агроэкологические требования с/х культур, их адаптивный потенциал, средообразующее влияние и др.
Сущность адаптивно-ландшафтной системы заключается в том, что эффективное хозяйственное использование земель ведется с учетом их дифференциации по агроэкологическим группам в соответствии с конъюнктурой рынка, наличием природных и производственных ресурсов, которые обеспечивают устойчивость агроландшафта и воспроизводство почвенного плодородия.
Целью проекта является:
) Разработка комплексной агроэкологической характеристики земель на основании почвенной карты;
2)обоснование возможности возделывания ряда культур и из рационального размещения на территории, основываясь на агроэкологической оценке каждого ЭАА.
1. Местоположение территории
Ландшафтное районирование.
Бореальный умеренно-континентальный (восточно-европейский) южно-таёжный моренно-водно-ледниковый увалисто-волнистый ландшафт под еловыми и мелколиственными лесами на дерново-подзолистых и болотно-подзолистых почвах.
Почвенно-географическое районирование.
Бореальный географический пояс, Европейско-Западно-Сибирская таёжно-лесная почвенно-биохимическая область, почвенная зона дерново-подзолистых почв южной тайги, умеренно промерзающая почвенно-биоклиматическая фация, среднерусская провинция, рельеф - моренно-водно-ледниковый увалисто-волнистый, преобладающие почвообразующие породы - плоские и плоскохолмистые песчаные и супесчаные.
Природно-сельскохозяйственное районирование.
Южнотаёжно-лесная зона, ниже среднего и среднеобеспеченная теплом, преимущественно избыточно влажная и влажная с преобладанием дерново-подзолистых почв, среднерусская провинция, западная подпровинция, округ плоскоравнинно-волнистый, среднезаболоченный с песчаными и супесчаными дерново-подзолистыми и болотными почвами.
2. Ландшафтный анализ территории
2.1 Агроэкологическая характеристика геоморфологических условий
Агроэкологическая характеристика геоморфологических условий предусматривает выделение морфогенетических особенностей рельефа (генезис, формы и размер конкретных ЭАА) и оценку с точки зрения требований сельскохозяйственных культур к условиям среды и технологии их возделывания, а также влияния на геохимическую обстановку.
Влияние геоморфологических условий на экологию ландшафта многообразно: с ними связано перераспределение веществ и энергии в пределах его отдельных участков (тепла, влаги, растворимых и взвешенных воздушных и водных потоков веществ). Поэтому с условиями рельефа неразрывно связана дифференциация почвенного покрова (СПП), состав, свойства и режимы почв, распределение природной растительности и животного мира, гидрологические условия территории, развитие почвенной эрозии и, как следствие, такого разностороннего влияния на экологию ландшафта - размещение отраслей сельскохозяйственного производства, подбор культур и технология их возделывания, состав севооборотов, условия работы сельскохозяйственной техники. Рельеф во многом определяет особенности процессов миграции и аккумуляции веществ в ландшафте (геохимические экологические особенности). Агроэкологическая оценка земель основывается на оценке каждого элементарного ареала агроландшафта (ЭАА) с последующим анализом результатов и их обобщением для всей территории. ЭАА - участок территории на мезорельефе, характеризующийся однородностью почвенно-литолого-микроклиматических условий и морфологии (размер, форма), определяющих особенности формирования почвенно-экологической обстановки и сельскохозяйственного использования.
Таблица 1
Почвенно-геоморфологическая характеристика ареалов агроландшафта (ЭАА)
№№ ЭААИндекс почвВид ЭПСГеоморфологияСельхозугодияРазмер (площадь) га <5-мелко-контурные, 5-20-средне- и >20 крупно-кунтурныеКрутизна склоновКонфигу-рация (округлая, линейная, разветвлен-ная, лопастная)Экспо-зиция (холодная С, СВ, СЗ; умеренно холодная З, В; теплая Ю, ЮВ, ЮЗ)1-1пятнистостьводоразделпашня>20-Вытянутая-2-1, 2-2, 2-3, 2-7, 2-8, 2-9, 2-10пятнистостьсклонпашня>20, 5-203,5ВытянутаяУмеренная2-4, 2-5, 2-6пятнистостьсклонпашня5-20, <53ВытянутаяТеплая2-11пятнистостьсклонпашня<52,8ОкруглаяХолодная3-1, 3-4, 3-3, 3-9пятнистостьсклонпашня5-202,5ВытянутаяХолодная3-8, 3-2пятнистостьсклонпашня<52,5ОкруглаяУмеренная3-7, 3-5, 3-6пятнистостьсклонпашня>20,5-201,7ВытянутаяТеплая4-1,4-2,4-3пятнистостьсклонпашня5-202,5ВытянутаяТеплая5-1комплексПоймапашня5-20-Вытянутая-6-1пятнистостьПоймапашня>20-Вытянутая-7-1ЭПАСклонпашня5-20-Вытянутая-8-1,8-2пятнистостьСклонпашня5-202,5Округлая-9-1ЭПАсклонпашня5-201,3Округлая-10-1ЭПАЗамкнутое понижениеболото<5-Вытянутая-11-1ЭПАСклонпашня<5-Округлая-12-1,12-2, 12-3, 12-4ОБКОврагипашня-Вытянутая, разветвлуннаяУмеренная13-1, 13-2, 13-3склонпашня<5-ОкруглаяТеплая
Степень расчленённости (коэффициент расчленённости территории):
l = L:P =32,2: = ;
где L - общая длина гидрографической сети, км; Р - площадь, в пределах которой изменяется длина гидрографической сети.
Род - водно-моренно-ледниковые.
Вид - волнисто-холмистые.
Таблица 2
Агроэкологическая оценка ЭАА по геоморфологическим условиям
№№ ЭААИндекс почвВид ЭПСГеоморфологияСельхозугодияРазмер (площадь) га <5-мелко-контурные, 5-20-средне- и >20 крупно-кунтурныеКрутизна склоновКонфигу-рация (округлая, линейная, разветвлен-ная, лопастная)Экспо-зиция (холодная С, СВ, СЗ; умеренно холодная З, В; теплая Ю, ЮВ, ЮЗ)1-1пятнистостьводоразделпашня>20-Вытянутая-2-1, 2-2, 2-3, 2-7, 2-8, 2-9, 2-10пятнистостьсклонпашня>20, 5-203,5ВытянутаяУмеренная2-4, 2-5, 2-6пятнистостьсклонпашня5-20, <53ВытянутаяТеплая2-11пятнистостьсклонпашня<52,8ОкруглаяХолодная3-1, 3-4, 3-3, 3-9пятнистостьсклонпашня5-202,5ВытянутаяХолодная3-8, 3-2пятнистостьсклонпашня<52,5ОкруглаяУмеренная3-7, 3-5, 3-6пятнистостьсклонпашня>20,5-201,7ВытянутаяТеплая4-1,4-2,4-3пятнистостьсклонпашня5-202,5ВытянутаяТеплая5-1комплексПоймапашня5-20-Вытянутая-6-1пятнистостьПоймапашня>20-Вытянутая-7-1ЭПАСклонпашня5-20-Вытянутая-8-1,8-2пятнистостьСклонпашня5-202,5Округлая-9-1ЭПАсклонпашня5-201,3Округлая-10-1ЭПАЗамкнутое понижениеболото<5-Вытянутая-11-1ЭПАСклонпашня<5-Округлая-12-1,12-2, 12-3, 12-4ОБКОврагипашня-Вытянутая, разветвлуннаяУмеренная13-1, 13-2, 13-3склонпашня<5-ОкруглаяТеплая
2.2 Агроэкологическая оценка литологических условий
Влияние литологических условий на агроэкологическую оценку ландшафта проявляется в двух направлениях.
Во-первых, формирующиеся на почвообразующих породах почвы унаследуют (и часто в большей и даже решающей степени) многие особенности их состава, свойств и режимов. Например, гранулометрический и минералогический состав почв прежде всего зависит от показателей породы. Эти показатели состава пород в свою очередь существенно влияют на физико-химические, физические, водно-физические свойства почв и другие их характеристики.
Во-вторых, сама почвообразующая порода, находясь в генетической связи с почвой, оказывает в процессе функционирования почв большое влияние на трансформацию, миграцию и аккумуляцию веществ, на их температурный, водно-воздушный и другие режимы.
Поэтому агроэкологический анализ литологических условий ландшафта предусматривает: 1) оценку влияния пород на водно-воздушные свойства и водно-воздушный режим почвенного профиля (и прежде всего корнеобитаемой зоны), формирование запаса влаги, глубину промачивания, условия дренажа, водоподъемную способность, возможность образования верховодки т.д.; 2) оценку влияния пород на состав и условия миграции различных элементов и веществ, их аккумуляцию. Как интегральный итог такого анализ состава, свойств и режимов пород выявляются литологические ограничивающие факторы показатели, влияющие на подбор возделываемых культур (особенно плантационных), технологию их возделывания (включая мелиоративные приемы) и пути преодоления ограничений.
Характеристика литологических условий в связи с указанным их значением в агроэкологической оценке ландшафта (до глубины не менее 2х метров) проводится по следующим показателям: 1) генезис пород, дающий разностороннюю характеристику;
) мощность рыхлой (мелкозернистой) толщи,
) глубина залегания и особенности подстилающих коренных пород (плотность, состав, наличие вредных соединений и др.);
4) гранулометрический, минералогический и химический состав (карбонатность, засоленность, тип коры выветривания по соотношению SiO2 : R2О3 в иле и др.).
агроэкологический сельскохозяйственный культура возделывание
Таблица 3
Агроэкологическая характеристика литологии
Генетический код породЭАА соответст-вующие данной породеНеблагоприятные показателиОсобенности химического составаМалая мощность мелкоземельных отложенийТяжелый гранулометрический составМощная толща песчаных пород (>1,3 м)КарбонатностьОглеенностьЗаиленностьНаличие погребенных торфяных или гумусовых горизонтовП1,2,3,4,7,10,11,123,11,13106,10А5, 6655Э8,988
.3 Агроэкологическая характеристика (оценка) климатических условий
Значение климатических условий в агроэкологической оценке (характеристике) ландшафта исключительно велико и разносторонне: климатические условия определяют набор возможных возделываемых культур, особенности технологии (сроки, приемы полевых работ, набор техники), формирование и проявление почвенных режимов, специализацию сельскохозяйственного производства и т.д.
. Оценку атмосферного климата;
2. Оценку микроклимата конкретных ЭАА ландшафта в связи с дифференциацией показателей атмосферного климата условиями рельефа, литологии и гидрологии, конкретных распределений аридной растительности и сельскохозяйственных угодий.
Таблица 4
Некоторые показатели климата территории
ПоказательПараметрПоказательПараметрСумма t> 10°1900-2000°Средняя дата образования устойчивого снежного покрова25-30 ноябряДлительность безморозного периода (дни)126-137Средняя дата разрушения устойчивого снежного покрова3-8 апреляmin t°-ры января-43°КУ1.0-1.1max t°-ры июля37°Среднегодовое количество осадков565 мм
Таблица 5
Влияние рельефа и литологии на дифференциацию тепла и увлажнения
Условия рельефаЭААДифференциация увлажненияДифференциация теплаПовышенное увлажнениеУменьшенное увлажнениеУменьшение притока теплаПовышение притока теплаВодораздел1-1+---Овраги, балки12-1, 12-2++--+Привершинные водосборы----Замкнутые понижение нижней части склона+++-++-
Примечание: а) повышенное ± слабое
б) уменьшенное ±± среднее
+±± сильное
2.4Агроэкологическая оценка почв и СПП
Характеристика почвенного покрова является важнейшей частью агроэкологической оценки ландшафта.
Основными принципами ее составления являются:
. Оценка почвенного покрова (и конкретной почвы) в неразрывной связи со всеми условиями среды, в которых функционирует почва и прежде всего с условиями атмосферного климата и рельефа, определяющими водо- и теплообмен территории.
. Оценка уровня плодородия по конкретным показателям строения почвенного профиля, состава, свойств и режимов почвы. Этот принцип предусматривает оценку как общих (общезональных) показателей почвы (строение профиля, гумусового состояния, механического состава, физических и других свойств, режимов), так и зональных особенностей, присущих только определенным типам (например степень и химизм засоления, солонцеватость и др.).
. Принцип учета требований конкретных культур (или их групп, сортов) к почвенным условиям (реакции, питательному, водно-воздушному и др. режимам и др.).
Этот принцип предусматривает дифференциальную оценку показателей почвенного плодородия к разным культурам и ее корректировку в соответствии с технологическими особенностями их возделывания (сроки полевых работ, приемы обработки и ухода и т.д.).
. Оценка СПП по следующим показателям: Класс ПК и их состав, характеристика каждого компонента комбинации по доле участия, размерам площади и уровням плодородия, установление агрономической однородности и совместимости СПП на основе оценки сложности и контрастности.
. Оценка почвы с позиций ее эколого-геохимических особенностей (принадлежность к конкретному ЭГЛ) как компонента ландшафта..
. Оценка с учетом социально-экономических условий землепользования.
Таблица 6
Агроэкологические почвенные факторы, снижающие продуктивность сельскохозяйственных культур, ухудшающие условия обработки и приемы устранения ограничений
№Лимитирующий фактор№№ ЭААУстраняемость ограниченийБез ограниченийРегулирование применением зональной агротехникиСредне-затратные мероприятияВысоко-затратные мероприятияНепреодо-лимые1Слабая окультуренность почв1-13+2Контрастность СПП5-1++3Сложность СПП++4Эродированность почв3,4+5Заболоченность почв5,10+6Неблагоприятный механический состав+7Наличие оглеенных компонентов в СПП а)слабоглееватых б) глееватых в)глеевыхА-3 Б-11 В-10АБВ8Мелкоконтурность (<5 га)3-8, 3-2, 10-1, 11-1, 12-1, 12-4, 13-1, 13-3+9Неудобная конфигурация контуров12, 13+
Таблица 7
Агроэкологическая характеристика СПП территории
Геоморфо-логические условияСППЛимити-рующие почвенные условия (по свойствам почв и СПП) Ограничения для основных культурАгро-номи-ческая одно-род-ность и сов-мести-мостьФормула СПП№ ЭААСложностьКонтрастностьраксчлененностьЗерно-выеПропашные Технические Овощные Плодово-ягодные ОзимыеЯровыеВодораздель-ные земли1-1Склоновые земли2,3,4+++Ложбинно-лощинные земли13+Овражно-балочные земли12++++++Пойменные земли5,65-1+
Таблица 8
Возможное объединение СПП различных геоморфологических частей территории в единый агромассив
Геоморфологические условияФормула СППЭААВозможность объединения при формировании севооборотовПолевой с требовательными культурамиКормовойПочво-защитыйСенокоснопастбищные угодьяВодораздельные территориипятнистость1++Приводораздельные склоныпятнистость2,3,9+Присетевые склоныпятнистость12,13, 3, 4++Пойменные земли: А. дренированные Б. полугидроморфные В. гидроморфныеПятнистость, комплексность5, 6, 7А,ББ, В
2.5 Агроэкологическая оценка геохимических условий
Геохимическая характеристика ландшафта предусматривает оценку всех факторов, влияющих на трансформацию, миграцию, и аккумуляцию веществ, выявление неблагоприятных участков (ЭАА) в геохимическом отношении (участки повышенной миграции, возможного загрязнения и т.п.) и обоснование систем мероприятий, обеспечивающих благоприятный геохимический режим ландшафта.
К показателям, влияющим на геохимическую характеристику ландшафта и подлежащим оценке относятся: климатические условия (показатели тепло- и влагообеспеченности, ветровой режим). С учетом их дифференциации в зависимости от рельефа и литолого-почвенных условий; состав, свойства и режимы пород и почв, характеризующие условия мобилизации, трансформации веществ и миграции воды (растворов); условия рельефа, как фактора дифференциации тепла влаги, тепла и потоков веществ в ландшафте: характер использования территории (вид угодья, применение мелиораций и химизации и т.д.), вид и степень техногенного загрязнения ландшафта.
Главными агентами абиотической миграции веществ в ландшафтах является вода и ветер.
Миграция веществ в природных водах в основном определяется щелочно-кислотными, окислительно-восстановительными условиями, содержанием водорастворимых органических веществ и их составом.
Осаждение элементов и их аккумуляция на путях миграции связаны с наличием геохимических барьеров то есть участков в почвах, породах или в водных средах, где на коротком расстоянии происходит резкое уменьшение интенсивности миграции химических элементов под влиянием различных причин (сорбция, изменение щелочно-кислотных или ОВ-условий и др.).
В зависимости от факторов, определяющих аккумуляцию элементов выделяют следующие три типа геохимических барьеров - механические физико-химические и биогеохимические.
Механические возникают на участках замедления скорости движения воды или воздуха (изменение рельефа, смена слоев почвогрунтов с разным Кф., лесные массивы и т.п.).
Наиболее разнообразен тип физико-химических барьеров. В нем выделяют следующие классы: окислительный, восстановительный (глеевый и сероводородный), щелочной, кислый, сульфатный, карбонатный, адсорбционный, испарительный и термодинамический.
Биогеохимические барьеры обусловлены биогенным поглощением элементов. К этому типу относят помимо живых организмов (растительность, микроорганизмы, почвенная фауна) также и органогенные (торфяные и подстилочные) и гумусовые горизонты. Часто возникают совмещенные ГБ (комплексные) - при одновременном действии нескольких механизмов аккумуляции (адсорбционный и окислительный и т.п.).
Показатели геохимической характеристики территории
Таблица 9
ЭГЛЭАА, соответствующие данному ЭГЛЭАА с повышенной миграцией веществЭАА с возможной повышенной аккумуляцией веществПриемы регулирования геохимической обстановкиВ форме растворовВ виде твердого стока№ ЭААВозможные геохимические барьерыЭлювиальные1+Элювиально-аккумулятивные-++Транс-элювиальные2, 3-9++глеевосушТранс-элювиально-аккумулятивные4,3,12,13+++Транс-супераквальные5,6,7++
3. Формирование агроэкологических типов земель
Эта задача решается путем сопоставления агроэкологических требований культуры с агроэкологическими параметрами ЭАА и объединения агрономически совместимых ЭАА, составления картограммы типов земель.
Для этого проводится подбор культур для всех типов ЭАА, выделенных на территории. Оценка пригодности каждого ЭАА для возделывания культуры осуществляется с учетом производственно-ресурсного потенциала хозяйства.
Чтобы определить возможности и перспективы расширения ареалов возделывания культуры за счет тех или иных агротехнических и мелиоративных мероприятий различной сложности, необходимо ранжировать их по принципу усложнения ограничивающих факторов и соответственно трудности их преодоления. В соответствии с этим принципом предлагается группировка типов земель, включающая 6 категорий:
I категория. Земли, пригодные для возделывания без особых ограничений, за исключением управляемых факторов, которые оптимизируются с помощью удобрений.категория. Земли, пригодные для возделывания с ограничениями, которые могут быть преодолены простыми агротехническими мероприятиями.
Они делятся на две группы.
-я группа. Земли, пригодные для возделывания с ограничениями, преодолеваемыми с помощью простых агротехнических и культуртехнических мероприятий. Это равнинные ландшафты, не подверженные процессам эрозии и дефляции. В числе ограничивающих факторов преобладают регулируемые (повышенная кислотность, недостаточная мощность пахотного горизонта, каменистость). В числе ограниченно регулируемых факторов могут иметь место умеренная комплексность почвенного покрова, обусловленная микрорельефом, кратковременное переувлажнение, пониженное содержание гумуса. Из нерегулируемых факторов возможно присутствие неконтрастных комбинаций, обусловленных различной литологией почвообразующих пород.
-я группа. Земли, пригодные для возделывания с ограничениями, преодолеваемыми с помощью агротехнических мелиорации и противоэрозионных агротехнических мероприятий. В данную группу относятся земли, которые помимо ограничений, характерных для предыдущей группы, отличаются еще и склонностью к проявлению эрозионных процессов.
III категория. Земли, пригодные для возделывания с ограничениями, которые могут быть преодолены среднезатратными гидротехническими, химическими, лесными, комплексными мелиорациями.
Они делятся на три группы:
1-я группа. Переувлажненные земли, которые могут быть улучшены путем осушения с помощью относительно простых дренажных устройств.
2-я группа. Земли, требующие затратных агротехнических, химических, комбинированных мелиорации.
-я группа. Земли, интенсивное использование которых возможно на фоне противоэрозионных, гидротехнических и лесомелиоративных мероприятий при контурной организации территории.
IV категория. Земли, малопригодные для возделывания вследствие неустранимых ограничений по условиям литологии почвообразующих и подстилающих пород, мелиоративного состояния и весьма ограниченных возможностей адаптации.
V категория. Земли, потенциально пригодные после сложных гидротехнических мелиорации.
VI категория. Земли, не пригодные для возделывания из-за неустранимых ограничений и незначительных возможностей адаптации.
Таким образом, составляется таблица по агроэкологической оценке ЭАА по пригодности для возделывания каждой из намеченных культур.
Процедура формирования типа земель из элементарных ареалов агроландшафта учитывает наряду с уровнем интенсификации технологии возделывания культуры предотвращение процессов деградации и загрязнения ландшафта. В первую очередь, в нашем случае были выделены земли под наиболее требовательные полевые культуры (кукурузу, картофель, озимую пшеницу), а затем для яровых зерновых, однолетних и многолетних трав.
Таблица 12
Типы земель хозяйства, их характеристика и использование
Типы земель №№ЭАА №№Индексы ЭАА, входящих в тип земельОграничивающие факторыКультуры, основные и сопутствующиеМероприятия по преодолению ограничивающих факторов1 1-1Без ограниченийпшеница, ячмень, рожь, овёс, горох, кукуруза, корнеплодыОкультуривание почвы22,3,4,8,9Склон: Эрозионная опасность, смытостьЗерновые, плодово-ягодныеОкультуривание путем агротехнической и гидротехнической мелиорации35,6ЗаболоченностьОкультуривание путем агротехнической и гидротехнической мелиорации412Эрозионные формы рельефа, постоянное переувлажнениеОднолетние и многолетние травыПочвозащитные севооборотыЗаключение
При проведении агроэкологической оценки почвенно-климатических условий хозяйства мы выяснили, что на данной территории можно рекомендовать выращивать такие культуры, как: озимые пшеницу и рожь, ячмень, овес, кукурузу на силос, картофель, горох, многолетние и однолетние травы.
Причем почвы, приуроченные к вершинам холмов и увалов, являются лучшими для возделывания наиболее требовательных культур. Хуже почвы, приуроченные к склонам вследствие их эродированности, а в нижних частях склонов - переувлажненности. Их предполагается использовать для выращивания нетребовательных зерновых культур и трав. Почвы овражно-балочного комплекса, лощин и пойм рекомендуется залужить (ограничивающим фактором в данном случае служит переувлажненность и контрастность СПП).
Литература
1. Агрометеорологический справочник МО. 1998г.
. Ганжара Н.Ф. Почвоведение. - М.: Агроконсалт, 2001 - 392 с.
. Гататулина Т.Г., Объедков М.Г, Долгодворов В.Е. Технология производства продукции растениеводтсва. - М: Колос, 1995. - 448 с.
. Кирюшин В.И. Экологические основы земледелия. - М.: Колос, 1996. -367с.