Использование природно-климатического ресурса при проектировании адаптивно-ландшафтных систем земледелия

Размещено на http://www.allbest.ru/

Использование природно-климатического ресурса при проектировании адаптивно-ландшафтных систем земледелия

Рыбалкин Б.А.

Кандидат сельскохозяйственных наук

Овчинникова О.В.

аспирант, Научно-исследовательский институт сельского хозяйства Центрально-Черноземной полосы имени В.В. Докучаева

Аннотация

Для адаптации земледелия КХ “Новая жизнь” Аннинского района Воронежской области применительно к местным агроэкологическим факторам, был проведен анализ природных и хозяйственных условий и создан проект адаптивно-ландшафтной системы земледелия (АЛСЗ).

При разработке проекта АЛСЗ для КХ “Новая жизнь” принималось во внимание то, что хозяйство занимается выращиванием зерновых, зернобобовых и масличных культур. При подборе культур учитывалась возможность более полного раскрытия биологического потенциала этих культур в конкретных погодно-климатических условиях. Рассмотрены перспективы развития животноводства, которое ориентировано на такие отрасли, как молочное и мясное скотоводство.

Ключевые слова: система земледелия, природно-климатические ресурсы, структура посевных площадей, севооборот, экономическая эффективность.

Abstract

For adaptation of agriculture of KH “New Life” of the Anninsky administrative district of the Voronezh region in relation to local agroecological factors, the analysis of natural and economic conditions was carried out and the project of the adaptive and landscape system of agriculture (ALSZ) is created.

When developing the ALSZ project for KH “New Life” that the economy is engaged in cultivation of grain, leguminous crops and sunflower was taken into account. At selection of cultures possibility of fuller disclosure of biological potential of these cultures in concrete weather climatic conditions was considered. Prospects of development of animal husbandry which is focused on production of milk and meat are considered.

Keywords: system of agriculture, climatic resources, structure of cultivated areas, crop rotation, economic efficiency.

Данная научно-исследовательская работа была выполнена в ФГБНУ “НИИСХ ЦЧП” в рамках Программы приоритетных научных и прикладных исследований до 2018 года “Разработать адаптивно-ландшафтные системы земледелия для различных агроэкологических районов Воронежской области”. В 2015 году в соответствии с планом НИР выполнялся этап “Разработать адаптивно-ландшафтную систему земледелия для северного агроэкологического района Воронежской области”, входящий в вышеназванную тему. ландшафтный агроэкологический земледелие

КХ “Новая жизнь” Аннинского района расположено в северном агроэкологическом районе Воронежской области, и представляет собой типичное (модельное) хозяйство для этого агроэкологического района.

Как показывает анализ производственной деятельности предприятия, средняя урожайность сельскохозяйственных культур, достигнутая за последний период, превышает среднерайонные показатели, однако, технологическая и экономическая эффективность хозяйствования далека от оптимальной. По ресурсам атмосферного тепла и влаги потенциал продуктивности земледелия вдвое превышает существующий уровень. Традиционные агротехнологии и организация территории не обеспечивают защиту почв от эрозии и дефляций.

Цель проекта заключается в разработке системы взаимоувязанных мероприятий, увеличивающих урожайность сельскохозяйственных культур и экономическую эффективность производства сельскохозяйственной продукции на исследуемых земельных угодьях на 35-40 %. При этом должна обеспечиваться экологическая устойчивость агроландшафтов.

Данный проект создан с использованием новой методологии формирования адаптивно-ландшафтных систем земледелия и агротехнологий, разработанной в РГАУ-МСХА им. К.А. Тимирязева. Для обоснования проектных решений был обобщен обширный материал почвенных, агрометеорологических, экологических и других исследований, прямо или косвенно относящихся к объекту проектирования.

Климатические условия северного агроэкологического района Воронежской области

Среднегодовая температура воздуха +5,1°С. Самый холодный месяц - январь со средней температурой воздуха -10,2°С, самый теплый - июль со средней температурой +20,2°С.

Средние даты перехода среднесуточной температуры воздуха через 0°С отмечаются весной 29 марта, и осенью - 12 ноября. Период со среднесуточными температурами 0° и выше составляет - 228 дней.

Начиная с 13 апреля и по 21 октября среднесуточная температура воздуха не опускается ниже +5°С (общий вегетационный период), при этом складываются благоприятные условия для роста и развития всех районированных культур. Общий вегетационный период составляет 191 день. По среднемноголетним данным сумма среднесуточных температур за этот период составляет 2775°С.

Для теплолюбивых культур и активного роста всех возделываемых культур большое значение имеет продолжительность периода с температурой воздуха более +10°С (период активной вегетации). Переход среднесуточной температуры воздуха через +10° по среднемноголетней норме приходятся весной на 25 апреля и осенью - на 30 сентября. Продолжительность этого периода составляет 157 дня, а сумма активных температур равняется 2550°. Сумма активных температур является показателем теплообеспеченности растений данной территории. Умеренно континентальный климат с холодной зимой и жарким летом позволяет возделывать в хозяйстве практически все культуры традиционно произрастающие в Воронежской области. Годовая норма осадков (Р) составляет 500 мм. За период с температурой +10°С и выше сумма осадков равна 267 мм. Испарение влаги за это же время составляет 505 мм. Гидротермический коэффициент равен 1,05, что позволяет отнести территорию землепользования к зоне недостаточного увлажнения, а, в связи с тем, что из трех лет один год является засушливым, то территорию данного хозяйства можно отнести и к зоне неустойчивого увлажнения. В течение вегетационного периода осадки выпадают также неравномерно. Минимум осадков по многолетним наблюдениям выпадает в феврале и марте (по 30 мм), максимум в июле (64 мм). Весной перед началом вегетации в слое 0-100 см почвы запасы продуктивной влаги в среднем составляют 148 мм. Периоды без осадков, превышающие 10 дней, в мае или июне бывают ежегодно. В засушливые годы периоды без осадков могут равняться 25-39 дням. При весенних засухах относительная влажность воздуха может опускаться до 7-8 %, а в летний период до 9-14 %, что влечет за собой значительное угнетение, а иногда и гибель растений.

В малоснежные зимы, которые довольно часто повторяются, озимые подвергаются вымерзанию. Промерзание почвы в такие годы достигает 1 метра. Средняя продолжительность периода от полного схода снежного покрова до наступления физической спелости почвы (возможности проведения полевых механизированных работ) составляет 15-25 дней в зависимости от суточного нарастания температуры воздуха, типа почвы, элемента рельефа и экспозиции склона.

Анализ природно-ресурсного потенциала хозяйства показал, что по ресурсам атмосферного тепла и влаги потенциал продуктивности выращиваемых культур в 2-2,5 раза выше существующего среднего уровня. Достижение верхнего предела продуктивности объективно ограничено сложными почвенно-ландшафтными условиями. Тем не менее, в хозяйстве имеются значительные резервы повышения эффективности производства за счет адаптивной экологизации системы земледелия и интенсификации агротехнологий.

Суть проблемы сводится к приведению земледелия в соответствие с природными условиями хозяйства, т.е. адаптации его применительно к перечисленным выше агроэкологическим факторам.

Ландшафтное землеустройство и оптимизация использования пашни

Адаптивно-ландшафтное земледелие предусматривает принцип дифференцированного использования пахотнопригодных земель в производстве сельскохозяйственной продукции. Так на плакорных землях целесообразно выращивание сахарной свеклы, подсолнечника, зерновых колосовых и зернобобовых культур, на слабо- и среднеэрозионных землях - возделывание зерновых колосовых, кукурузы, частично подсолнечника. На сильноэрозионных землях целесообразно возделывание многолетних трав. Такое использование земель было бы наиболее рациональным с агроэкологических позиций.

Дифференцированный подход может быть реализован при проведении специальных исследований и составлении проекта.

При землеустройстве территории хозяйства были определены границы угодий, решались вопросы трансформации пашни, размещения лесных полос, дорог, границ полей севооборотов, организации пастбище- и сенокосооборотов, запланированы мероприятия по мелиорации пашни и защиты земельных угодий от эрозионных процессов. Именно организация территории больше, чем другие мероприятия, предопределили содержание и структуру проекта.

Предварительный подбор сельскохозяйственных культур осуществлялся как с учетом наиболее эффективного использования биоклиматического потенциала, так и с учетом рыночной конъюнктуры и опыта возделывания тех или иных культур в хозяйстве. Чередование культур запланировано таким образом, чтобы каждая культура в севообороте высевалась по лучшему предшественнику.

Эффективная реализация агротехнологий в значительной мере обусловлена структурой почвенного покрова и его свойствами. Применение интенсивных агротехнологий в условиях контрастных структур почвенного покрова нерационально по причине получения нестабильных урожаев и невысокого качества продукции. В результате резко снижается рентабельность производства. Проблема усугубляется еще и сложностью ландшафтов, представленных различными категориями земель с повышенной эрозионной опасностью.

Дифференциация земель на разные категории сельскохозяйственного использования и размещение полей на пашне проводились на основе детального изучения почвенного покрова, рельефа и климата, с учетом экологических потребностей культурных растений в факторах произрастания.

Поскольку почвы хозяйства можно сгруппировать в один довольно большой структурно-однородный массив, то в данном случае допускается в границах данного хозяйства организовать один крупный (13-польный) севооборот (рисунок 1). Средне- и сильно эродированные земли были выведены за границы севооборота под постоянное залужение.

Под постоянное залужение, в первую очередь, были отведены малопродуктивные участки пашни, обусловленные контрастными компонентами в структуре почвенного покрова нерегулируемой природы (рельеф, почвообразующие породы и т.п.), а также участки, где в встречаются небольшие пятна солонцеватых почв, солонцы и сезонно-переувлажненные почвы.

Почвы с регулируемыми лимитирующими факторами (солонцеватые почвы, солонцы и др.) возможно будет включить в севооборот с применением интенсивных технологий только после проведения мелиоративных работ. В этом случае будет достигнута максимальная отдача от природных почвенно-климатических ресурсов.

Обследование почв хозяйства показало, что они не отличается большим разнообразием по гранулометрическому составу, поэтому необходимости дифференцированного размещения культур с учетом этого фактора и применения дифференцированных технологий возделывания, особенно систем обработки почвы, на данном земельном массиве не требуется.

Рис. 1. На плакорных землях и пологих склонах со слабосмытыми почвами расположен полевой зернопаротравянопропашной севооборот. Земли с вкраплениями контрастных пятен почвенной структуры выведены за границы севооборота под постоянное залужение.

На структурно-однородных плакорных и слабоэродированных землях целесообразно сосредоточение производства сахарной свеклы, подсолнечника, зерновых колосовых и бобовых культур, на структурно неоднородных слабо- и среднеэродированных участках пашни - производство зерна, кукурузы на силос и частично маслосемян [1]. Такое использование земель было бы наиболее рациональным и с агроэкологических позиций.

Не надо доказывать, что на отдельных элементах рельефа, обусловленного экспозициями склонов, в связи с сильно различающейся их теплообеспеченностью и влагообеспеченностью создаётся свой микроклимат. Размещение сортов сельскохозяйственных культур в ландшафте должно осуществляться таким образом, где они в наилучшем режиме обеспечиваются факторами жизни с наименьшими затратами на преодоление лимитирующих факторов с одной стороны, а с другой - осуществляется их средостабилизирующее влияние на компоненты природы [2]. Другими словами, место возделывания культурного растения в агроландшафте определяется с учетом конкретных условий окружающей среды, обусловленных рельефом.

Определение специализации производства в соответствии с агроэкологическими, рыночными и хозяйственными условиями

В соответствии с природными условиями данное хозяйство может специализироваться на производстве зерна, маслосемян подсолнечника, мяса крупного рогатого скота, молока, мяса свиней, сахарной свеклы. При благоприятных экономических условиях (близости перерабатывающих предприятий, достаточно высоких ценах реализации) целесообразно возделывание сахарной свеклы в севооборотах типа: пар - озимая пшеница - сахарная свекла - ячмень - кукуруза. Можно ориентироваться на среднеклиматически обеспеченную урожайность сахарной свеклы при интенсивной агротехнологии более 400 ц/га, учитывая при этом, что содержание сахара в свекле здесь значительно выше (на 3-4%) чем в более северных лесостепных районах.

Отношение к кукурузе на зерно в регионе достаточно сдержанное. Условия для ее возделывания в целом благоприятны, хотя в фазе цветения часто бывают засушливые периоды, что сильно снижает урожайность этой культуры.

Для развития скотоводства здесь имеются возможности создания мощной кормовой базы за счет организации пастбищ на непахотных угодьях, производства кормов в севооборотах на средне- и сильноэрозионных землях.

Но так как специализация производства помимо природных условий определяется возможностью реализации продукцию на рынке, близостью пунктов сдачи товарной продукции и др., а также производственной базой товаропроизводителя, то хозяйство, скорее всего, будет заниматься производством зерна, маслосемян, мяса КРС и молока.

В перспективе хозяйство предполагает увеличить долю зерновых культур. В этой связи необходимо предостеречь хозяйство о возможных в будущем проблемах экологического характера с последующим снижением продуктивности пашни. Размещение близких по биологии культур на больших площадях может усилить экологическую напряженность ландшафтов и неизбежно привести их к деградации. Одностороннее использование земель находится в противоречии с требованиями системного подхода к оптимизации агроландшафтов.

Увеличение доли зернового клина в структуре посевных площадей, во-первых, ограничит возможность размещения зерновых культур по лучшим предшественникам, нарушит закон плодосмена в севообороте, во-вторых, усилит напряженность утилизации отходов зернового производства.

С уменьшением поголовья животных снизится производство навоза, возникнет дефицит в органических удобрениях, что в будущем может отрицательно сказаться на экономической эффективности выращивания зерновых и масличных культур.

Оптимизация структуры сельхозугодий и посевных площадей

Расчет структуры посевных площадей выполнен по специальной методике, определяющей основные экономические и производственные показатели деятельности КХ “Новая жизнь” на 2014 г. Разработанная программа производственной и экономической деятельности направлена на эффективное использования пахотных земель и повышение уровня рентабельности предприятия.

В таблице 1 представлена структура сельскохозяйственных угодий хозяйства и количество работников на 100 га сельхозугодий.

При проектировании структуры посевных площадей учитывались объемы производства растениеводческой продукции, необходимые как для реализации, так и для внутрихозяйственных потребностей, при этом обязательным условием являлось сохранение запасов гумуса в полях севооборотов.

Таблица 1 - Состав и размеры сельскохозяйственных угодий. Численность сельскохозяйственных работников

Предварительный расчет объема производства растениеводческой продукции в чистом виде (т) с учетом реализации по рыночным каналам составил: озимой пшеницы - 2370,4 т, озимой ржи - 492,8, озимой тритикале - 295,7; яровых культур: ячменя - 2361,1 т, гороха - 612, овса - 39, гречихи - 140, проса - 129; маслосемян подсолнечника - 1035,6 т.

Расчет посевных площадей для эффективной производственной деятельности предприятия показал, что в хозяйстве необходимо иметь зерновых и зернобобовых всего - 2433 га или 54,3 %, технических - 584 га или 13,0 %, кормовых всего - 1238 га или 27,6 %. Общая площадь посевов составит 4255 га или 95,0 %.

Под чистый пар запланировано использовать 225 га или 5,0 % от площади пашни, что позволит разместить более половины посевов озимой пшеницы по лучшему для нее предшественнику.

Рассчитанная на максимальный экономический эффект, данная структура посевных площадей не вступает в противоречие с требованиями системного подхода к оптимизации агроландшафтов. Структура посевных площадей такова, что полноценно может обеспечивать молодняк и взрослых животных весь пастбищный период зелеными кормами.

Литература

1. Рымарь В.Т., Системы земледелия на ландшафтной основе в Центрально-Черноземной зоне. / В.Т. Рымарь, Г.П. Покудин, В.В. Черенков, М.И. Сальников, В.Г. Мирошник // Достижения науки и техники АПК. 1997, № 2. - С. 14.

2. Лопырев М.И., Проектирование и внедрение эколого-ландшафтных систем земледелия в сельскохозяйственных предприятиях Воронежской области. / М.И. Лопырев. Методическое руководство // Воронеж: Изд-во «Истоки. - 1999. - 187 с.

Размещено на Allbest.ru