Адаптивно - ландшафтные системы земледелия рсо-алания: проблемы и задачи

УДК 631,582

АДАПТИВНО - ЛАНДШАФТНЫЕ СИСТЕМЫ ЗЕМЛЕДЕЛИЯ РСО-АЛАНИЯ: ПРОБЛЕМЫ И ЗАДАЧИ

,

СКНИИГиПСХ, с. Михайловское,

РСО-Алания

В работе рассматриваются основные разновидности адаптивно-ландшафтных систем земледелия  РСО-Алания, обеспечивающие повышение продуктивности пашни и рентабельности сельскохозяйственного производства на 10-12 %.

Ландшафтная организация земледелия является в настоящее время наиболее передовым и прогрессивным направлением в аграрной науке. Переход на ландшафтные системы земледелия должен позволить решить комплекс важных вопросов: упорядочить использование земли и других природных ресурсов, улучшить охрану окружающей среды, а также снижения техногенной нагрузки на природные объекты, дифференцировать технологии сельскохозяйственного производства и т. д [1].

До последнего времени при разработке систем земледелия ос­новная цель заключалась в достижении заданного уровня урожайности с.-х. культур, и усилия ученых и практиков были направлены на удовлетворение биологических потребностей растений. На новом этапе разработки и совершенствования систем земледелия цель максимального производства продукции остается, но достигаться она должна на основе максимально сбалансированного использования ресурсного потенциала без ущерба для окружающей среды [2,3].

В основу разработки ландшафтных систем земледелия должны быть положены принципы, использование которых обеспечит
условия для расширенного воспроизводства плодородия почв и устойчивое ведение отрасли. Это системный подход, учитывающий
зональность, адаптивность культур, и технологий их возделывания
к условиям местности, природоохранную направленность, социально-экономическую целесообразность, экологическую безопасность и эстетическую привлекательность. Это достигается путем рациональной трансформации земельных угодий; подбора культур и совершенствования структуры посевных площадей, адаптированной
к местным почвенно-климатическим и гидрологическим условиям,
дифференцированного размещения с.-х. культур по ареалам пашни
с учетом сопряженного влияния агроэкосистем; рационального использования природных кормовых угодий; противоэрозионных комплексов; оптимального отвода с.-х. угодий под другие виды угодий
(лесные насаждения, гидротехнические сооружения и т. п.) [4,5].

Опыт освоения зональных систем земледелия уже с середины 80-ых годов показал необходимость более глубокое их дифференциации к различным применительно к различным агроэкологическим условиям и адаптации их к различным уровням интенсификации производства, хозяйственным укладом к рынку сельскохозяйственной продукции. Выходом из сложившегося положения могло быть только освоение устойчивых и безопасных систем земледелия на ландшафтной основе с максимальным использованием биоклиматического потенциала и при оптимальном сочетании природных и антропогенных ресурсов.

Основоположник адаптивно-ландшафтного земледелия акад. на Алтае разработал контурно-мелиоративную систему земледелия, положившую начало новому направлению в земледелии.

Академиками РАСХН и (2000) разработана методология агроэкологической оценки земель, проектирование адаптивно-ландшафтных систем земледелия и агротехнологий в России. Она положена в основу концепции формирования высокопродуктивных экологически устойчивых агроландшафтов, положивших начало научным исследованиям в различных регионах страны, в т. ч. и в Северной Осетии [6].

Территория РСО-Алания расположена одновременно в равнинной, предгорной и горной частях региона. Здесь резкая смена ландшафтов – от полупустынь до вечных снегов и ледников, что определяет своеобразие и неоднородность не только природных условий, но и почв. Основной закономерностью распределения почв, как и всего комплекса природных, является вертикальная зональность и высотная поясность. Только в равниной части региона встречается более четырех типов почв: каштановые, лугово-черноземные карбонатные, выщелоченные и оподзоленные. Значительные площади засорены камнями, переувлажнены, обладают повышенной кислотностью, подвержены ветровой и водной эрозии, 80% почв подстилаются галечником или плотными горными породами на глубине 15-20 см, 70% земель расположены на склонах с крутизной более 3-50 [7].

Организационно-хозяйственные мероприятия в горах должны сводиться к правильной организации территории с учетом характера рельефа, свойств почвы, эрозионного состояния угодий, почвозащитного влияния различных сельскохозяйственных культур. Все эти меры на эродированных или эрозионно-опасных землях должны быть направлены на снижение процесса эрозии. На склонах крутизной 1-7є поля и рабочие участки должны быть прямоугольной формы и размещаться длинными сторонами поперек основного склона; на более крутых склонах  целесообразно полосоное размещение культур поперек склона. В севооборотах должны преобладать посевы многолетних трав и полностью отсутствовать пропашные культуры.

Земли, расположенные на склонах крутизной более 8-10є, отводят под сплошное залужение или многолетние насаждения с предварительным террасированием.

Использование склоновых земель для выращивания сельскохозяйственных культур зависит от места расположения их над уровнем моря. На низкогорных площадях до 1000-1200 м н. у.м. с достаточным количеством тепла и продолжительным вегетационным периодом выращивают зерновые сплошного посева (пшеница, рожь, ячмень, овес), пропашные (кукуруза, картофель, сорго), зернобобовые (соя, горох, вика).

На среднегорных (1200-2200 м н. у.м.) землях выращивают картофель, яровые зерновые, многолетние травы и кормовые культуры на зеленый корм.

На средне-высокогорных (2200-3000 м. н. у.м.) землях культивируются картофель, многолетние травы и однолетние кормовые культуры на зеленый корм и сено (овес с горохом, викой в смеси), горчица белая с овсом сплошным рядовым способом, а для приготовления силоса можно сеять кукурузу с подсолнечником с шириной междурядий 35-40 см и густотой 300-350 тыс. растений на гектар поперек склонов.

Высокогорные участки (3000 м и выше н. у.м.), в сильной степени утратившие свои положительные агротехнические свойства, и малопродуктивные для возделывания сельскохозяйственных культур, подлежат переводу из пашни в сенокосы и пастбища, а также залужению.

Одним из основных элементов систем земледелия на ландшафтной основе является адаптивное размещение сельскохозяйственных культур, которое базируется на агроэкологической группировке пахотных земель и обеспечивает устойчивое удовлетворение потребностей населения в продуктах питания и промышленности в сырье.

На южных склонах и низко расположенных участках возделывают обычные районированные сорта.

На высоко расположенных землях северных склонов с прохладным летом целесообразно на пашне размещать сорта с укороченным вегетационным периодом с достаточной холодоустойчивостью – озимую рожь, корнеклубнеплоды, пивоваренный ячмень и картофель для обеспечения нужд жителей гор [8,9].

Одним из факторов стабилизации плодородия пашни явля­ется положительный баланс органического вещества в почвах.

Как показали наши исследования, одни минеральные удоб­рения без органических (навоз и др.) не приводят к стабильному повышению плодородия почвы и высоким урожаям. Важную роль в решении повышения плодородия почвы и стабилизации продуктивности растений имеют подсевная и пожнивная сиде­рация. В качестве подсевной сидеральной культуры клевер - под покровом ярового ячменя или овса с запашкой всей фитомассы под озимую пшеницу - обеспечил повышение содержания гуму­са в почве на 0,02 % и стабильно высокие урожаи зерна озимой пшеницы - 58,6 ц/га высокого качества. Весьма эффективен в предгорьях пожнивной посев капустных культур - рапса, редьки масличной, горчицы белой и их многокомпонентных смесей с ози­мой рожью, овсом, райграсом однолетним под пропашные куль­туры.

С интенсификацией систем земледелия в XX веке произошло снижение гумуса в пахотных почвах на 15-25 %, а в ряде случаев потери достигли 40% и более. Одним из приемов улучшения ба­ланса гумуса является внесение соломы.  Cолома по сравнению с навозом является наиболее простым, доступным и дешевым способов регулирования гумусного состояния почвы. Прирост урожая с применением соломы, в наших опытах, дости­гался при меньшем количестве внесения азота, фосфора и калия на едини­цу урожая. Более эффективными способами заделки соломы в почву в севообороте оказались два варианта: ежегодная вспаш­ка с равномерным распределением измельченной соломы по все­му пахотному профилю (вертикальная мульча) и ежегодное плос­корезное рыхление с оставлением соломы на поверхности почвы (горизонтальная мульча). Внесение соломы обеспечило прирост продуктивности севооборота в среднем на 6 %. На фоне умерен­ной дозы минеральных удобрений и средств защиты растений оно эффективно обеспечило положительный баланс гумуса.

Важное место в ландшафтных системах земледелия отводит­ся переходу на минимальную обработку почвы, что позволяет экономить 25-30% топлива по сравнению с обычной обработкой. При правильном комбинировании технических средств можно сэкономить 15-20 % ГСМ, а при использовании технологии уп­лотненных посевов затраты на единицу площади снижаются на 60-70 %.

Главное заключается в том, что при интенсивных обработ­ках проявляются отрицательные изменения в почве; она переуп­лотняется, ухудшаются ее структура, водно-физические и биоло­гические свойства; ускоренно протекают процессы минерализа­ции органического вещества и потери элементов питания, а так­же гумуса; резко снижается интенсивность деятельности микро­организмов. Переуплотнение почвы техникой значительно по­высило сопротивление обработке, увеличилась глыбистость и глубина распространения существенного уплотнения, снизилась ее водопроницаемость, эффективность вносимых удобрений, воз­рос недобор урожая.

В зависимости от набора культур в севообороте и почвенно-климатических условий применяют различные комбинированные системы обработки почвы, сочетающие отвальную вспашку (под пропашные культуры) при одновременном внесении органичес­ких, фосфорных и калийных, а также местных цеолитосодержащих удобрений в запас на ряд лет с безотвальными способами обработки почвы, глубокой и мелкой культивацией, чизелеванием, дискованием вплоть до прямого посева под непропашные культуры. Если не используются органические удобрения и си­дерация, то вместо отвальной вспашки применяется глубокое рыхление.

В целом же исходят из необходимости всесторонней оценки положительных и отрицательных последствий полного или час­тичного отказа от вспашки, чтобы не допустить недобора уро­жая и снижения плодородия почвы. Возможности сокращения обработки почвы ограничиваются неблагоприятными водно-физическими свойствами, наличием уплотненных горизонтов и другими факторами. Минимализация обработки почвы предус­матривает сокращение глубины и частоты основной обработки, а также применение комбинированных почвообрабатывающих и посевных агрегатов.

В засушливых условиях степной зоны почвозащитная обра­ботка почвы имеет отчетливо выраженную направленность в сторону минимализации до нулевой, а в сложных ландшафтах предгор­ной зоны противоэрозионная обработка должна включать так­же глубокое рыхление, щелевание и другие способы, обеспечи­вающие аккумуляцию влаги и сокращение поверхностного сто­ка. На практике важно учитывать степень уплотнения и типы почвы, засоренность полей, погодные условия, чередование куль­тур в севообороте и другие факторы.

Для изучения состояния пашни в горной зоне на горно-луго­вых почвах при крутизне склона до 5° северо-западной экспози­ции на высоте 1450 м н. у.м. (с. Даргавс) заложен шестипольный почвозащитный севооборот с чередованием культур: 1) овес+многолетние травы; 2) многолетние травы I т. п.; 3) многолетние травы 2 т. п.; 4) овес на зерно; 5) озимая рожь на зерно; 6) карто­фель. В связи с ограниченной в условиях гор площадью пашни, пригодной под картофель, практикуется повторное и бессмен­ное его возделывание. Поэтому для таких участков разработан биологизированный способ возделывания картофеля с использованием различных органических удобрений и сидеральных культур.

В результате проведенных исследований содержание гумуса в пахотном слое в горах уменьшается за год под зерновыми куль­турами на 0,3-0,4 т/га, под картофелем - на 1,5-2 т/га и только под многолетними травами 2 г. п. не улавливались изменения в его содержании. Пылеватая фракция почвы увеличивалась под картофелем на 10-12 %, а под зерновыми культурами на 2-3 %.

Многолетние травы улучшали водопрочность почвенных агре­гатов на 4-6 % и сводили к минимуму содержание пыли в почве. Объемная масса почвы под всеми культурами севооборота нахо­дилась в пределах оптимальных значений (0,95-1,18 г/см3).

Внесение перепревшего навоза в расчетных дозах под посад­ки картофеля, при запрограммированной урожайности 200 ц/га,  обеспечило получение 197 ц/га экологически чистого картофеля, выращенного без применения химических средств.

Многолетние травы с урожайностью 500-600 ц/га зеленой массы и рожь озимая с урожайностью 40-42 ц/га зерна обеспечи­вают высокую конкурентную способность по отношению к сор­някам и сводят к минимуму сток и смыв почвы за счет мощного растительного покрова и фитомелиорирующей способности их корневой системы.

На склоновых землях предгорий повсеместно наблюдается тенденция усиления эрозионных процессов, потери гумуса, ухуд­шение физико-химических свойств почв и снижение их плодоро­дия. Так, запасы гумуса на плакоре в слое почвы 0-10 см состави­ли 4,5, в слое 10-20 см - 4,3 и в 20-30 см - 2,8 %, на склоне содер­жание гумуса снижалось до 3,6 %, а к тальвегу возрастало до 4,7 %. На пахотных склоновых землях, занятых кукурузой, по­чти ежегодно образуются промоины глубиной до 20-25 см, а уро­жайность зерна снижается в 2-3 раза. Эти данные говорят о не­обходимости научно обоснованного подбора культур и их чере­дования на пахотных землях предгорий.

На выщелоченных черноземах в предгорной зоне на высоте 600 м н. у.м. сравнивалась эффективность восьмипольных траво­польных и зернопропашного севооборотов. В результате экспе­риментов установлено, что типы севооборотов, подбор культур и их чередование оказывают влияние на содержание гумуса, структурно-агрегатный состав, водопрочность агрегатов и объем­ную массу почвы. Запасы гумуса в травопольном и зернопро-пашном севооборотах под различными культурами варьирова­ли в пределах 5,64-6,21 %, меньше гумуса - 5,64 % было под про­пашными культурами, под зерновыми культурами сплошного посева - 5,92 и больше всего гумуса оказалось под многолетни­ми травами -6,11- 6,12%).

Разрабатываемые коллективом ученых института экологи­чески безопасные технологические приемы при выращивании зерновых, кормовых культур и картофеля, почвозащитные, ин­тенсивные севообороты с внедрением травосеяния, чередование биологически различных культур и фитомелиорантов против сорняков, широкое применение в качестве удобрений - навоза, сидератов, местных руд цеолитов, а также контурно-мелиоратив­ная система земледелия, минимальная, разноглубинная и повер­хностная обработки почвы позволяют получать стабильные уро­жаи экологически чистой продукции. При этом обеспечивается охрана природы от загрязнения, энтомофауны от гибели, сба­лансированность в ландшафтах пашни, лесов, кустарников, вод­ных источников и др., почва не подвергается эрозии и восста­навливается утраченное плодородие с.-х. угодий, нормализуется приземная воздушная среда за счет существенного сокращения химобработок и перевода части сильно эродированных земель на консервацию на 5-7 лет путем залужения.

На основании многолетних данных НИР рекомендуем сле­дующие примерные адаптивно-ландшафтные системы земледе­лия по основным природно-климатическим зонам гор и предго­рий Северного Кавказа.

Горная зона, где преобладает водная эрозия; с сильно рассе­ченными ландшафтами, сложенными из глинистых, щебеночно-супесчаных и известняковых отложений. В основе адаптивно-лан­дшафтного земледелия - экологическая сбалансированность уго­дий: пашни-леса-луга, водных источников.

В структуре посева важное место должны занимать много­летние бобовые и бобово-злаковые травосмеси, а также карто­фель, зерновые, зернобобовые культуры и овощи. Сложность рельефа, мелкоконтурность, малая мощность гумусового слоя, сформированного на горных породах, высокая уязвимость тер­риторий требует:

       - контурной и контурно-полосной обработки почвы при кон­турно-мелиоративной организации территории;

на северных и северо-западных склонах – почвозащитных, плодосменных и травопольных севооборотов с возделыванием корне-клубнплодов, зерновых и холодостойких овощных куль­тур; на южных склонах - возделывания преимущественно зер­новых и зернобобовых культур;

преимущества альтернативного земледелия с применением органических удобрений;

               -применения безотвальной и минимальной обработки по­чвы навесными культиваторами чизельного типа под мелкосемянные культуры;

контурно-ступенчатой вспашки плугом с одновременным гребневанием под картофель, корнеплоды и многолетние бобо­вые культуры;

       -формирования плакорных, склоновых и тальвеговых агро-фитоценозов с залужением крутых склонов (7-9 и более градусов);

подзимнего щелевания с внесением удобрений и мелкока­пельного орошения на южных склонах гор с целью влагонакопления; рекультивации отвалов, шахт, сильноэродированных и дру­гих бросовых земель.

Предгорная зона, где выпадает достаточное и повышенное количество осадков и наибольший ущерб в сельском хозяйстве наносит водная эрозия; характеризуется холмисто-равнинными и среднегорными ландшафтами, сложенными глинистыми слан­цами, суглинистыми и гравийно-галечниковыми подстилающи­ми породами. Здесь значительный удельный вес занимают тяже­лые смытые почвы, половина которых - подстилаемые и засо­ренные камнями. Организация территории - прямолинейная и прямолинейно-контурная.

На склоновых землях - контурно-мелиоративная система земледелия с формированием буферных полос, а на равнинной части - адаптивно-ландшафтная.

Научно-обоснованные севообороты - травопольные, плодо­сменные, зернотравяные и зернопропашные. Максимальное уп­лотнение севооборотов промежуточными культурами на зерно, корм и многокомпонентная сидерация до 35-40%, которые уси­ливают их биологическую, фитосанитарную, почвозащитную и экологическую роль.

Система разноглубинной, безотвальной и комбинированной минимальной обработки почвы с использованием чизельных плугов и культиваторов и метода прямого посева кукурузы, сои и подсолнечника.

Технология возделывания с профилированием поверхности почвы в гребни и гряды под картофель создает оптимальные ус­ловия для возделывания пропашных культур, с учетом охраны окружающей среды. Удобрения органо-минеральные с известкованием кислых почв и рыхление с кротованием, щелеванием и гребневанием на тяжелых периодически переувлажняемых почвах, за счет осадков и подтопления.

Почво-водоохранный комплекс направлен на охрану силь­но эродированных земель с последующим залужением и облесе­нием. Сочетать с регулированием уровня нитратов и пестицидов в воде, почве и растительной продукции, максимальным исполь­зованием факторов биологизации

воспроизводства плодородия почвы при чередовании культур в севооборотах на принципах плодосмена и использования сидератов в пару и на зяби, нето­варной части урожая на удобрения, а также применения подсти­лочного и жидкого навоза. Сочетать с интенсификацией и мак­симальным использованием симбиотической и ассоциативной азотфиксации (посевом бобовых культур).

Равнинная степная зона, где проявляется в основном ветро­вая эрозия, а также совместное действие ветровой и водной. Она характеризуется равнинными, волнистыми, среднерасчлененными ландшафтами, которые сложены лессовидными и песчано-галечниковыми отложениями. В этих условиях в первом мини­муме - влагообеспеченность.

Поэтому непременным условием должны быть:

прямолинейная и прямолинейно-контурная организация территории с полосовыми посевами поперек направления вет­ров; почвозащитный комплекс от ветровой и водной эрозии (тех­нологий, специальные с.-х. орудия и др. приемы);

  - рациональная структура посевных площадей;

освоение паропропашных севооборотов на богаре и зерно-травяно-пропашных на орошаемых землях с уплотнением про­межуточными сидеральными культурами и сидеральным паром; использование многокомпонентных смесей кормовых и зер­новых культур для повышения проективного покрытия поверх­ности почвы и продуктивности пашни; почвозащитная плоскорезная и чизельная обработка по­чвы в сочетании с отвальной вспашкой; влагонакапливающая технология обработки почвы - ми­нимальная с поверхностным покрытием почвы растительными остатками; экономичные способы орошения, интенсивные технологии возделывания с.-х. культур, оптимум норм внесения удобрений и интегрированная защита растений;

Таким образом, адаптивно-ландшафтные системы земледелия, обеспечивают повышение продуктивности пашни на 12 %, расширенное воспроизводство почвенного плодородия и устойчивость агроэкосистем.

Литература

1. Модель адаптивно-ландшафтной системы земледелия (АЛСЗ) для горной зоны РСО – Алания/ , ,  и др. – Владикавказ, 2010. – 100с.

2.  , , Модель адаптивно-ландшафтной системы (АЛСЗ) для предгорной лесостепной зоны РСО-Алания.// Известия Горского государственного аграрного университета. Т.48, ч.1, Владикавказ, 20011. –С.25-29.

3. ,   Агроэкологическая оценка земель Республики Адыгея.  //Земледелие. – № 3 . – 2012. – С. 21-23.

4. Модель адаптивно-ландшафтной системы земледелия (АЛСЗ) для предгорной зоны РСО – Алания./, , и др. – Владикавказ, 2008. – 185с.

5. Адиньяев, горных и склоновых земель. Владикавказ: Изд-во ФГОУ ВПО «Горский агроуниверситет», 2010. – 672 с.

       6.   Агроэкологическая оценка земель, проектирование адаптивно-ландшафтных систем земледелия и агротехнологий /  , - Москва,  ФГНУ «Росинформагротех», 2000.-784с.

7. , , Разработка адативно-ландшафтной системы земледелия для предгорной зоны РСО-Алания //Известия ГГАУ  - Том 49 часть4.,21012г - С.79-83.

8. Усовершенствованные севообороты для горной зоны РСО-Алания. // Научная жизнь, 2013. – №2 –С.49-53.

9. , , Агроэкологическая районирование и основные разновидности адаптивно-ландшафтных систем земледелия горной зоны РСО-Алания// Известия ГГАУ  - Том 50 часть1., 2013г - С.68-71.