в Каменной степи. Однако элементы устойчивых агроландшафтных систем были заложены ранее на Шатиловской опытной станции. Они сыграли большую роль в становлении докучаевского учения.

В Орловской области, в черноземной ее части, трудами ряда поколений лесоводов создан замечательный природно-ландшафтный объект Шатиловский лес, органически слившийся в единое целое с большими массивами пахотных черноземных земель. Большую роль в развитии научных основ ландшафтоведения и эрозиоведения сыграли работы ученых Новосильской ЗАГЛОС. В результате научно-организационной работы, проведенной авторским коллективом, созданы условия для модернизации научной деятельности этих научных коллективов.

Экспериментальные объекты стали составной частью объединенной методической базы созданного в 2000 году университетского научноПолученные на их основе новые образовательного комплекса.

экспериментальные материалы позволили убедиться в правильности сформированной концепции, направленной на изыскание местных ресурсов, применение которых должно существенно способствовать наиболее эффективному земледельческому использованию почв области. В итоге научные разработки авторов были направлены на решение проблемы оптимизации агроландшафтов с учетом обобщения почти столетних результатов исследований в этом направлении Шатиловской сельскохозяйственной опытной станции и Новосильской ЗАГЛОС.

Растениеводство в Орловской области ведется в условиях довольно сложного рельефа местности. Коэффициент расчлененности здесь выше, чем в соседних черноземных областях. Почти половина земельного фонда области находится на склонах крутизной более 1.

Склоновый рельеф создает не только условия для развития эрозии почвы, но и целый ряд особенностей, обусловливающих ландшафтную микрозональность.

Одним из приоритетных направлений создания гармоничного развития производства должно быть экологически и экономически рациональное растениеводство, основывающееся на адаптивно-ландшафтном принципе, в основе которого лежат оптимальные структурно-функциональные параметры естественных экосистем.

Основополагающим критерием состояния агроландшафта является состав и соотношение угодий. При этом экологическая устойчивость агроландшафтов обусловливается увеличением доли средостабилизирующих угодий (леса, пастбища, сенокосы, многолетние насаждения) при одновременном сокращении доли пашни. Вместе с тем, оптимальное соотношение угодий зависит от типологии агроландшафта.

Значительная часть сельскохозяйственных угодий области расположена на овражно-балочных водосборах, включающих остепненные склоны, а также примыкающие склоны полевых земель, сток осадков с которых существенно влияет на водный режим – это балочно-полевой агроландшафт. На начальных этапах проектирования систем земледелия здесь необходимо обеспечить хотя бы состояние пороговой устойчивости, то есть пашня должна занимать около 43% угодий.

Проведенный нами ретроспективный анализ показал, что земледелие Орловской области имело экологически устойчивый вектор развития лишь до 20-х годов прошлого столетия. Доля преобразованных угодий в указанный период не превышала 35%, обеспечивая слабо и среднеустойчивое состояние агроландшафта. Но после Октябрьской революции 1917 года, с переходом страны на коллективные формы организации и индустриальный путь развития, землепользование в Орловской области приобрело устойчивый разрушающийся характер за исключением годов Великой Отечественной войны, когда количество обрабатываемой почвы существенно было сокращено.

В настоящее время доля распаханных земель в области составляет в среднем 70 %, что характеризует разрушающееся состояние ландшафта (рисунок 3.1).

100% 80% 60% % 40% 20%

–  –  –

При этом сильно сократилась площадь природных сенокосов и пастбищ (рисунок 3.2). Чем больше удельный вес занимают естественные сенокосы и пастбища, тем больше возможности осуществления воспроизводства плодородия почвы на основе биологизации земледелия.

площадь, га

–  –  –

Рисунок 3.2 – Динамика площади сенокосов по природно-экономическим зонам Орловской области (га) Это также связано с тем, что вынесенные с пашни питательные вещества компенсируются через животноводство (навоз) за счет естественных кормовых угодий.

Таким образом, повышение удельного веса естественных угодий способствует смягчению экологической напряженности в экосистемах.

Следует отметить, что в разрезе природно-экономических зон области, особенно неблагоприятная ситуация складывается в юго-восточной зоне, где на сегодняшний день 80% занимают преобразованные угодья, а коэффициент экологической устойчивости составляет всего 0,16 (таблица 3.2). Это обусловлено тем, что почвы здесь более плодородные и экономический интерес производителя к ним значительно выше (рисунок 3.3).

–  –  –

Положение усугубляется и тем, что при высокой распаханности территории Орловская область располагает сильно расчлененным рельефом, где коэффициент расчлененности западной природно-экономической зоны составляет 1,30, центральной – 1,34 и юго-восточной – 0,62.

Большая часть пахотных земель Орловской области (63,6%) имеет уклон более 1°, особенно ее западная и центральная зона. При этом необходимо отметить, что доля пашни умеренного и ограниченного использования в данных зонах занимает 24,1 и 27,2% соответственно.

Исследования и наблюдения за посевами показали, что фитоценозы, расположенные по разным сторонам низины и на склонах с противоположной экспозицией, неодинаково реагируют на погодные ритмы.

Причем реакция растений на эти изменения зависит и от крутизны склона.

Так, наиболее стабильные и высокие урожаи трав получают с низинных участков. По нашим рекомендациям такие участки надо использовать в первую очередь для сенокошения, стремясь реализовать их высокие потенциальные возможности, обусловленные притоком влаги и питательных веществ с прилегающей территории. Уровень и стабильность урожайности ниже у травостоев, расположенных на верхнем плато и особенно прилегающих к южному или крутому склону. Чем больше повернут на юг и круче склон, тем слабее развита на нем растительность, что обусловлено сильной испаряемостью влаги и дренированностью почвы. Склоновые земли с низкой урожайностью трав целесообразно использовать как пастбища, не допуская при этом ухудшения травостоя.

Рекомендуется для залужения склонов использовать раннеспелые сорта овсяницы луговой и ежи сборной в смеси с клевером луговым двуукосным или люцерной посевной, которые, к сожалению, вытесняются этими злаками очень быстро. На верхнем плато лучше высевать разные по скороспелости сорта клевера лугового в смеси с тимофеевкой луговой и люцерной посевной в чистом виде. Низинные участки следует засевать долголетними травосмесями из позднеспелых сортов тимофеевки луговой, костреца безостого, клевера лугового одноукосного, а при отсутствии подтопления грунтовыми водами - и люцерной.

Полученные результаты учитываются при выборе направления реализации ландшафтно-адаптивных принципов растениеводства в центральных регионах Российской Федерации путем создания условий для предотвращения почвенно-эрозионных процессов. В то же время микрозональность склонового ландшафта должна предполагать усиление принципов адаптивной стратегии в растениеводстве.

Предлагаемый авторами и реализованный в Орловской области ландшафтно-экологический подход предполагает оптимизацию структуры агроландшафтов в направлении приближения условий его функционирования к естественным условиям.

Применительно к Орловской области авторами определены показатели интенсивности использования пашни по районам и хозяйствам области. На основании этого сформированы комплексы мероприятий по повышению эрозионной устойчивости всех земель, находящихся в сельскохозяйственном производстве.

Кроме того, авторским коллективом разработана методика определения оптимальной доли многолетних трав по критерию На ее основе эрозионной опасности рельефа землепользования.

определены объемы полевого травосеяния в районах Орловской области.

–  –  –

Однако уровни максимальной потенциальной продуктивности, обеспечиваемой ресурсами ФАР, в естественных условиях не могут быть достигнуты, поскольку скорость накопления биомассы лимитируется температурой (таблица 3.1.2)

–  –  –

Данные показывают изменения средней многолетней продуктивности культур, обеспечиваемой ресурсами света и тепла по ПЭСХ зонам области.

Потенциальная продуктивность сельскохозяйственных культур, обеспечиваемая вышеуказанными ресурсами (по Образцову, 2001), или радиационно-термический потенциал (РТП) (по Сиротенко, 1992) увеличивается с западной до юго-восточной зоны при усвоении 3% ФАР от прихода по зерновым колосовым культурам, в среднем, на 0,44 т/га биомассы, при 5% ФАР – на 0,74 т/га (или на 4%), по гороху, соответственно, на 0,82…1,17 т/га (или на 6,6%), по гречихе – 0,51…0,83 т/га – 5,2%. При благоприятных ресурсах в юго-восточной зоне можно получить дополнительно от 2,65 до 4,43 т/га клубней картофеля, или на 7,4%, и от 3,78 до 6,31 т/га корнеплодов сахарной свеклы, или на 6,8%, по сравнению с западной.

Влагообеспеченность посевов – также один из основных факторов, определяющих продуктивность сельскохозяйственных культур (таблица 3.1.3).

–  –  –

Оптимальные условия увлажнения позволяют иметь довольно стабильную урожайность зерновых культур по зонам области. При этом потенциальные возможности увеличения урожайности гречихи, гороха, картофеля, сахарной свеклы в юго-восточных районах области выше, по сравнению с западным.

Снижение продуктивности растений связано не только с метеорологическими условиями, но и уровнем плодородия.

–  –  –

Структура посевов сельскохозяйственных культур по почвенноландшафтным зонам области имеет следующий вид (таблица 3.1.4): в Центральной зоне более высокая по сравнению со средним значением по области доля зерновых, в Юго-восточной - технических и в Западной кормовых культур, что в определенной степени отражает характер почвенноклиматических условий выращивания сельскохозяйственных культур.

За последние 4 года в структуре посевов сельскохозяйственных культур наметились следующие тенденции (таблица 3.1.5):

- стабилизировались посевы зерновых, зернобобовых и крупяных культур во всех зонах области за счет их уменьшения в Центральной зоне (на 8,4%);

- во всех зонах и в целом по области происходит увеличение доли технических культур, особенно в Центральной и Юго-восточных зонах (на 8,2 и 6,1%);

- по кормовым культурам наблюдается снижение площадей, особенно в Западной зоне, и крайне низкий их уровень в целом по области (12% в 2012 г.) и других зонах.

–  –  –

Различия природно-экономических сельскохозяйственных районов по зонам области в уровнях биоклиматического потенциала, рассчитанных нами, изначальны. Вместе с этим, средневзвешенный показатель почвеннорационального потенциала, в результате которого формируется ПКП, в юговосточных районах на 6,3% выше, чем в западных и на 2,2% - чем в центральных. Средняя обеспеченность посевов минеральным питанием при реализации среднемноголетних погодных условий составляет 65,0% в западных районах, 68,3% в центральных и юго-восточных районах.

Оптимизация водного режима и минерального питания, при использовании 3% приходящей ФАР, обеспечивают прибавки зерна колосовых культур, в среднем, по западным районам 1,12 т/га, центральным

– 0,80 т/га, юго-восточным – 0,70 т/га; гороха, соответственно, 0,82 – 0,56 – 0,42 т/га, гречихи – 0,45 – 0,28 – 0,16 т/га, картофеля – 43,0 – 57,0 – 60,0 т/га, сахарной свеклы дополнительно можно получить 128 – 134 – 140 т/га.

Сравнение фактической урожайности показывает, что в среднем по области используется только на 60% биоклиматического потенциала, тогда как хозяйства, умело использующие питательный режим в соответствии с увлажнением, получают по 40…50 ц/га, чего и нужно добиваться.

Следовательно, резервы и ресурсы для роста урожайности в области очень большие. При этом лучшие условия для возделывания картофеля и многолетних трав складываются в западной зоне, тогда как в юго-восточной

– для озимых и хлебов II группы.

Таким образом, очень важно учитывать природно-климатические условия района с тем, чтобы правильно провести территориальное размещение культур. Это позволит создать агроэкосистемы, способные к саморегуляции и повышению «ландшафтно-экологического иммунитета».

3.2. Деградация почв в результате эрозии

Высокая степень распаханности и расположение большой части пашни на крутых склонах привело к тому, что большая часть почв перешла в категорию эродированных и эрозионно-опасных.

Эрозионные процессы протекают в области быстрыми темпами длительный период. Уже в 1939…1940 гг. в Новосильском районе из обследованных 38,5 тыс. га пашни смытых земель было 9%, а во Мценском районе - 7%. В Орловской области тогда было эродировано 800 тыс. га пашни, причем площадь сильносмытых почв составила 5…6%. К концу 50-х годов ХХ столетия эрозия в целом по области составила 2,5%, а в настоящее время эродировано более 20% пахотных земель (рисунок 3.2.1).

Рисунок 3.2.1 – Удельный вес эродированной пашни в Орловской области, %

При этом общая площадь эрозионно-опасных и подверженных эрозии почв в Орловской области составляет 1153,1 тыс. га (56,1%), из них слабосмытых 301,2 тыс. га, среднесмытых 104,0 тыс. га и сильносмытых 19,3 тыс. га. Причем наибольший удельный вес эродированных площадей, на которых ведется сельское хозяйство, находится в западной зоне. Доля эродированных почв здесь составляет 27%, а эрозионно-опасных – 34,9%, тогда как в юго-восточной природно-экономической зоне эродированные почвы составляют 14,4%, эрозионно-опасные – 39%. Центральная природноэкономическая зона по этим показателям занимает промежуточное положение. Наибольший удельный вес эрозионно-опасных почв в юговосточной зоне, вероятно, обусловлен высокой степенью распаханности территории (80%) и весьма интенсивным использованием пашни.

Проявление эрозионных процессов, естественно, снижает эффективность и дестабилизирует развитие растениеводства и повышает неустойчивость функционирования агроландшафтов. По экспериментальным данным, на почвах со средней и сильной эрозией урожайность сельскохозяйственных культур формируется на 40…70 % меньше.

Очевидно, что чем больше расчлененность рельефа, тем больше должна быть доля почвозащитных компонентов, таких, например, как бобовые и многолетние травы.

Данный подход необходимо учитывать при проектировании структуры посевных площадей, основываясь на почвозащитной способности различных сельскохозяйственных культур.

3.3. Радиологическое состояние сельскохозяйственного производства

Радиоактивные элементы представляют наиболее опасный источник загрязнения окружающей среды, в том числе сельскохозяйственного производства.

Установлено, что в результате аварии на ЧАЭС радиоактивному загрязнению подверглись сельскохозяйственные угодья Орловской области на территории 604,7 тыс.га. На начало 1993 года загрязненных площадей пашни от 1 до 15 Ки/км2 здесь находилось 49,1%, сенокосов и пастбищ – 51,8%, а садов – 68,1%. При этом основными «загрязнителями»

растениеводческой и животноводческой продукции на территории Центральной лесостепи являются радиоактивные изотопы Сs, Сs, а в некоторых районах и Sr. Исследования показали, что наиболее загрязненные радионуклидами являются западная и центральная зона региона.

Наши исследования показали, что содержание радионуклидов в серой лесной легкосуглинистой почве в Болховском районе Орловской области уменьшилось уже к 2002 году по Cs от 2,5 до 3 раз, в то же время изменения уровня радиации на черноземных почвах Свердловского района значительно ниже. Также изменилось и содержание радионуклидов в произрастающей растительности на лугах области. Если в 1986 году после аварии на Чернобыльской АЭС концентрация радиоэлемента цезия-137 превышала 600 Бк на кг растительной продукции, то спустя 14 лет ее величина стала составлять от 40 до 50 Бк/ кг, а в настоящее время она приближается к доаварийному уровню (рисунок 3.3.1).

Рисунок 3.3.

1 – Содержание цезия-137 в многолетних луговых травах (злаково-бобовая смесь) Орловской области до и после аварии на Чернобыльской АЭС, Бк/кг В 2009 году радиационно-опасных почв (свыше 5,0 Ки/км2) даже в наиболее неблагополучных районах области осталось всего 1515 га, а к 2014 году их вообще не станет, сохранятся лишь почвы с уровнем загрязнения от 1,0 до 5,0 Ки/км2 (рисунок 3.3.2). Таким образом, полностью реализуется ранее разработанный нами прогноз.

га

–  –  –

Рисунок 3.3.

2 – Прогноз загрязнения сельскохозяйственных угодий Болховского района Цезием – 137 (Кu/км2 ) на период 2009…2014 гг.

Однако, радиационную обстановку в Центральной лесостепи в настоящее время нельзя считать полностью безопасной. Здесь, по-прежнему, сохраняются значительные трудности в получении нормативно чистой растениеводческой продукции.

Так, к примеру, обращает на себя внимание высокий потенциал обеспеченности почв калием, прежде всего, юго-восточной зоны.

В данной зоне, где преобладают темно-серые лесные почвы, выщелоченные и оподзоленные черноземы, выявлено всего 15,3 тыс. га площадей с очень низким и низким содержанием обменного калия, в то время как в почвах центральной зоны доля таких почв составляет 22,3%, а в почвах западной зоны 50%. То есть, для получения экологически чистой продукции в последних зонах требуется проведение усиленных дополнительных мер по увеличению концентрации катионов калия в почвенном комплексе. Ведь в процессе постепенного разбавления в почвенном растворе радиоцезия калием последний ингибрирует поступление первого в корневую систему растений различных видов культур.

Поэтому несмотря на сложную финансово-экономическую обстановку в радиационно загрязнённых районах области, особенно на лёгких почвах, уделяется большее внимание таким мероприятиям, как известкование, фосфоритование и внесение калийных удобрений. Так, известкование кислых почв только в Болховском районе за последние 5 лет (2003…2007 гг.) провели на площади 1422,3 га, а всего по области за этот же период – 2700,3 га, калиевание – соответственно на площади 2000 га и 5211 га и фосфоритование на площади 6601 га и 9285,6 га.

Таким образом, повышение общей культуры земледелия и совершенствование агротехники возделывания сельскохозяйственных культур будет способствовать производству сельскохозяйственной продукции, отвечающей требованиям радиологических норм.

3.4. Агрохимическая оценка почв

Проведенный анализ почвенного покрова показал, что в сельскохозяйственных угодьях региона преобладают соответственно:

черноземы оподзоленные 519,6 тыс. га (25,3%) и 493,6 тыс. га (29,8%), черноземы выщелоченные 225,1 тыс. га (10,9 %) и 212,2 тыс. га (12,8 %), темно-серые лесные 426,3 тыс.га (20,7 %) и 395 тыс.га (238 %), серые лесные 401,2 тыс.га (19,6 %) и 367,2 тыс.га (22,1 %), светло-серые лесные 125,5 тыс.

га (6,1 %). Прочие почвы имеют подчиненное значение и суммарно занимают соответственно 359,9 (17,9 %) и 76,5 тыс. га (4,6 %).

По гранулометрическому составу во всех категориях земель преобладают тяжелосуглинистые (1046,7 тыс. га или 51,0%), среднесуглинистые (168,2 тыс. га или 34,4%), супесчаные и песчаные разновидности, которые по всем категориям сельхозугодий занимают всего 1,3 %.

Это означает, что по своим генетическим свойствам большинство почв региона являются плодородными и только около 15% из них относятся к низкоплодородным.

Результаты агрохимического обследования пахотных почв, за 8 туров с 1964 по 2012 гг. приведены в приложении. Они позволили установить, что в Орловской области наиболее бедны гумусом серые лесные почвы западной зоны. Доля площадей в последнем туре с низким и ниже среднего его содержанием составляет здесь 57,4%. Следует отметить, что в западной и центральной природно-экономических зонах сохраняется выраженная тенденция снижения посевных площадей с низким содержанием гумуса, тогда как в юго-восточной зоне, наоборот, их количество несколько увеличивается, что, очевидно, связано с высокой интенсивностью эксплуатации здесь пахотных земель (таблица 3.4.1).

Обеспеченность гумусом пахотных земель центральной зоны, в которой преобладают темно-серые лесные почвы и оподзоленные черноземы, является более удовлетворительной – в ней имеется лишь 24,5% таких почв.

Почвы юго-восточной зоны, представленные наполовину темно-серыми лесными почвами, оподзоленными и выщелочными черноземами, имеют наиболее благоприятное гумусовое состояние. В этой зоне большая часть площадей (95,6%) представлены почвами со средним, выше среднего и высоким содержанием гумуса.

Общеизвестна роль гумуса и его влияние на плодородие почвы, урожайность и качество сельскохозяйственной продукции. Гумус в почве является основным аккумулятором питательных веществ, оказывает положительное влияние на ее биологические и химико-физические свойства.

В сложных соединениях, содержащихся в гумусе, заключено 90% азота пахотного слоя, 60% фосфора, 80% серы и большое количество других макро- и микроэлементов, которые необходимы для питания растений, а также им обусловливает влагоемкость, поглотительная способность и биологическая активность почв, эффективность применяемых средств химизации и продуктивности пашни.

Плодородие обеспечивается определенным соотношением «активной» и «пассивной» фаз гумуса. В условиях хозяйственного истощения состав гумуса сдвигается в сторону преобладания «пассивной» фазы высокой степени гумификации. Содержание гумуса достигает минимальных значений, тем меньших, чем легче почва по механическому составу.

Окультуривание почв обогащает гумус «активной» фазой.

Выделяют следующие основные причины убыли гумуса в почве – это общее ухудшение экономического положения в хозяйствах, значительные и постоянно возрастающие затраты на использование удобрений, отсутствие способов, предотвращающих усиление минерализации органического вещества, ухудшение водно-физических свойств почв и потери в результате эрозии.

Органические коллоиды гумуса составляют основу поглотительного комплекса, а свежеобразованный перегной, кроме того, обладает клеющей способностью, играющей важную роль в восстановлении водопрочной структуры. Стоит еще добавить, что гумусовые вещества повышают буферность почвы, сорбируя часть находящихся в почвенном растворе солей, предупреждают отрицательное воздействие некоторых из них при избыточной концентрации. Взаимодействие гумуса почвы с микрофлорой позволяет пополнять запасы доступных для растений форм питательных веществ и сбалансировать имеющие место нарушения при внесении минеральных удобрений по срокам и количеству.

Есть немало экспериментальных данных, показывающих прямую связь высоты и устойчивости урожаев от содержания гумуса в почве. Например, по данным Белорусского НИИ почвоведения и агрохимии, на дерновоподзолистой супесчаной почве при изменении гумуса от 1,35 до 3,08 % урожайность ячменя повышалась с 12,7 до 36,2 ц/га.

Аналогичная закономерность выявлена по приведенным обобщенным данным Почвенного института им. В.В. Докучаева: если при содержании гумуса 3…4% урожайность принять за 100 %, то при 2…3 % она снижается до 80…90 %, при 1,5…2 % – до 75…80 %, а при содержании гумуса 1,5 % урожайность снижается всего до 55…60 %.

Уровень содержания гумуса в почве является решающим фактором получения высокой урожайности культур и повышения эффективности вносимых минеральных и органических удобрений.

По результатам почвенных обследований, проведенных ФГБУ «Центр химизации и сельскохозяйственной радиологии «Орловский», в последние два десятилетия в различных типах почв Орловской области происходил интенсивный процесс снижения содержания гумуса (таблица 3.4.1).

За период между пятым (1989…1993 гг.) и восьмым (2007…2012 гг.) турами обследований содержание гумуса в почвах снизилось на 0,3…0,8 %.

Наибольшее потери гумуса наблюдались в наиболее плодородных черноземных и темно-серых лесных почвах, которые составили в этот период 0,5…0,8 %.

–  –  –

Необходимо сказать, что снижение содержания гумуса происходило и раньше – еще при интенсивном ведении земледелия, соблюдении севооборотов, наличии развитого животноводства и внесении навоза по данным тех лет в количестве более 4 т/га. Снижение содержания гумуса в интенсивном земледелии можно объяснить наличием в структуре посевных площадей значительно большей доли пропашных культур, при возделывании которых этот процесс идет более интенсивными темпами, чем под зерновыми культурами. Причем, наибольшее снижение содержания гумуса наблюдалось также в черноземных и темно-серых лесных почвах.

Приведенные данные подтверждают результаты других многочисленных исследований, которыми установлено, что потери гумуса тем больше, чем выше его исходное содержание в почве. Для легких почв (песок, супесь, суглинок легкий) уровень содержания гумуса считается высоким, начиная с 1,5 %, для тяжелых (суглинок средний и тяжелый, глина легкая) – с 2 %.

Внесение органических удобрений - основной прием окультуривания различных типов почв – от дерново-подзолистых почв до черноземных, который поддерживает оптимальный уровень гумусированности.

Минерализация гумуса под пропашными культурами и чистым паром выше, чем под зерновыми, а многолетние травы обогащают почву органикой, поэтому необходимо вводить плодосменные севообороты с многолетними травами. Минеральные удобрения также положительно влияют на динамику гумуса, но на кислых почвах они эффективны только при проведении известкования.

В условиях современного земледелия поступление органического вещества с корневыми и пожнивными остатками не восполняет потерь гумуса. Количество вносимого навоза также не может оказать существенного влияния на пополнение его запасов в почве.

В связи с современным положением сельскохозяйственного производства резко сократилось применение минеральных и органических удобрений в полеводстве, что приводит к сокращению запасов гумуса и истощению почвы. Например, Н.А. Батяхина (1998) отмечает, что в серой лесной среднесуглинистой почве при отсутствии органических удобрений запасы гумуса в почве ежегодно снижаются на 5,8 ц/га. Запашка соломы ржи дважды за ротацию севооборота в сочетании с внесением навоза в занятом пару и посевом сидератов повышает содержание гумуса в слое почвы 0…20 см на 3,4…7,6 ц/га, а в слое 20…30 см – на 4,2…4,0 ц/га.

Подобное состояние гумусового фонда почвы в типичных черноземах Курской области отмечает В.И. Лазарев, Н.Я. Колосов, (2002). Внесение в течение 5 ротаций севооборотов полного минерального удобрения и навоза не предотвращало уменьшения содержания гумуса в почве в зернопропашном и пропашном севооборотах: содержание гумуса достоверно уменьшилось на 0,38…0,49 %.

За период с 2000 и по 2010 год в Орловской области количество вносимых органических удобрений уменьшилось с 588,9 до 488,5 тысяч тонн. В пересчете на всю площадь пахотных земель (1662,7 тыс. га) в Орловской области в настоящее время в почву вносится в среднем всего лишь около 0,3 т навоза на 1 га пашни.

В таблице 3.4.2 представлено количество органических удобрений, вносимых под сельскохозяйственные культуры за последнее десятилетие.

–  –  –

Удельный вес площади, на которой применялись органические удобрения, за истекшие 10 лет составлял от 1,3 до 2,1 % от всей посевной площади. В 2012 году этот показатель немного повысился и стал составлять 2,1.%. Это видимо произошло за счет внесения в почву соломы.

До 1990 года применение навоза под одну из основных полевых культур – картофель считалось обязательным агротехническим приемом. В последние же годы происходило постоянное снижение количество вносимой органики – в 2000 году в среднем на 1 гектар пашни вносилось по 2,5 тонны навоза, в 2005 году – всего лишь по 0,02 тонны, а в 2010 году органические удобрения под эту культуру вообще не вносились.

Уменьшение вносимых в почву органических удобрений обусловлено тем, что в течение последних 20 лет в Орловской области уменьшилось производство навоза вследствие значительного снижения поголовья сельскохозяйственных животных (таблица 3.4.3).

–  –  –

За период с 1991 по 2012 годы в области происходило постоянное и устойчивое снижение поголовья сельскохозяйственных животных. Так, численность крупного рогатого скота – основного производителя навоза за этот период уменьшилось с718,1 до 137,0 тысяч голов, или в 5,2 раза. В ближайшем будущем не следует ожидать быстрого восстановления поголовья КРС, так как численность коров в области в 2012 году составляла всего 53,7 тысяч голов. За этот период снизилось также поголовье свиней и овец.

В настоящее время применение в достаточных количествах навоза возможно лишь в хозяйствах, где нормально функционирует животноводческая отрасль.

Одним из важных агрохимических показателей плодородия почв является обеспеченность их усвояемым фосфором (таблица 3.4.4).

В области около 60% почв с низким содержанием фосфора и обменного калия, 57% бедны гумусом. Более 70% площадей сельхозугодий имеют почву с высокой кислотностью (рН 4…5), которая оказывает отрицательное влияние на развитие большинства растений и многих полезных почвенных микроорганизмов.

–  –  –

% % % %

–  –  –

Таблица 3.4.

5 – Динамика площадей с различным содержанием фосфора в почвах пашни Орловской области (тыс. га) Площадь пахотных почв в различные годы 1964…1969 1970…1975 1976…1983 1984…1988 1989…1992 1993…1999 2000…2006

–  –  –

Выявлено, что после 1984 года, почв с очень низким и низким содержанием подвижных фосфатов на полях Орловской области существенно уменьшилось. В большей степени это характерно для почв юговосточной и центральной зон, где площадь таких почв составляет соответственно 114,9 и 83,2 тысяч га или 23,6 и 19,7% от пахотный пашни области. В западной зоне площадь пашни с очень и низким содержанием фосфора составляет всего 33,2 тыс. га или 12%.

Полученные экспериментальные данные по калию характеризуют почвы области несколько иначе (таблица 3.4.6).

Таблица 3.4.

6 – Динамика площадей пахотных почв с различным содержанием калия на территории Орловской области (тыс. га) Площадь пахотных почв в различные периоды и годы 1964…1969 1970…1975 1976…1983 1984…1988 1989…1992 1993…1999 2000…2006

–  –  –

1970...1975 1976...1983 1984...1988 1989...1992 1993...1999

–  –  –

Западная зона (дерново-подзолистые, светло- и темно-серые лесные) Сильно кислые 10,2 19,6 19,6 19,1 18,5 27,6 7,5 Средне кислые 100,5 176,9 171,8 162,7 130,6 103,1 60,9 Слабо кислые 192,0 139,99 133,9 131,4 126,7 117,3 101,7 Близкие к нейтр. 53,6 25,9 29,2 42,7 61,8 58,3 43,5 Нейтральные 26,0 24,5 23,7 21,7 33,4 33,0 15,9 Итого по зоне: 382,3 386,9 378,2 377,6 371,0 339,3 229,5 Центральная зона (серые, темно-серые лесные почвы, оподзоленные черноземы) Сильно кислые 1,8 2,6 4,6 2,3 4,6 11,0 5,7 Средне кислые 122,7 185,1 194,6 158,2 141,8 149,5 115,9 Слабо кислые 364,2 342,4 326 314,7 252,7 218,7 257,3 Близкие к нейтр. 94,1 60,2 63,7 102,7 121,7 104,2 99,4 Нейтральные 52,0 42,2 34,8 46,5 59,6 47,0 32,7 Итого по зоне: 634,8 632,5 623,7 624,4 579,8 530,4 511 Юго-восточная зона (темно-серые лесные почвы, черноземы ) Сильно кислые 0,3 0,3 6,1 0,5 Средне кислые 113,6 127,0 149,7 180,3 155,7 99,6 167,7 Слабо кислые 450,5 464,7 427,4 368,7 355,5 305,5 381,7 Близкие к нейтр 50,9 43,6 67,9 84,4 101,6 118,6 101 Нейтральные 11,8 14,8 11,9 23,1 34,5 32,5 18,4 Итого по зоне 626,8 650,1 656,9 653,8 647,6 562,3 669,3 Всего по области 1643,9 1669,5 1658,8 1658,8 1598,4 1432,0 1409,8 Наряду с содержанием в пахотных почвах фосфора и калия, особого внимания заслуживает и уровень их кислотности. Выявлено, что площади кислых почв в области за последние годы выросли до 80% и поэтому проблема их известкования продолжает оставаться актуальной (таблица 3.4.7).

Наиболее высока доля почв с сильно и средне кислой реакцией среды находятся в западной зоне (29,8 %), где преобладают серые лесные почвы. В центральной и юго-восточной зонах она составляет соответственно 23,7 и 25,1 % и за 13-летний период достигнуто некоторое равновесие. В тоже время в западной зоне идет выраженное увеличение площадей кислых почв.

В целом, агрохимическое состояние почвенного покрова Орловской области можно охарактеризовать следующим образом: почвы, хотя в большинстве своем и плодородны, но распределены по территории неравномерно и по определенным агрохимическим показателям (содержанию гумуса, калия, фосфора, кислотность) в некоторых местах имеют выраженную тенденцию к ухудшению. Наихудшее положение отмечается, прежде всего, в западной природно-экономической зоне.

Следовательно, это указывает на необходимость в конкретных почвенноклиматических условиях, всеми возможными путями обеспечить растения оптимальным количеством основных элементов питания. Одним из значимых факторов решения этой проблемы является разработка научнообоснованной системы применения удобрений. Все проводимые в этом направлении мероприятия должны быть дифференцированы и спланированы с учетом комплекса факторов, таких как: климатические особенности зоны, тип почв, баланс питательных веществ, кислотность, особенности применения средств химизации, ожидаемый уровень урожайности и т.д.

3.5. Обеспеченность растений основными элементами питания

Нашими исследованиями подтверждено, что применение минеральных удобрений по-прежнему является важным фактором формирования высокого и устойчивого урожая сельскохозяйственных культур. Наиболее детальную реакцию на внесение минеральных удобрений можно рассмотреть на специально поставленных опытах с яровой пшеницей.

Так, наибольшая прибавка урожайности (в среднем на 0,75 т/га или 13,1%) от использования минеральных удобрений отмечена, прежде всего, в годы с благоприятными погодными условиями, а в засушливых условиях их эффективность резко снижается - в среднем на 7,9% (рисунок 3.5.1).

Урожайность,

–  –  –

При использовании удобрений наблюдается и увеличение практически всех показателей качества зерна: натура зерна была выше на 3…4 г/л, стекловидность на 5…8%, содержание клейковины на 2…4%. При этом упругость клейковины находилось в основном в пределах 1 группы качества (таблица 3.5.1).

–  –  –

По сравнению с контролем, отмечено положительное влияние удобрений и на формирование элементов структуры урожая: количество колосков и зерен в колосе яровой пшеницы увеличивалось на 2,5…3,5%, масса зерна с колоса - на 10,6%, масса 1000 зерен - на 1…2%, при определенной стабильности продуктивной кустистости.

Проведенные нами расчеты показывают, что для получения урожайности зерновых в размере 40 ц/га в природно-климатических условиях Орловской области необходимо внести на гектар по действующему веществу: на светло-серых лесных почвах 66,7кг азота; 126,4 - фосфора и 76,9 кг калия; на серых лесных - 16,7 кг азота; 107,2 фосфора и 76,9 кг калия;

на темно-серых лесных: 33,3 кг азота, 68,8 кг фосфора и 53,8 кг калия; на черноземах - 145,8кг азота, 56,3 кг фосфора и 30,8 кг калия (таблица 3.5.2).

Еще большие объемы минеральных удобрений требуются для получения 70 центнеров зерна с гектара, так как на всех типах почв остается высокий дефицит основных элементов питания (таблица 3.5.3).

–  –  –

техногенного и биологизированного путей, на что указывалось выше.

Последний включает в себя, кроме насыщения севооборотов бобовыми и учет сортовых особенностей сельскохозяйственных культур.

–  –  –

Распространенным фактором снижения устойчивой продуктивности является почвоутомление. Оно приводит к повышению удельного веса агрономически менее ценной микрофлоры в почвенной среде, снижению биохимической активности и повышению фитотоксичности почвы вследствие аллелопатических явлений.

Почвоутомление имеет реальное проявление в конкретных хозяйственных условиях. Проведенные нами исследования в ряде хозяйств Орловской а также Липецкой, Воронежской и Курской областей показали, что в результате грубых нарушений севооборотов уменьшилась устойчивость черноземных почв к утомлению.

На основании проведенных исследований нами впервые определены пороговые значения фитотоксичности почв.

В качестве диагностических признаков утомления почвенной среды нами предложены следующие показатели:

- токсичность почвы – по изменению энергии прорастания семян тест-культур, а также фитометрические показатели 5…9-дневных проростков тест-культур на почвенных пластинах. При этом наиболее «чуткий»

показатель, как следует из приведенных выше данных, изменение энергии прорастания семян. Ее снижение на черноземных почвах на 10…12% свидетельствует о заметном уровне проявления почвоутомления. Из фитометрических показателей наиболее показательным является величина ингибирования роста корней – при 8…10%-ном уровне следует ожидать появление признаков почвоутомления на уровне продуктивности и состояния агрофитоценозов.

- Содержание фитотоксичных форм микроорганизмов. В утомленной почве содержание фитотоксичных форм бактерий превышает 8…10%, грибов – 30% от общего количества микроорганизмов данных групп.

В настоящее время предложенные нами показатели широко Необходимость в них возникает при введении используются.

узкоспециализированных севооборотов, когда требуется определить момент для проведения мероприятий по предотвращению достижения порогового уровня почвоутомления.

Самым надёжным средством предотвращения почвоутомления остаётся научно обоснованное чередование культур в севооборотах.

До настоящего времени причины, заставляющие осуществлять смену агрофитоценозов во времени и на территории, излагаются в виде схемы, предложенной Д.Н. Прянишниковым. На основании результатов многолетних исследований авторов сделано заключение о том, что почвоутомление проявляется не из-за обеднения почвы земными факторами жизни, а вследствие причин, из-за которых растение не может их использовать.

И эти причины биологического порядка. Биологического - не только в том смысле, в котором их употреблял Д.Н. Прянишников, имея в виду вредоносные объекты. Снижение продуктивности вследствие монокультуры происходит и при выращивании растений в условиях водной, песчаной культуры, на различных субстратах, в полевых строго контролируемых условиях, где фактор засорённости, а также вредители и болезни не могут иметь значение. Следовательно, это причины почвенно–биологического порядка. Они касаются, прежде всего, почвенной биоты и наиболее активной её части – микрофлоры. Они приводят к накоплению в почве отрицательных факторов, совокупность которых составляет почвоутомление – явление ухудшения свойств почвенной среды вследствие бессменного возделывания сельскохозяйственных культур. Оно проявляется, прежде всего, в повышении фитотоксичности почвы.

Распространение вредоносных объектов при бессменном возделывании, как правило, связано больше со снижением конкурентоспособности культурных растений вследствие ухудшения почвенных условий.

Это вовсе не означает недооценки фитосанитарного фактора в снижении урожайности бессменных посевов. Долевое участие таких причин, как повышение засоренности, пораженность растений болезнями и вредителями в величине уменьшения продуктивности часто бывает больше, чем от почвенно–биологических факторов. Однако в иерархии этих факторов последние стоят, как правило, на первом месте, являясь первопричиной последующих негативных изменений.

Особенно наглядно указанная картина проявлялась в проведенных нами опытах при применении гербицидов. Гербициды лишь помогали агрофитоценозу (сообществу культурных растений) конкурировать в борьбе с сегетальной флорой (сорняками). Если эта конкурентоспособность низкая, вследствие слабого развития культурных растений, то гербициды не могут обеспечить эффективного устранения сорняков; на смену одной волне засоренности приходит вторая и эффект от химических обработок снимается.

Таким образом, действие севооборота следует рассматривать как биологическое, а севооборот – как главный биологический фактор в земледелии. Научно обоснованное чередование культур является непременным условием биологизации земледелия.

Следовательно, научно обоснованным чередованием культур создаются условия для приближения характера функционирования агрофитоценозов к естественным условиям. В этом плане севооборот является одним из немногих элементов систем земледелия, действие которых основано на природных механизмах.

Исследования авторов показали, что основным фактором оптимизации почвеннно-биологических процессов в земледелии является севооборот. На основе усиления севооборота как главного биологического фактора должна строиться вся концепция биологизации земледелия.

Севообороту, который способствует получению приемлемых урожаев сельскохозяйственных культур, поддерживая плодородие почв, предупреждая развитие сорняков и болезней, облегчая борьбу с вредителями, принадлежит основополагающее значение в биологизации земледелия. В традиционном земледелии севооборот, выполняя эти же задачи, имеет важное, но вспомогательное значение, в биологическом земледелии – ведущее.

Перспективы севооборотного фактора в связи с экологизацией земледелия невозможно оценить, не осмыслив новой информации, касающейся научных основ чередования культур. В связи с этим были получены новые данные о том, что различные севообороты создают неодинаковые возможности для формирования в почве оптимальных условий для протекания агрономически ценных биологических процессов. Интенсивность почвенных биологических процессов и их направленность улучшаются с увеличением доли многолетних трав.

Были сделаны также выводы о связи изучаемых показателей биологической активности почвы с режимом органического вещества в ней, параметры последнего в севооборотах в большей степени определяются удельным весом многолетних трав.

Таким образом, максимальный учет почвенно–биологического фактора в системах земледелия предполагает использование почвоулучшающих свойств многолетних трав. Это означает, что основой для интенсификации биологических факторов в системах земледелия должны стать севообороты с многолетними травами. Если принять во внимание экономические соображения (необходимость возделывания конкурентной продукции), то можно сделать вывод, что основой биологизации земледелия должен стать принцип плодосмена, означающий достижение оптимального сочетания экологических потребностей и экономических интересов путем использования разнообразия культурных растений в севооборотах с обязательным использованием средовосстанавливающей способности многолетних трав.

В условиях экологизации земледелия стоят задачи использования севооборотного фактора в связи с его биологической ролью, а также с возможностями, которые дает севооборот для рационального использования агроэкологических ресурсов агроландшафтов и предотвращения деградационных изменений в агроландшафтах Задачи эти весьма сложные, их комплексное решение носит оптимизационный характер.

Так как севооборот является важнейшим условием реализации продуктивного потенциала возделываемых культур, то, по результатам исследований авторского коллектива, в условиях экологизации чрезвычайно возрастает необходимость соблюдения следующих севооборотных требований:

а) обеспечение оптимальными предшественниками должно быть главным ограничением при решении задач по оптимизации структуры посевных площадей. Особое значение это имеет для культур, требовательных к предшественникам. Это означает, что площадь посева озимых культур в севооборотах должна быть не меньше площадей их предшественников (пары, многолетние травы, зернобобовые культуры). Площадь пропашных культур (картофеля, сахарной свеклы, подсолнечника) должна быть не меньше площади озимых, чтобы разместить их по озимым культурам.

б) должны строго соблюдаться сроки возврата культур на поле: для зерновых колосовых культур – 1 год, сахарной свеклы – 3…4 года, подсолнечника – 6…7 лет, капустных – 2…3 года, зернобобовых – 2 года, картофеля – 2 года, проса – 2 года. Эти показатели определяют пределы насыщения севооборотов этими культурами и должны учитываться при разработке структуры посевных площадей.

в) набор культур в севооборотах должен быть разнообразным как по видам, так и по сортам возделываемых культур. Это связано с тем, что видовое и сортовое разнообразие культур в севооборотах является фактором повышения устойчивости функционирования агроэкосистем и улучшения взаимодействия агрофитоценозов и почвенной среды.

Однако строгое выполнение этих требований ограничивается рядом причин, главной из которых является специализация.

Севооборот является главным фактором, ограничивающим уровень специализации в земледелии:

если бы не было необходимости чередовать культуры на поле, то не существовало бы очень многих проблем, связанных с многоотраслевым характером растениеводческой отрасли.

Вместе с тем, специализация является объективным процессом в растениеводстве, и необходимо искать пути повышения уровня специализации севооборотов. Между тем, чем уже набор возделываемых культур в севооборотах, тем больше такие чередования по своему влиянию на почвенную среду приближаются к бессменным посевам: в частности повышается токсичность почвы, в структуре микробоценозов возрастает удельный вес фитотоксичных форм. Нашими исследованиями было установлено, что увеличить долю каких–либо культур в севооборотах можно лишь при использовании больших количеств удобрений и пестицидов. Однако при этом данные ресурсы расходуются не на получение дополнительной продукции, а на достижение того уровня продуктивности, который можно получить и без их применения в оптимальных севооборотах.

В связи с этим в условиях биологизации земли важно не допустить чрезмерного насыщения севооборотов одной культурой или культурами одной биологической группы, особенно для культур, требующих строгого чередования. Так для специализированных севооборотов это повышение в

Орловской области достигается следующими путями:

– введением повторных посевов некоторых культур после предшественников, оказывающих длительное благоприятное влияние на состояние почвенной среды. Например, после хорошо удобренного чистого пара возможен повторный посев озимых. Повторные посевы зерновых колосовых культур могут быть осуществлены после многолетних трав 2…3 летнего пользования.

– введением севооборотов с культурами разных видов и разного систематического положения, но дающими основную продукцию одного вида и имеющую сходную технологию. Это могут быть как длинноротационные севообороты, так и севообороты с короткой ротацией.

Например, севооборот горох – озимые – вика – яровая пшеница имеет 100% культур, дающих зерно. Для осуществления технологий их возделывания применяется в основном, одинаковый набор орудий. Однако благодаря разной биологии этих культур такой севооборот может функционировать вполне устойчиво при среднем уровне продуктивности. Можно привести и другие схемы: горох – озимая рожь –гречиха – ячмень; однолетние травы – озимые – крупяные – яровые зерновые и т.п.

Изложенные выше схемы пригодны к введению в хозяйствах, в том числе фермерских, расположенных на более плодородных почвах – черноземных и темно–серых лесных.

На дерново-подзолистых и серых лесных почвах необходимо в структуре севооборотной площади иметь многолетние травы. Например, многолетние травы – озимые – крупяные – ячмень и т.п.

Общим правилом для всех специализированных севооборотов должно быть расширение набора возделываемых культур за счет введения промежуточных посевов, сидеральных паров и т.п. Это позволит приблизить специализированный севооборот по характеру его действия на почву к многовидовому севообороту. Первоочередным назначением промежуточных культур, многолетних трав и бобовых растений в специализированных севооборотах должно быть не получение продукции, а оздоровление почвенной среды, состояние которой изменяется в неблагоприятную сторону под влиянием культур доминирующей группы. Важнейшее значение в условиях специализации севооборотов является внесение в почву органических удобрений, сидератов и других биодинамически активных веществ.

Введением в севооборот таких посевов, а также использованием органических удобрений достигается активизация почвенных биологических процессов во время перерывов в возделывании культур доминирующих групп. В условиях высокой биологической активности почвы происходит устранение почвоутомления, накапливающегося за счет действия на почвенную среду культур одной биологической группы, улучшается фитосанитарное состояние почвенной среды.

Ранее рекомендованные 8-польные севообороты не всегда полно отвечают современным требованиям при формировании отношений между землепользователями. В этом плане, а также для решения задачи сохранения и повышения плодородия почвы весьма актуально внедрение севооборотов с узкой специализацией и более короткой ротацией — 6-, 5- и 2-польных.

Они пластичны, быстро осваиваются, позволяют сократить набор (шлейф) сельскохозяйственных машин для обработки культур и быстро, в зависимости от конъюнктуры рынка, изменять структуру посевных площадей.

Продуктивность севооборота повышается за счёт правильного соотношения и чередования самих зерновых. Сейчас нужны севообороты с короткой ротацией, чтобы под главную зерновую культуру Орловщины озимую пшеницу был сидеральный пар, для которого пригодны все виды люпина, бобово-злаковые смеси, капустные. После уборки озимой пшеницы надо сеять пожнивные сидеральные культуры. Если в паровом поле на сидерат возделывались бобовые или зернобобовые культуры, то пожнивной сидеральной культурой лучше будут капустные, по которым можно возделывать гречиху, просо, ячмень. Следующей культурой может быть горох на зерно, а затем опять озимая пшеница или рожь. Введение в севооборот бобовых и зернобобовых культур сделает его плодосменным, будет способствовать сохранению и воспроизводству плодородия почв.

Севообороты в небольших по размерам хозяйствах (100…500 га) должны быть компактными с короткой ротацией. Вместо севооборота можно практиковать культурооборот или чередование культур только во времени: 1) пар чистый (0,5 поля) и занятый (0,5 поля); 2) озимые; 3) яровые зерновые и крупяные культуры. Затем чистый и занятый пар меняются, и из трёхполки получается шестипольный культурооборот. Внедрение культурооборотов требует разработки специальных рекомендаций.

Факторы биологической интенсификации включают: ведение севооборотов с многолетними и однолетними бобовыми и зернобобовыми культурами; подбор сортов возделываемых культур адаптированных к местным почвенно-климатическим условиям; использование в качестве удобрения фитомассы основных и промежуточных сидеральных культур;

снижение пестицидной нагрузки за счёт применения на предпосевной обработке семян биологически активных веществ; при обработке на перспективу структуры посевных площадей должно соблюдаться агрономической правило – площадь зерновых колосовых (озимые, яровые) равняется площади пропашных зернобобовых, многолетних и однолетних трав, паров; основным принципом построения севооборотов является принцип плодосменности, т.е. ежегодной смены культур из разных хозяйственно-биологических групп, что обеспечивает подбор хороших предшественников и эффективность чередования культур за счёт создания более надёжной защиты растений возделываемых культур от вредных организмов, улучшения условий сохранения и воспроизводства плодородия почв, роста урожайности культур.

В севооборотах с сахарной свеклой не рекомендуется возделывание культур из семейства капустные, т.к. они имеют общих вредителей.

В последние годы существенно расширились посевы кукурузы на зерно и посолнечника. После уборки этих культур в большинстве случаев возможно использование поля лишь в качестве раннего пара. При этом целесообразно провести посев парозанимающей культуры, в качестве которой могут использоваться практически любые бобово-злаковые мешанки. Например, для возделывания подсолнечника может использоваться следующая схема: чистый или сидеральный пар – озимые – рапс – ячмень – горох – озимые – подсолнечник. Аналогичным образом решается вопрос с размещением кукурузы на зерно.

После сои зачастую имеется возможность посеять озимые и ее следует использовать Один из важнейших моментов, значение которого умножается в условиях биологизации земледелия, – усиление роли севооборота как фактора рациональной организации земельной территории. В склоновом земледелии необходимо вводить такую систему севооборотов, при которой бы максимальное использование ресурсов почвенного плодородия в сочетании с достижением максимального противоэрозионного эффекта от действия культур. Это может быть достигнуто путем использования адаптивной способности сельскохозяйственных культур по отношению к конкретным почвенным условиям: смытости почвы, ее агрохимическим агрофизическим свойствам гидротермическим и другим условиям.

В соответствии с нашими рекомендациями агротехнической основой севооборотов на пашне интенсивного использования должны быть пары:

чистые, занятые или сидеральные. Важно определить соотношение площадей чистого и занятого паров. При обосновании площадей чистого пара в качестве главного критерия выбирают его положительное влияние на продуктивность пашни и устойчивость производства наиболее ценной для народного хозяйства продукции растениеводства. Как правило, в занятых парах используют кормовые культуры. В этом случае замена чистых паров занятыми позволяет существенно уменьшить потери органического вещества в почве. Анализ системы севооборотов в хозяйствах «Славянское», «Речица», «Куликовский» и других показал, что площадь посевов кормовых культур на территории Орловской области может составить на занятых парах 130 тыс.га.

Необходимо подчеркнуть также, что на пашне интенсивного использования целесообразно возделывать важнейшую кормовую культуру кукурузу. В предыдущие годы из-за финансовых трудностей, связанных с приобретением семян кукурузы, многие хозяйства области значительно сократили ее посевы. Появились мнения о слабой адаптированности кукурузы к условиям центральных регионов России. Наши исследования показали, что это не так: при правильной агротехнике в условиях Нечерноземья, и тем более Центрального Черноземья, можно гарантированно получать высокие урожаи зеленой массы этой культуры. Основной элемент технологии - рациональная обработка почвы, которая во многом связана со скороспелостью гибридов. В частности, среднеранние гибриды и сорта дают лучшие результаты по вспашке, а позднеспелые - по безотвальной обработке почвы.

Травы рекомендуется вводить в севообороты, прежде всего, для хозяйств, специализирующихся на производстве молока, мяса крупного рогатого скота и выращивании нетелей. В этих случаях целесообразно двухлетнее использование многолетних трав.

На пашне умеренного использования в условиях области применяют зернотравяные севообороты (доля многолетних трав в них 15…40%), а в юговосточных районах применяют дополнительно зернотравянопропашные и зернопропашные севообороты.

По результатам наших исследований экологически обоснованными явились рекомендации по следующим изменениям в структуре посевных площадей: 1) необходимо расширить площади под многолетними травами, прежде всего бобовыми, за счет уменьшения доли менее ценных в агроэкологическом отношении однолетних трав; 2) целесообразно увеличить посевы однолетних бобово-злаковых смесей за счет сокращения посевов овса, ржи, ячменя на зеленый корм, что позволит получать урожайность до 17 т/га зеленой массы высокобелкового корма (120…140 г переваримого протеина на 1 корм. ед.); 3) для более полного использования агроклиматических ресурсов необходимо расширить посевы промежуточных культур, которые следует рассматривать не только как средство для увеличения производства кормов, но и как мощный фактор нормализации экологической ситуации. Благодаря им не только повышается продуктивность пашни и укрепляется кормовая база, но и пополняются запасы свежего органического вещества в почве.

В условиях сложного рельефа особое значение в создании устойчивости агроландшафтных систем имеют почвозащитные севообороты.

Они введены в Орловской области на пахотных землях, выделенных для ограниченного использования. В связи с внедрением многолетних трав продолжительного использования, таких, как козлятник, доля трав в почвозащитных севооборотах может быть существенно повышена. По нашим расчетам, общая площадь, занятая почвозащитными севооборотами, должна составлять в области не менее 34 тыс.га и соответствовать площади пашни ограниченного использования.

Реализация адаптивных принципов означает, что при разработке севооборотов необходимо ориентироваться на увеличение как видового и сортового разнообразия культур, так и коэффициента использования пашни.

С этой целью севообороты максимально насыщают промежуточными культурами.

5. Система воспроизводства плодородия почвы на основе повышения экологической емкости агроэкосистем и оптимизации биологической активности почвы Экономия затрат на воспроизводство плодородия почвы осуществляется через оптимизацию биологической активности почвы и повышение экологической емкости агроэкосистем.

Важнейшее направление интенсификации биологических факторов воспроизводства плодородия почвы этом - использование нетоварной части урожая на удобрение. В процессе реализации концепции биологизации земледелия было достигнуто полное использование этого фактора.

При создании условий для поступления в почву и трансформации фитомассы следует принимать во внимание, что уровень эффективного плодородия почвы определяется не только количеством имеющихся в почвенной среде элементов минерального питания и влаги, но и наличием условий для их использования культурными растениями. Среди последних наименее изучена роль факторов физиолого-биохимического характера, обуславливающих возникновение аллелопатических эффектов.

Исследования, проведенные нами и с нашим участием в различных методических и почвенных условиях, позволяют заключить, что при использовании фитомассы в качестве удобрения, при использовании приемов обработки почвы с накоплением в определенных слоях пахотного горизонта растительных остатков и наблюдается угнетение физиологических процессов роста и развития растений вследствие повышения содержания колинов в почве и их продуцентов - фитотоксических микроорганизмов. С учетом этого должен формироваться посевной слой.

Отрицательные эффекты связаны с определенными условиями протекания деструктивных процессов в почве. При изменении этих условий они могут устраняться, причем нередко ингибирующее действие может сменяться стимулирующим. В частности, такие закономерности отмечены нами при минерализации биомассы культурных растений многих видов. Чем более быстрыми темпами разлагалась биомасса, тем быстрее терялась ее фитоингибирующая способность, тем раньше наступал «порог» перехода ингибирования в стимуляцию.

Несмотря на недостаток знаний, общая картина формирования отрицательных физиолого-биохимических явлений в почвенной среде представляется более понятной, чем закономерности формирования положительных эффектов указанного характера. Изучению последних в агробиологической науке практически не уделяется внимания.

Вопросы почвенного плодородия должны изучаться системно. В этой системе важнейшее место должно быть отведено исследованию процессов круговорота физиологически активных веществ. Почва же является важнейшим элементом в этом круговороте. Изучение процессов поступления физиологически активных веществ в почвенную среду, их дальнейшей трансформации и определение влияния этих веществ на свойства почвы имеет важное научное и практическое значение.

Важное значение при этом приобретает разработка более совершенных способов диагностики и индикации физиологобиохимического состояния почвенной среды. На основе научных исследований разработаны новые технические решения, позволяющие предложить рекомендации по совершенствованию машин и орудий для альтернативного земледелия в направлении создания такого посевного слоя, в котором будут предотвращаться негативные явления вследствие контакта растительных остатков с семенами культурных растений. Был также разработан способ повышения плодородия почвы на основе использования сидеральной массы, позволяющий более эффективно использовать эффект сидерации.

Механизм этого положительного влияния свежей фитомассы был исследован не до конца. В частности известно, что при внесении в почвенную среду свежего органического вещества происходит существенное увеличение ее биологической активности. Однако, в вопросе о том, как в этих случаях интенсификация микробиологических процессов отражается на процессах деструкции гумусового фонда почвы много неясного. Не до конца изученными оставались и другие вопросы, связанные с возможностью использования фитомассы с целью оптимизации биологического состояния почвенной среды. Их решение имеет важное значение для разработки научных основ воспроизводства плодородия почвы на основе активации биологических факторов, что позволит существенно улучшить экологические показатели и эффективность использования земельных ресурсов.

Для получения необходимой информации были проведены исследования, в которых изучалось влияние внесённой фитомассы на интенсивность минерализационных процессов с целью выяснения, каково будет влияние этого приёма на минерализацию органических запасов почвы.

Гипотеза, которая была принята за основную, следующая: если предположить, что внесение органического вещества в почву не оказывает значительных изменений на минерализацию органического вещества почвы, то выделение СО2 из почвы с растительными остатками будет в пределах суммарного выделения углекислого газа из контрольного образца почвы и растительных остатков в песке. В действительности наблюдалось нечто противоположное. Количество углекислого газа, выделившегося из остатков при их разложении в почве и песке в различные моменты времени практически совпадало и было гораздо больше количества СО2, выделившееся из контрольного образца.

При этом отмечена следующая интересная деталь. Количество выделившегося углекислого газа из почвы без внесения растительных остатков было достаточно значительным. Однако разницы в количестве продуцированной углекислоты между компостами с почвой и песком практически не обнаруживалось.

Нет оснований полагать, что наличие почвы замедляет процесс деструкции растительных остатков в почвенной среде. Гораздо обоснованнее говорить о том, что под влиянием свежей фитомассы направленность микробиологических процессов в почвенной среде смещается в направлении её ускоренной минерализации, а интенсивность разложения органического вещества почвы замедляется.

Это дает основание предположить, что улучшение состояния органической части почвы при применении в качестве удобрения растительной биомассы связано с тем, что деструктивные процессы не затрагивают накопленный почвенный запас органики.

Отсюда нами сделано заключение, существенно изменяющее устоявшиеся представления о механизме положительного действия свежей биомассы на баланс гумуса:

постоянное наличие в почве свежего органического вещества является фактором сохранения органического фонда почвы благодаря изменению направленности почвенных биологических процессов в сторону активизации разложения негумифицированной органики.

Минерализация же гумусового фонда почвы существенно замедляется, что создает условия для его сохранения.

Почти 90% нетоварной части урожая составляет солома. Во многих хозяйствах при избытке соломы ранее ее сжигают, что с агрономической точки зрения недопустимо, так как с каждой тонной сгоревшей соломы теряется в среднем 5 кг азота (что соответствует примерно 15 кг такого распространенного азотного удобрения как аммиачная селитра), 820 кг органического вещества и др. При средней урожайности зерновых равной 20…30 ц/га зерна, при сжигании оставшейся соломы на каждом гектаре теряется в среднем 10…15 кг азота (равнозначного 34…51 кг аммиачной селитры), 2460…3690 кг органического вещества.

По результатам наших исследований солому в севообороте можно вносить под любую культуру. Однако реакция отдельных культур на это удобрение различная и определяется в основном потребностью в азоте, сроком посева, длительностью вегетационного периода и т.д.

При внесении разных видов соломы в почву скорость разложения будет различной. Это объясняется неодинаковым содержанием в ней азота.

Меньше всего азота в почву поступает при внесении ржаной и пшеничной соломы, несколько больше овсяной, в 1,5 раза больше при внесении просяной и в 2 раза гречишной и гороховой.

В соответствии с нашими рекомендациями под сельскохозяйственные культуры надо вносить такое количество соломы, какое остается на полях при выращивании предшествующей культуры (если она не используется на другие цели). Обычно оно составляет не более 6 т/га.

Нашими исследованиями установлено, что большое значение для получения эффекта от применения данного вида удобрения имеют сроки его внесения. Наблюдения за динамикой микрофлоры показали, что численность микроорганизмов различается при различных сроках внесения соломы. При осеннем внесении максимальная их численность приходится на сентябрьоктябрь, а при весеннем на май-июнь. Это значит, что при осеннем внесении первичные процессы разложения происходят до посева яровых культур и отрицательного действия широкого отношения С к N не проявляется.

Поэтому надо стремиться к наиболее раннему осеннему внесению соломы, так как в этом случае эффективность ее как удобрения значительно возрастает.

Нами установлено, что вносить солому лучше в верхний слой почвы. В этом случае она при наличии влаги и достаточной аэрации быстро разлагается и вредные для растений органические кислоты не образуются.

Можно вносить растительные остатки под посевной слой. В этом случае образующиеся токсические вещества не наносят вреда проросткам, а в дальнейшем токсичный эффект исчезает, а образующиеся питательные вещества переходят в доступную для растений форму. При заблаговременном (не менее 6 месяцев) компостировании исчезает токсический эффект от разложения соломы заделанной на глубину 20…30 см и эффективность от внесения соломы практически не уступает первым двум способам ее заделки.

По результатам наших исследований бобовые культуры (горох, фасоль, соя, люпин, люцерна, кормовые бобы, клевер и др.) имеют ряд особенностей, которые надо учитывать при удобрении их соломой. Это связано с их способностью с помощью клубеньковых бактерий фиксировать атмосферный азот. При наличии на корнях клубеньков они не испытывают недостатка в минеральном азоте и хорошо растут при его дефиците. Солома содержит экстрактивные вещества, способствующие размножению клубеньковых бактерий. На участках бобовых культур, удобренных соломой, увеличивается количество клубеньков на корнях растений и увеличивается их масса.

После бобовых, удобренных соломой всегда отмечается значительное последействие на последующие культуры, которое распространяется не только на второй, но и подобно удобрению навозом на третий год после внесения.

Важнейшим направлением повышения емкости круговорота веществ в агроэкосистемах является сидерация. Это один из широко доступных, но мало используемых резервов комплексного и эффективного повышения плодородия почв.

Влияние сидерации на почву велико и разнообразно. Однако информация по данному вопросу в большей степени имеется в литературе Западной Европы. Что же касается России, особенно Центральной ее части, то исследований по изучению сидерации как фактора воспроизводства плодородия почвы проведено недостаточно.

Проведенные нами исследования по данному вопросу показали высокую эффективность сидерации. Они касались различных аспектов влияния сидерации на почвенную среду. Результаты показали, что использование сидерации в лесостепи Центральной России является важным резервом повышения эффективного плодородия почвы в паровом клину. При внесении свежего негумифицированного вещества в почву изменялась направленность почвенно-биологических процессов. Поскольку, в отличие от гумуса почвы, зеленая масса является более доступным питательным субстратом, она минерализуется в первую очередь, а минерализация гумусового фонда замедляется вследствие перегруппировки в микробиоценозах почвы. По нашим данным, применение сидератов решает проблему баланса органического вещества в звене предшественник – озимые.

При этом, ведущая роль в накоплении вновь образованного гумуса принадлежит навозу, но сидерация оказывает более сильное влияние на эффективное почвенное плодородие.

Одним из путей повышения продуктивности растений и улучшения плодородия почвы в условиях биологизации земледелия, является использование бактериальных удобрений. Среди них достаточно высокая эффективность доказана у препаратов клубеньковых бактерий торфяного (ризоторфин) и сухого нитрагина (ризобин). Применение этих препаратов приносит существенный экономический эффект и широко используется во многих странах мира. В США ежегодно проводится инокуляция всех семян сои, при этом урожай увеличивается до 30%. В Индии бактеризация семян при внесении извести в почву дает такой же эффект, как применение минеральных азотных удобрений в количестве 100 кг/га. В Англии, Бельгии инокуляция применяется почти на 100% площади, занимаемой бобовыми культурами. В Болгарии их применение на сое дает прибавку урожайности в 2,5 ц/га, содержание белков увеличивается на 0,4…3,2%.



Pages:   || 2 | 3 |
Похожие работы:

«ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ «САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ЛЕСОТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ имени С.М. Кирова» (СПбГЛТУ) 03.02.01 – Ботаника Фонд оценочных средств для проведения промежуточной аттестации аспирантов Кандидатс...»

«НЕКОВАЛЬ СВЕТЛАНА НИКОЛАЕВНА КОМПЛЕКСНАЯ ОЦЕНКА РОДА LYCOPERSICON TOURN. НА ПРИМЕРЕ ВИДОВ: L. ESCULENTUM VAR. PIMPINELLIFOLIUM (MILL.) BREZH., L. ESCULENTUM VAR. CERASIFORME (A.GRAY) BREZH., L. CHEESMANII TYPICUS RILEY И L. ESCULENTUM MILL. МУТАНТНЫХ ФОРМ МО 393, МО 500 Специальность: 06.01.05 – селекция и семеновод...»

«T U Z E HYM \\ National Capacity Needs Self-Assessment for Global Environmental Management (NCSA) PROJECTUZB/03/G31(41) of the Government of Republic of Uzbekistan supported by GEF / UNDP Стратегия и план действий по развитию потенциала для совместного выполнения обязательств по глобальным экологическим конвенциям ООН:...»

«УДК 632.937.19+579.66:632.951+582.232/. 275–155.7 Гольдин Е. Б. Биологическая защита растений в свете проблем XXI века Южный филиал Национального университета биоресурсов и природопользования Украины «Крымский агро...»

«1 «ПЕДАГОГИКО-ПСИХОЛОГИЧЕСКИЕ И МЕДИКО-БИОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫ ФИЗИЧЕСКОЙ КУЛЬТУРЫ И СПОРТА» Электронный журнал Камского государственного института физической культуры Рег.№ Эл №ФС77-27659 от 26 марта 2007г №4 (3/2007) УДК 37.037.2 АНАЛИЗ ПАРАМЕТРОВ ДВИГАТЕЛЬНОЙ АКТИВНОСТИ В ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ДОУ Кандидат педагогических наук, доцент Г.Н. Голубев...»

«ЗЕЛЕНКОВА ИРИНА ЕВГЕНЬЕВНА ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ ГИПОКСИЧЕСКОЙ УСТОЙЧИВОСТИ СПОРТСМЕНОВ РАЗЛИЧНОЙ КВАЛИФИКАЦИИ ПРИ ДОЗИРОВАННЫХ ФИЗИЧЕСКИХ НАГРУЗКАХ 03.03.01 – Физиология Диссертация на соискание ученой степени кандидата медицинских наук Научный руководитель: доктор медицинских наук Вагин Юри...»

«Портативный прибор «Синапсис МИСТ» Портативный прибор «Синапсис МИСТ» многофункциональное электромиографическое устройство, предназначенное для регистрации биосигналов мышц накожно и при игольча...»

«1 СОДЕРЖАНИЕ ИНТЕРПАЙП СТАЛЬ – производитель высококачественной стальной заготовки Повышение уровня самообеспеченности стальной заготовкой Инновационные Технологии Danieli Собственная инфраструктура завода 76% Персонал...»

«СЕМЁНОВА АЛИНА АСАТОВНА ВЛИЯНИЕ ГЛИАЛЬНОГО НЕЙРОТРОФИЧЕСКОГО ФАКТОРА (GDNF) НА ПОВЕДЕНИЕ И СЕРОТОНИНОВУЮ СИСТЕМУ МОЗГА МЫШЕЙ С ГЕНЕТИЧЕСКОЙ ПРЕДРАСПОЛОЖЕННОСТЬЮ К ПАТОЛОГИЧЕСКОМУ ПОВЕДЕНИЮ 03.03.01 физиология Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук Новосибирск – 2016 Работа...»

«Задание-33 www.ctege.info Раздел 2 Клетка как биологическая система 2.1. Клеточная теория, ее основные положения, роль в формировании современной естественнонаучной картины мира. Развитие знаний о клетке. Клеточное...»

«НАУЧНЫЕ ВЕДОМОСТИ | Серия Естественные науки. 2012. № 21 (140). Выпуск 21/1 10 УДК 635.9:581.4:631.527 МОРФОБИОЛОГИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА СОРТОВ ГЛАДИОЛУСА ОТЕЧЕСТВЕННОЙ И ЗАРУБЕЖНОЙ СЕЛЕКЦИИ В УСЛОВИЯХ ЦЧР * О.В. ЮДИНА ГНУ Всероссийкий В статье пр...»

«Администрация Томской области Департамент природных ресурсов и охраны окружающей среды Департамент общего образования ОГУ «Облкомприрода» В.Б. Купрессова, Н.П. Литковская, Г.Р. Мударисова, М.А. Павлова ЭКОЛОГИЯ Примеры, факты, пробл...»

«Том 7, №6 (ноябрь декабрь 2015) Интернет-журнал «НАУКОВЕДЕНИЕ» publishing@naukovedenie.ru http://naukovedenie.ru Интернет-журнал «Науковедение» ISSN 2223-5167 http://naukovedenie.ru/ Том 7, №6 (2015) http://naukovede...»

«Шлеева Маргарита Олеговна ПОКОЯЩИЕСЯ ФОРМЫ БАКТЕРИЙ РОДА MYCOBACTERIUM: ПОЛУЧЕНИЕ, БИОХИМИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ РЕАКТИВАЦИИ. Специальность 03.00.04 – биохимия АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук Москва-2004 Работа выполнена в лаборатории «биохимии стресс...»

«ГАВРИЛОВ Алексей Александрович ПРОСТРАНСТВЕННАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ ГЕНОМА ЭУКАРИОТ В КОНТЕКСТЕ РЕГУЛЯЦИИ ТРАНСКРИПЦИИ Специальность 03.01.03 – молекулярная биология АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени доктора биологических наук Москва 2015 Работа выполнена в лаборатории структурно-функциональной организации хромосом и группе...»

«Межгосударственная БЮЛЛЕТЕНЬ Координационная май Водохозяйственная № 1 (67) Комиссия Центральной Азии СОДЕРЖАНИЕ ПРОТОКОЛ 66-ГО ЗАСЕДАНИЯ МЕЖГОСУДАРСТВЕННОЙ КООРДИНАЦИОННОЙ ВОДОХОЗЯЙСТВЕННОЙ КОМИССИИ (МКВК) РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН, КЫРГЫЗ...»

«Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Нижневартовский государственный университет» Естественно-геогра...»

«l=2!,=/ VI b“!%““,L“*%L *%/-*%.-!.,, C% %./ =*!%-,2= chdpnan`mhj` РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ НАУК Институт биологии внутренних вод им. И. Д. Папанина Материалы VI Всероссийской школы-конференции по водным макрофитам ГИДРОБОТАНИКА 2005 Борок, 11—16 октября 2005 г. Рыбинск 2006 ББК 28.082 М...»

«Бета-глюканы (Список литературы). Бета-глюканы из клеточных стенок дрожжей. Бета-глюканы представляют собой полисахариды с длинной цепочкой, структурным звеном которой является глюкоза. Биологическая активность глюканов зависит от многих факторов: типа и конфигурации связей между составляющими ост...»

«БИОЛОГИЯ Под редакцией академика РАМН профессора В.Н. Ярыгина В двух книгах • Книга 1 • Издание пятое, исправленное и дополненное Рекомендовано Министерством образования Российской Федерации в качестве учебника для студентов...»

«Михайлова Анна Андреевна Нейрои психофизиологические особенности формирования темперамента у детей-сирот в раннем возрасте Специальность 03.03.01 Физиология Диссертация на соискание ученой степени кандидата биологических наук Научный руководитель: профессо...»

«2 010 Российская академия сельскохозяйственных наук Всероссийский научно-исследовательский институт картофельного хозяйства имени А. Г. Лорха Всероссийский научно-исследовательский институт фитопатологии Биологический факультет Московского государственного университета имени М. В. Л...»

«Малышев Антон Викторович ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ РАССТРОЙСТВ АУТИСТИЧЕСКОГО СПЕКТРА И ДЕПРЕССИИ; ПОИСК ПУТЕЙ ПЕПТИДЕРГИЧЕСКОЙ КОРРЕКЦИИ 03.03.01 – Физиология АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата биологическ...»

«БЛЯХАРЧУК Татьяна Артемьевна ПОСЛЕЛЕДНИКОВАЯ ДИНАМИКА РАСТИТЕЛЬНОГО ПОКРОВА ЗАПАДНО-СИБИРСКОЙ РАВНИНЫ И АЛТАЕ-САЯНСКОЙ ГОРНОЙ ОБЛАСТИ (ПО ДАННЫМ СПОРОВО-ПЫЛЬЦЕВОГО АНАЛИЗА БОЛОТНЫХ И ОЗЁРНЫХ ОТЛОЖЕНИЙ) 03.02.01 – Ботаника АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание уче...»

«Биокарта Phrynohyas aff. venulosa КРАСНОПЯТНИСТАЯ КВАКША Phrynohyas aff. Venulosa Pepper Treefrog Составили: Нуникян Е.Ф. Дата последнего обновления: 29.10.11 1. Биология и полевые данные 1.1 Таксономия Отряд Бесхво...»

«Государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Ставропольский государственный медицинский университет» Министерства здравоохранения Российской Федерации ГБОУ ВПО СтГМУ Минздрава России КАФЕДРА БИОЛОГИИ УТВЕРЖДАЮ П...»

«3. Проблемы регуляции в живых и предбиологических системах ЭФФЕКТЫ РЕГУЛЯЦИИ ВО ВРЕМЕННОЙ И ПРОСТРАНСТВЕННОЙ ДИНАМИКЕ ПОПУЛЯЦИЙ РЫБ Е. А. Криксунов Биологический факультет МГУ им. М.В.Ломоносова А. Е. Бобырев Институт проблем экологии и эволюции им. А.Н.Северцова РАН Проблема динамики популяций животных настолько многогран...»








 
2017 www.pdf.knigi-x.ru - «Бесплатная электронная библиотека - разные матриалы»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.