Особенности агроландшафта Курской области
Содержание
Введение
. Агроландшафты и их типы
. Типы землепользования
. Особенности агроландшафта Курской области
Заключение
Список использованной литературы
Введение
Необходимость разработки объективного подхода к изучению природных процессов, происходящих в агроландшафте, на основе физико-математического моделирования понимается большинством исследователей. Актуальность разработки таких моделей и экспериментальных работ по их обеспечению связана, прежде всего, с задачами оптимизации землепользования и охраны окружающей среды,
В настоящее время сложилось определенное несоответствие между разработкой математических моделей частных природных процессов, явлений и возможностью приложения этих моделей в практику сельскохозяйственного производства. С одной стороны, имеется и продолжает увеличиваться набор довольно сложных математических моделей, либо совсем не идентифицированных по специальным экспериментам, либо разработанных по одному-двум субъективно выбранным экспериментам. Естественно, что такие модели изобилуют слабо обоснованными гипотезами и предположениями, принимаемыми априори взамен недостающих фактов и закономерностей. С другой стороны, накоплено и продолжает накапливаться огромное количество фактического эмпирического материала, страдающего отрывочностью и отсутствием необходимой комплексности, или методическим несовершенством. Такой материал, как правило, остается слабо обобщенным и, следовательно, его научная ценность невелика.
Переход к решению таких комплексных сельскохозяйственных задач как разработка систем управления продуктивностью агроландшафтов, систем земледелия на ландшафтной основе качественно меняет соотношение между расчетными методами и натурным экспериментом. В новой ситуации все более четко разграничиваются автономные исследования, относящиеся к отдельным технологиям возделывания сельскохозяйственных культур, отдельным способам и средствам обработки почвы, и исследования, охватывающие комплексные общесистемные вопросы. Отсюда возникает необходимость в разработке новых расчетных методов, способных на базе автономных исследований, достаточно полно подтвержденных натурным экспериментом, решать комплексные задачи для сложной системы в целом. Наиболее полное исследование таких задач получается в результате моделирования объектов.
Неизбежность новой методологии признана научной общественностью, а ее развитие считается одним из приоритетных направлений науки, связанной с проблемой рационального использования земельных ресурсов. В настоящее время необходимы реальные и конкретные действия по методологическому обновлению сельскохозяйственной науки, по внедрению методик, вбирающих в себя передовой опыт познания природных объектов с использованием математических методов в сочетании с компьютерной переработкой информации.
Ясно, что грамотные целенаправленные исследования конкретных природных процессов могут осуществить лишь специалисты, знакомые с фактическим материалом и в совершенстве владеющие идейным багажом своей отрасли знаний. Широкое использование узкими специалистами физико-математических концепций позволяет унифицировать методы и результаты исследований, резко повысить эффективность работ, создавать обобщенные теоретические построения, надежно прогнозировать состояние и развитие агроландшафтов и агроэкосистем, применять результаты исследований в практику сельскохозяйственного производства.
1. Агроландшафты и их типы
Одной из новых проблем современной сельскохозяйственной науки является разработка и внедрение в практику исследований принципов и методов системного подхода, рассматривающего частные явления и факторы с точки зрения свойств системы, в которую они входят. Комплексное изучение сельскохозяйственного производства как единого целого с позиций системного анализа осуществляется через отражение структуры и режимов функционирования природно-экономических комплексов в моделях. При этом системный анализ всегда подчинен определенным целям, связанным с отображением объектов, может быть применен при изучении как статики, так и динамики сельскохозяйственных комплексов.
Естественно, что при исследовании сложной системы возникают задачи, относящиеся не только к свойствам входящих в нее элементов, но также и к закономерностям функционирования всего объекта в целом.
Термин «сложная система» ассоциируется с объектом составным, представляющим собой совокупность отдельных частей, и в то же время объектом комплексным, отдельные части которого функционируют в тесном взаимодействии с некоторой точки зрения единого целого.
Агроландшафт - природно-антропогенная ресурсовоспроизводящая и средообразующая гео(эко)система. Он представляет собой определенную целостность, в пределах которой отдельные природные компоненты и средства воздействия человека на них находятся в существенной системной связи друг с другом. Агроландшафтная система (АЛС) - сложное образование географической оболочки, представляющее собой целостное сочетание естественных и слабопреобразованных человеком природных элементов, сельскохозяйственных угодий, включая производственные мелиоративные и природоохранные инфраструктуры социальных объектов сельскохозяйственного назначения.
Основная человеческая деятельность по управлению режимами функционирования АЛС должна быть направлена на повышение их устойчивости путем синхронного улучшения всех ее составляющих - почвы, организмов, водных источников, микроклимата.
Комплекс воздействий на агроландшафт и, прежде всего, на его структурные элементы - агроэкосистемы именуется системой земледелия. Агроэкосистема, как сложная система, включает в себя системы низшего ранга - система почва, система организмов, гидротермическая система приземного слоя.
К классу сложных сельскохозяйственных систем можно также отнести: системы севооборотов, комплекс мелиоративных мероприятий, технологии выращивания отдельных культур, комплексы машин и почвообрабатывающих орудий, экономические системы, другие объекты и процессы.
Отнесение того или другого объекта материального мира к разряду «сложных» или «простых» весьма условно и определяется не только его строением, но во многом и теми задачами, которые стоят перед исследователем. Другими словами, объект целесообразно рассматривать как сложную систему, если при его изучении нам приходится отводить существенную роль комплексным общесистемным вопросам.
Так как в большинстве случаев непосредственное изучение агроландшафта в целом как системы практически невозможно из-за его сложности, то его расчленяют на конечное число частей, учитывая связи между этими частями, характеризующие их взаимодействия. Здесь и начинается интерпретация исследуемого объекта как сложной системы, а его частей - как подсистем. Процедуру расчленения полученных подсистем продолжают до получения таких подсистем (элементов), которые в условиях данной задачи будут признаны достаточно простыми и удобными для непосредственного изучения. Таким образом, в общем случае сложная система представляется как многоуровневая конструкция из взаимодействующих элементов, объединенных в подсистемы различных уровней.
Например, технологию выращивания определенной культуры можно рассматривать как сложную систему, включающую отдельные технологические операции (предпосевная обработка почвы, посев, внесение удобрений, уход за посевом и т.п.). В то же время она является подсистемой в общей системе земледелия.
Обобщая вышеизложенное, можно сказать, что системе придаются такие неявно присутствующие во всех комплексах качества, как способность делиться на подсистемы и в свою очередь входить в системы высшего порядка (иерархичность), обладание большим содержанием, чем сумма содержания подсистем, наличие прямых и обратных связей, непрерывность развития, структурность, т.е. наличие определенной организации.
В условиях почвозащитного земледелия АЛС есть совокупность взаимосвязанных физических, химических и биологических процессов, управляемых осознанной деятельностью человека, с целью получения оптимальных урожаев сельскохозяйственных культур, заданной номенклатуры при соблюдении целого ряда экономических, социальных и экологических ограничений.
Многолетнее стремление землепользователей получить максимум продукции с минимумом затрат, увеличение техногенных нагрузок на компоненты агроландшафтов без достаточного учета их ресурсного потенциала, производительности агроэкосистем, режимов их функционирования привели к усилению негативных процессов, таких как ускоренная эрозия, дефляция, дегумификация почв, загрязнение и опустынивание территории и т.п. Значительно ухудшилась экологическая обстановка, снижается продуктивность земель и окупаемость средств, вкладываемых в сельскохозяйственное производство.
История развития сельского хозяйства и земледелия в нашей стране и за рубежом убедительно свидетельствует о необходимости перехода к прогрессивным способам производства, обеспечивающих рациональное использование природных и антропогенных ресурсов в рамках агроэкологических ограничений, сохранение и воспроизводство плодородия почв, управление продуктивностью агроэкосистем.
Земледелие, в настоящее время, должно решать комплекс проблем экономических, экологических, социальных. Главной целью разработки и освоения систем адаптивно-ландшафтного земледелия является устойчивое воспроизводство ресурсов и среды в технологическом цикле получения необходимого количества и качества продукции, к одной из важнейших задач которого относится формирование экологически сбалансированных агроландшафтов, высокопродуктивных агроэкосистем на основе знания законов и закономерностей функционирования природных систем, учета ресурсного потенциала земель и более углубленной адаптации технологических воздействий.
Агроландшафт представляет собой не набор компонентов, а систему взаимосвязанных элементов, нарушение или чрезмерная нагрузка на одни компоненты неизбежно приведет к изменению других и соответственно к разбалансированности системы в целом. В сложившихся условиях отдельные приемы, технологии даже интенсивные не решат проблемы стабильного производства сельскохозяйственной продукции и тем более экологической сбалансированности агроландшафтов.
Методологической основой ресурсосбережения и средовосстановления сельскохозяйственного производства, формирования агроландшафтов, как| единства природных и антропогенных компонентов, обеспечение соответствия масштабов земледельческого производства природному ресурсному потенциалу агроландшафтов является системный подход в организации и ведении земледелия и сельского хозяйства. Необходима рациональная организация территории землепользования, оптимизация структуры угодий и посевных площадей, технологии эффективного использования ресурсного потенциала земель, создание эколого-стабилизирующей инфраструктуры и пространственно иерархически организованной системы. Важная роль в этом отводится изучению режимов функционирования атроландшафтов и природных систем, а именно: интенсивности и направленности вещественно-энергетических потоков с учетом сопряженности каскадных ландшафтно-геохимических систем; агроэкологических особенностей земель и их ресурсного потенциала; интенсивности деградационных процессов; допустимых уровней антропогенного воздействия на компоненты агроландшафта; продукционного процесса агроэкосистем и их взаимодействия в системе парагенетических связей.
Организация адаптивно-ландшафтного земледелия предполагает четкое представление о природных ресурсах территории определяющих уровень продуктивности или ресурсный потенциал земель. К ним относятся: фотосинтетически активная радиация (ФАР); увлажнение; почвенные ресурсы с учетом подстилающей породы. Существенным фактором перераспределения природных ресурсов в агроландшафте является рельеф, который определяет разнообразие почвенного покрова, режимов увлажнения почв, светового и теплового режимов элементов агроландшафта, интенсивность и направленность вещественно-энергетических потоков.
На основе анализа природных ресурсов производится агроэкологическая группировка земель. Выявляются виды и степень деградации почв, причины и последействия негативных процессов. Производится корректировка границ пашни, выделяются на пашне однородные массивы с учетом ресурсов тепла, влаги, почвенного плодородия, осуществляется отвод деградированных земель под мелиорацию или консервацию. Уточняются границы сенокосно-пастбищных, лесных угодий, земель других землепользователей (крестьянские, фермерские, сельской администрации, рекреационного назначения и т.п.), охранные зоны рек и водоемов, ремизы и другие, и разрабатывается рациональная организация территории землепользования.
В регионах распространения водной эрозии и дефляции на сельскохозяйственных угодьях формируется противоэрозионная, противодефляционная инфраструктуры, обеспечивающие нормирование интенсивности эрозии и дефляции почв.
Интенсивность ведения земледелия определяется уровнем реализации природного ресурсного потенциала конкретного земельного выдела и агроландшафта в целом при обеспечении условий ресурсосредовоспроизводства. В связи с этим после выделения однородных земельных массивов, исходя из ресурсного потенциала земель, и агроэкологической оценки растений осуществляется подбор культур адаптивных для конкретных категорий земель. Набор культур корректируется с учетом их почвозащитного действия, конъюнктуры рынка и потребностей хозяйства в определенных видах продукции. Формируются севообороты, уточняется структура посевных площадей и специализация хозяйства.
Технологии возделывания сельскохозяйственных культур формируются на уровень интенсивности, имеющихся в хозяйстве ресурсов (трудовые, материально-технические, энергетические, финансовые), и перспективные уровни с целью реализации природного ресурсного потенциала земель, но с учетом допустимых антропогенных нагрузок на компоненты агроландшафта. Так в условиях лесостепи ЦЧЗ лимитирующим фактором урожайности является ресурс плодородия почв, который и определяет уровень продуктивности земель при экстенсивном их использовании.
Оптимизация технологических воздействий по улучшению пищевого режима с применением удобрений, мелиорантов и соответствующей технологии подготовки почвы, посева и ухода за посевами, применение продуктивных районированных сортов культур обеспечит возможность эффективного использования ресурсного потенциала земель по увлажнению, то есть нормальный уровень интенсификации. Более высокий уровень интенсификации земледелия в указанных выше условиях обеспечит дополнительное включение мероприятий, направленных на сокращение непроизводительных расходов осадков, таких как снегозадержание, сокращение стока талых и ливневых вод, повышение водопоглощения почв, улучшение фитосанитарного состояния почв.
Для реализации ресурсного потенциала земель по теплообеспеченности с учетом ФАР необходимо дополнительное увлажнение, высокопродуктивные устойчивые к полеганию и болезням сорта, системы машин, обеспечивающие соответствующие экологические и агротехнические требования.
Интенсификация земледелия определяется не количеством вложенных ресурсов, а их окупаемостью, учитывая экономические и экологические составляющие эффекта. Так, на деградированных землях, подверженных водной эрозии, дефляции или другим негативным процессам довольно проблематична рентабельность интенсивных и высоких агротехнологий без соответствующих мелиоративных мероприятий. В связи с этим при выборе агротехнологий для конкретного земельного массива необходимо учитывать интенсивность деградационных процессов, производительность агроэкосистем, уровень допустимых антропогенных нагрузок.
Несомненно, в каждом регионе, области, районе и хозяйстве системы земледелия будут иметь свою специфику и особенности, вследствие различий в почвенно-климатических, рельефных условиях, видах и степени деградации земель, лимитирующих факторах, материально-технической оснащенности хозяйств и других.
Специфика методических решений проявляется в организации территории землепользования по зонам и регионам страны, в оптимизации технологий возделывания культур на областном, районном и хозяйственном уровне.
Тем не менее, основными направлениями формирования адаптивно-ландшафтных систем земледелия являются:
анализ природных и хозяйственных ресурсов территории землепользования;
дифференциация земель по функционально-целевому назначению. Поддержание экологической полифункциональности морфологически и генетически неоднородных элементов агроландшафта, обеспечивающей средостабилизацию, средовосстановление, биоразнообразие (оптимальное соотношение угодий - пашня, луг, лес, водные и другие угодья, объекты, природоохранная инфраструктура - ремизы, рекреации, заповедники);
типизация земель по ресурсам почвенного плодородия, тепла, влаги с целью эффективного использования ресурсного потенциала каждого конкретного участка земель в единой системе функционирования агроландшафта;
создание экологически безопасной конструкции агроландшафта. Формирование эколого-стабилизирующих рубежей, противоэрозионной и противодефляционной инфраструктур с учетом экологической емкости агроландшафта, интенсивности эрозионных, дефляционных и других деградационных процессов;
адаптивный подбор культур, севооборотов, сортов и технологий возделывания культур к экологическим особенностям земель;
- мелиорация и консервация деградированных пахотных земель;
- нормативное обеспечение технологических воздействий на почву, растения и атмосферу для получения определенного объема продукции и сохранения экологической устойчивости агроландшафта. Формирование базы агроэкологических ограничений;
- мониторинг и ресурсно-экологическая оценка агроландшафта.
Дальнейшее совершенствование систем земледелия, проектирование, адаптация их к конкретным почвенно-климатическим условиям, изменяющимся фактором внешней среды требует внедрения современных компьютерных технологий, создания специализированных моделей и соответствующего, адаптированного к условиям основных земледельческих регионов страны нормативного и программного обеспечения. Необходимы методические разработки ресурсно-агроэкологической оценки земель, оптимизации соотношения угодий, рациональной организации территории землепользования по регионам страны, нормативной базы оптимальных нагрузок на компоненты агроландшафта и агроэкологических ограничений с выходом на автоматизированное проектирование систем адаптивно-ландшафтного земледелия. Учитывая сложность системы, базовая методика построения и освоения систем земледелия должна предусматривать поэтапное решение задач на уровне подсистем, открытых для последующей модификации компьютерных моделей или базовых элементов землеустройства, агротехнологической, природоохранной и социальной инфраструктур.
В целом развитие адаптивно-ландшафтных принципов в земледелии направлено на более углубленную территориальную и содержательную дифференциацию земель, адаптивность культур и технологий их возделывания, усиление экологических функций, сбалансированное использование природных и антропогенных ресурсов.
. Типы землепользования
агроландшафт землепользование моделирование
Процесс развития систем земледелия в любой стране отражает основные этапы развития земледелия вообще.
Признаками всех систем земледелия, как ранее существовавших, так и существующих в настоящее время, являются способы использования земли, поддержания и повышения плодородия почвы. Способ использования земли выражается в соотношении земельных угодий и структуре посевных площадей, а способ повышения эффективного плодородия почвы - в комплексе агротехнических и мелиоративных мероприятий в соответствии с возделываемыми культурами. Эти признаки определяют интенсивность и рациональность системы, они взаимосвязаны.
Характерными чертами первого периода земледелия при низком уровне развития производительных сил было использование природных качеств земли и отсутствие мероприятий по восстановлению и повышению плодородия почвы.
По мере перехода от низших форм земледелия к высшим решающим признаком их становится соотношение различных групп сельскохозяйственных культур, возделываемых на пахотных землях, в частности зерновых и технических сплошного посева, кормовых трав и пропашных культур. С развитием земледелия изменяются и способы восстановления и повышения плодородия почвы. Если на ранних этапах его истории преобладали природные процессы восстановления производительной силы земли, то в интенсивном земледелии решающая роль принадлежит целенаправленной деятельности человека. Основными способами поддержания и дальнейшего повышения плодородия почвы здесь являются применение удобрений, особенно минеральных, мелиорации (орошение, осушение земель, агролесомелиорация, химические мелиорации и т. д.), новейшей техники и автоматики, химических и биологических средств защиты растений и др. Наряду с этим используют и биологические методы повышения плодородия почвы: травосеяние, сидерацию и др.
Изменение способа восстановления и повышения плодородия почвы создает условия для расширения посевов более требовательных и продуктивных культур и пересмотра прежнего их соотношения. Например, орошение земель вызывает изменение соотношения различных групп сельскохозяйственных культур, замену чистых паров посевами, увеличение количества применяемых удобрений и т. д. С другой стороны, новая структура посевных площадей требует применения более высокой агротехники.
Внутренней движущей силой развития земледелия и перехода от низших форм к высшим является противоречие земли как естественного исторического тела и как основного средства сельскохозяйственного производства. Природные свойства почвы трудно поддаются изменению и ограничивают плодородие. Однако в процессе деятельности человека и использования земли как средства сельскохозяйственного производства эффективное плодородие почвы повышается.
Такой процесс идет непрерывно и находит отражение в изменяющихся формах или системах земледелия.
История развития систем земледелия показывает, что они отражают различные фазы интенсивности земледелия, что проявляется как в использовании земли, так и в способах поддержания и повышения плодородия почвы.
Подсечно-огневая и лесопольная системы земледелия. В северной части России при освоении земель, заросших лесом, человек использовал стихию огня. Сжигание древесной растительности служило вместе с тем средством быстрой мобилизации зольных питательных веществ и повышало плодородие почвы. К этому способу освоения новых земель человек пришел в результате наблюдений за естественной растительностью на оставшихся после лесных пожаров участках (палы). На них развивалась пышная естественная травянистая растительность, хорошо росла тимофеевка; после примитивной поверхностной обработки удавались посевы зерновых, льна. Такая система земледелия, когда естественную лесную растительность сжигали, а освободившуюся площадь использовали под посевы культурных растений, получила название подсечно-огневой.
В результате удобрения золой почва обогащалась элементами питания. Кроме того, зола способствовала нейтрализации кислой реакции почв. Необходимый азот образовывался в результате разложения лесной подстилки, остатков травянистой растительности, а также жизнедеятельности микроорганизмов, фиксирующих азот воздуха и обогащающих им почву. Все это позволило в первые два года получать хорошие урожаи зерновых и льна. Но затем почва из-под леса быстро утрачивала свое плодородие. Ухудшались ее физико-химические свойства, затормаживались микробиологические процессы.
Чтобы продлить использование освоенных из-под леса участков, в некоторых случаях стали оставлять площади на один-два года без посева, а также вносить навоз, если это позволяло слаборазвитое животноводство. Однако это не предотвращало снижения урожайности возделываемых культур. Когда урожайность падала до очень низкого уровня, земледелец оставлял этот участок и осваивал другой, а прежний вновь зарастал древесной растительностью.
С возникновением частной собственности на землю, по мере увеличения площади пашни, появилась необходимость возвратиться к участкам, которые раньше уже использовались под посевы, затем они были оставлены и поросли лесом.
Возвращение к возделыванию под посевы прежних участков, стремление к использованию хозяйственно-ценного лесоматериала привели к замене подсечно-огневой системы лесопольной.
Залежная и переложная системы. В степных районах, где под пашню осваивали земли, занятые травянистой (степной) растительностью и обладающие высоким естественным плодородием (черноземы, каштановые почвы), сложились залежная и переложная системы земледелия.
При залежной системе земледелия участки целины распахивали под ценные зерновые хлеба. Иногда по распаханной целине сеяли масличный лен, а в некоторых районах - бахчевые культуры. Чтобы обеспечить мобилизацию питательных веществ и накопить влагу, целину поднимали в ранние сроки и на некоторое время оставляли для парования. При повторном возделывании зерновых культур урожай их постепенно снижался.
Стало выгоднее оставлять участок под залежь и осваивать новый участок степной целины. Участок, оставленный под залежь, сначала зарастал бурьяном, а спустя 15-20 лет, после появления на нем характерной для целины растительности, его вновь распахивали и использовали под посевы. Возвращение к распашке прежних участков земли привело к эволюции залежной системы в переложную.
Залежная и переложная системы земледелия были распространены в ряде стран, имеющих степные земли. В России их широко применяли в Черноземной зоне, Заволжье, реже - на юге страны.
Подсечно-огневая и лесопольная, залежная и переложная системы представляют первые примитивные формы земледелия, для которых характерны слабое использование земли под посевы (не более 25 %), длительный процесс восстановления плодородия почвы под влиянием естественной растительности, низкий выход продукции с единицы площади и большие затраты ручного труда.
Паровая система. Краткосрочные залежи не достигают цели, так как после их распашки поля сильно зарастают сорняками. Однако под влиянием хозяйственно-экономических условий срок залежи все больше уменьшался, а в связи с этим сокращалась и длительность использования распаханной залежи под посевы сельскохозяйственных культур.
Для подавления сорняков и лучшего использования земли под посевы стали вводить паровую обработку почвы. Так, между посевами зерновых появилось паровое поле, а переложная система в ряде случаев превратилась в переходную форму переложно-паровой, а чаще непосредственно в паровую.
Переход от примитивных систем к паровой стал крупным шагом на пути интенсификации земледелия. Улучшилось использование земли. Значительно расширились посевы зерновых культур и производство зерна.
Обработка почвы в паровом поле, особенно в сочетании с удобрением навозом, представляла уже активное вмешательство человека в естественные процессы, происходящие в почве, и позволяла поддерживать урожайность зерновых культур на более высоком уровне по сравнению с примитивными системами.
Паровая система земледелия характеризуется более высоким участием зерновых, занимающих от половины до 2/3 более площади пашни. Остальную часть ее занимают чистые пары.
Наиболее распространенными севооборотами паровой системы были двупольный (пар - зерновые), трехпольный (пар - зерновые - зерновые), реже - четырехпольный (пар - 3 года зерновые).
Однако паровая система не благоприятствовала развитию животноводства. Кормовые культуры на полях, как правило, не возделывали.
Распашка природных кормовых угодий заставила использовать пар для выпаса скота, что резко снизило агротехническую роль этого поля и в то же время не избавило от кормового кризиса.
Многопольно-травяная система. В некоторых приморских и горных районах разных стран с развитием животноводства возникла многопольно-травяная, или выгонная, система. При этой системе ограниченную часть земельной площади выделяли под зерновые и другие культуры и не менее половины площади оставляли под естественным сенокосом и выпасом. Для повышения продуктивности естественные травы заменяли сеяными, используемыми в первые годы на укос, а затем как выгон. В связи с двояким использованием многолетних трав А. С. Ермолов считал более правильным называть эту систему не выгонной, а многопольно-травяной.
Примером такой системы может служить мекленбургская система, возникшая в середине XVIII в. в Германии из паровой.
В районах и странах с более континентальным климатом много-польно-травяная система оказалась менее эффективной по сравнению с плодосменной и другими системами с возделыванием ценных кормовых культур.
Многопольно-травяные севообороты получили некоторое применение в сочетании с зернопаровыми в Нечерноземной зоне.
Многопольно-травяную систему земледелия используют и в настоящее время в многоземельных малонаселенных странах, например в Австралии, с плотностью населения один человек на 1 км2.
Большие площади посева самоосеменяющихся бобовых трав (люцерны и клевера) позволяют вести земледелие без внесения азотных удобрений. Однако уровень производства продукции на 100 га пашни при этой системе невысок.
В России многопольно-травяная система в чистом виде не получила распространения, но отдельные ее элементы, например многопольно-травяные кормовые почвозащитные севообороты, с успехом применяют в сочетании с севооборотами других систем.
Паровая и многопольно-травяная системы земледелия по интенсивности значительно выше примитивных форм. Большая часть пахотно-пригодных земель превращена в пашню. Однако значительные площади отведены под чистые пары. В посевах преобладают зерновые культуры или многолетние травы; высокопродуктивных кормовых и технических культур нет или ими заняты незначительные площади. Плодородие почвы поддерживается здесь за счет природных факторов, направляемых в той или иной мере человеком (посев трав, обработка паров) и в меньшей степени - средствами производства, поставляемыми промышленностью. Поэтому эти системы земледелия нельзя считать интенсивными.
Улучшенные зерновые системы. Интенсивные формы земледелия были известны еще в Древнем Риме, но широкое их применение в странах Западной Европы относят к XVIII и XIX вв.
В России замена паровой системы земледелия происходила в районах, где развивалось молочное животноводство или внедрялись посевы технических культур, главным образом в помещичьих хозяйствах.
Здесь возникли разнообразные формы более интенсивного земледелия с применением полевого травосеяния.
Улучшение паровой системы осуществляли за счет введения в зернопаровые севообороты многолетних трав.
Многополъно-травяная система земледелия также постепенно переходила в улучшенную зерновую. Этот переход совершали за счет сокращения площади под многолетними травами и увеличения посевов зерновых культур.
Улучшенная зерновая система земледелия с использованием травосеяния широко применялась в Нечерноземной зоне. В зерно-травяных севооборотах зерновые культуры занимали от половины до 2/3 пашни, 15-25 % ее отводили под чистые пары и 20-30 % - под многолетние травы. Пропашных и зернобобовых не было или они занимали незначительные площади. Плодородие почвы поддерживали с помощью многолетних трав, паровой обработки, применения удобрений, преимущественно навоза.
В Западной Европе севообороты, относящиеся к этой системе земледелия, были широко распространены в Германии, Австрии, в ряде районов Франции.
Дальнейшее развитие этой системы проходило по пути сокращения площади чистых паров и замены их занятыми, а также введения в севообороты пропашных культур и перехода к плодосменной системе.
В настоящее время эту форму улучшенной зерновой системы земледелия широко применяют в зерновых районах юга, юго-востока европейской части, меньше в Сибири. В этих условиях она наиболее эффективна и получила название паропропашной.
В паропропашных севооборотах под зерновые культуры отводили от 50 до 70 % пашни, под пропашные, зернобобовые и крупяные - 15-20 %, чистые пары занимали 15-20 %. Поддержание и повышение плодородия почвы осуществляли с помощью интенсивной обработки паровых и пропашных полей, внесения удобрений, применения мер по сохранению и накоплению влаги. Борьбу с сорняками здесь возлагали на паровые и пропашные поля.
В начале XX в. широкое распространение получило паропро-пашное пятиполье, где по пару высевали две зерновые культуры (две яровые культуры в Сибири или озимая и яровая на юго-востоке), затем пропашные и яровые зерновые.
К разновидности улучшенной зерновой системы земледелия можно отнести сидеральную. Характерным признаком ее является посев в паровом поле растений, весь урожай которых запахивают в почву как зеленое удобрение. Возникновение этой системы относится к древним временам. Она была известна в Древней Греции, Римской империи и в странах Востока, но лишь в конце XIX в. Шульц-Люпитц в Германии сформулировал основы системы земледелия с применением зеленого и минерального удобрений. Она получила признание в странах с достаточно влажным климатом, но с бедными песчаными и супесчаными почвами. Основной культурой для зеленого удобрения служил горький однолетний люпин, многолетний люпин был менее распространен.
С выведением безалкалоидного кормового люпина его стали использовать как кормовое растение. На зеленое удобрение стали высевать люпин или другую культуру пожнивно, т. е. после уборки основной культуры. Вместе с тем сидеральная система утратила свою самостоятельность, так как при любой системе можно возделывать пожнивные культуры.
В современных условиях сидеральная система земледелия сохранилась лишь в некоторых районах Нечерноземной зоны, где высевают многолетний люпин, но и здесь зеленое удобрение не является единственным способом поддержания плодородия почвы.
Травопольная система. С развитием полевого травосеяния и возникновением ряда систем земледелия, с посевом многолетних трав на полях решили объединить эти системы под названием травопольного хозяйства. В. Г. Бажаев (1900) считал, что этот термин сродни немецкому, под которым в Германии подразумевали систему полеводства, когда пахотную землю ряд лет используют под однолетние культуры, а несколько лет она служит кормовой площадью. Это понятие, как отмечал В. Г. Бажаев, объединяет как переложную систему, так и выгонную. С течением времени это понятие расширилось; оно включало и другие системы с возделыванием кормовых трав на полях, в том числе и улучшенную зерновую с травосеянием.
Теоретической основой травопольной системы земледелия послужили представления о природном процессе почвообразования под естественной растительностью.
Улучшенная зерновая и травопольная системы представляют переходные формы от экстенсивного земледелия к интенсивному. Они отличаются от предыдущих экстенсивных систем более полным использованием пахотной земли, введением в севообороты пропашных культур или многолетних трав.
Благодаря развитию земледельческой техники улучшилась обработка почвы. В связи с увеличением поголовья скота выросло количество органических удобрений, лучше стали удобрять поля. Таким образом, возросла роль активной деятельности человека в восстановлении и повышении плодородия почвы, повысилась урожайность сельскохозяйственных культур. Однако при этих формах земледелия возможности интенсификации оставались неиспользованными.
Плодосменная система. В странах Западной Европы переход от залежной и паровой зерновой систем земледелия к более интенсивным системам совершался значительно быстрее, чем в России. Наибольшее распространение из них получила плодосменная система.
Начало этой системы было положено во Фламандии и Фландрии (нынешние Бельгия и Голландия) в XVI и XVII вв. Она быстро заняла господствующее положение в Англии, а затем во Франции (XVIII в.) и несколько позднее в Германии (XIX в.).
Важнейшими признаками плодосменной системы считались: распашка естественных кормовых угодий и превращение их в пашню, за исключением части высокопродуктивных лугов; возделывание кормовых, наиболее выгодных культур на полях; ликвидация чистых паров и замена их бобовыми травами; чередование культур, истощающих и обогащающих почву (плодосмен).
Переход к этой системе земледелия означал, что чисто зерновое хозяйство уступило место хозяйству с развитым животноводством и возделыванием технических (сахарная свекла, картофель) и других пропашных культур. Развитие животноводства побудило к расширению посевов клевера и других бобовых трав и кормовых корнеплодов.
Промышленно-заводская система. Ряд крупных ученых-агрономов и экономистов дореволюционной России считали наиболее эффективной промышленно-заводскую или огородную (овощеводческую) систему, основанную на интенсификации труда, достаточном внесении удобрений и почти не зависящую от климата и почвы. А. В. Советов отмечал, что в России во второй половине XIX в. уже в отдельных местах паровая система давным-давно забыта и заменена новыми. К таким районам он относил Ярославскую губернию. Здесь, в Ростовском огородничестве, возделывали картофель для крахмальной и винокуренной промышленности, разводили подсолнечник и сахарную свеклу. В 1890 г. А. И. Скворцов писал, что в хозяйствах технических плодосменная система земледелия имеет резко выраженный характер, «здесь не только не допускают последовательного возделывания двух злаков, но чаще, наоборот, допускают возделывание двух корнеплодов, даже одного вида».
Однако эта система в дореволюционной России была распространена еще меньше, чем плодосменная система.
Плодосменная и особенно промышленно-заводская системы представляют наиболее интенсивные формы земледелия.
Все пахотно-пригодные земли используют под посевы ценных зерновых, зернобобовых, технических и высокопродуктивных кормовых культур. Оставшуюся площадь лугов превращают в высокопродуктивные сенокосы и пастбища. Состав культур и их соотношение зависят от специализации хозяйства и природно-экономических условий.
Чистые пары применяют лишь периодически. Многолетние, преимущественно бобовые, травы в основных севооборотах занимают сравнительно небольшую долю пашни или совсем не возделываются. На участках, подверженных водной или ветровой эрозии, доля трав возрастает.
Повышение плодородия почвы при интенсивных системах земледелия осуществляют усиленным круговоротом питательных веществ, внесением органических и минеральных удобрений, хорошей обработкой почвы, регулированием микробиологических процессов, применением химических и других средств борьбы с сорняками, болезнями и вредителями сельскохозяйственных культур, проведением мелиоративных мероприятий, а также высоким уровнем механизации.
Следует подчеркнуть, что интенсивная система земледелия не всегда рациональна. Опыт мирового земледелия показывает, что при высокой землеобеспеченности и сложных климатических условиях выгодно вести зерновое хозяйство при минимальных затратах труда и средств, тогда как в густонаселенных местностях при благоприятном климате целесообразно развивать более трудоемкие отрасли и применять более интенсивные системы земледелия.
Примитивные системы земледелия ушли в прошлое, стали достоянием истории. Многопольно-травяная система земледелия и прежде не имела распространения. В современной зернопаровой системе, в отличие от дореволюционном, применяют хорошую технику, более эффективные приемы обработки почвы, удобрен проводят лесомелиоративные и противзоэрозионные мероприятия посев лучших сортов. Ее используют в засушливых районах, где возделывание пропашных и бобовых культур ограничено.
Приведенный перечень современных систем земледелия не полностью учитывает все разнообразие природно-экономических условий и специализаций отраслей сельского хозяйства нашей страны.
Установление принципов классификаций и наименований существующих систем земледелия - важнейшая задача сельскохозяйственной науки.
. Особенности агроландшафта Курской области
Центрально-Черноземный район - важнейший агроэкономический регион страны, располагающий большими потенциальными возможностями производства важнейших сельскохозяйственных продуктов. В него входят пять областей - Воронежская, Белгородская, Липецкая, Курская, Тамбовская. Земельный фонд района, по данным государственного учета, составляет 16,8 млн га, в том числе сельскохозяйственных угодий 13,2 млн га (около 80 %). В составе сельскохозяйственных угодий: пашни - 10,8 млн га (81,4 %), сенокосов - 0,6 (4,5 %), пастбищ- 1,7 млн га (12,6 %). Леса и кустарники занимают 1,7 млн га (10,1 %). Из почв преобладают черноземы. Территория расположена в лесостепной (83,3 %) и степной (16,7 %) природно-климатических зонах и делится примерно на две равные части рекой Дон, протекающей с севера на юг. Всю территорию можно разделить на 12 почвенно-климатических зон.
Природно-климатические условия. Среднегодовое количество осадков колеблется от 600 до 200 мм. Континентальность климата возрастает с запада на юго-восток, особенно в Заволжской степи. Для этих районов характерны частые засухи, проявление водной и ветровой эрозий почв.
Почвенный покров разнообразен и представлен в лесостепи серыми и черноземными почвами, в степи - черноземами, каштановыми почвами в комплексе с солонцовыми.
Облесенность территории, особенно в степных районах, незначительная. Распаханность сельскохозяйственных угодий в большинстве районов высокая. Естественные кормовые угодья занимают небольшие площади. Травянистая растительность в основном представлена культурными посевами, причем на значительных площадях (30-50 %) возделывают пропашные культуры - сахарную свеклу, подсолнечник, кукурузу, картофель.
Рельеф лесостепной зоны сильно расчленен. Например, в ЦЧЗ более 55 % пашни расположено на склонах с разной крутизной, длиной и экспозицией. В наибольшей степени эрозия почв распространена в Центрально-Черноземном районе и Поволжье. Ежегодные потери почвы с пахотных земель достигают 20-30 т/га.
Главные особенности земледелия засушливых степных и лесостепных районов - дефицит влаги и потенциальная опасность проявления ветровой и водной эрозий почв при неправильном их использовании. В целом же природно-экономические условия здесь довольно благоприятны для ведения сельского хозяйства.
Климат. Умеренно- и среднеконтинентальный с нарастанием континентальности с северо-запада на юго-восток.
Годовое количество осадков в лесостепи 500-550 мм, в степи 450-490 мм. Для района характерно недостаточное и неустойчивое увлажнение, особенно в период вегетации растений. Из общего количества лет наблюдений 25-30 % из них засушливые.
Почвы. Представлены черноземами, лесными, дерново-подзолистыми, лугово-черноземными и другими разновидностями.
На восток от рек Воронеж и Дон распространены типичные мощные черноземы с содержанием гумуса 9-9,5 %. В южной лесостепи размещены обыкновенные черноземы. Они менее гумусированы (7-8,5 %). На юге Воронежской области преобладают обыкновенные маломощные и южные черноземы с содержанием гумуса 5-5,5%.
Система обработки почвы. Учитывая частое повторение засух, развитие водной и ветровой эрозий и другие особенности почвенно-климатических условий и возделывания сельскохозяйственных культур, система обработки почвы в Центрально-Черноземном районе должна решать прежде всего следующие главные задачи:
максимальное накопление и сохранение влаги, ослабление отрицательного влияния часто повторяющихся засух;
предотвращение водной и ветровой эрозий, сохранение гумуса и минеральных питательных веществ;
эффективную борьбу с сорняками, возбудителями болезней и вредителями растений;
создание наилучших условий для развития посевов сельскохозяйственных культур и получения высоких и устойчивых урожаев (оптимального сложения, водного, питательного и воздушного режимов почвы).
Необходим дифференцированный подход к применению различных способов обработки в зависимости от типа почв и степени подверженности ее эрозии, количества и режима выпадающих осадков, степени засушливости, требований возделываемых культур, севооборота, засоренности, предшественника.
В засушливых и эрозионно опасных районах (на легких почвах и склонах) предпочтение отдают почвозащитной обработке, позволяющей накапливать больше влаги, сокращать потери почвы от смыва и выдувания.
В районах достаточного увлажнения наиболее эффективна вспашка: под зерновые и бобовые на глубину 20-22 см, под пропашные - на 25-27 см. Под озимые, особенно в годы с недостатком влаги в осенний период, рекомендуют поверхностные обработки дисковыми и плоскорежущими орудиями.
Система обработки почвы под озимые культуры включает обработку чистых, занятых паров и непаровых предшественников.
Почвенное плодородие и причины, его обуславливающие, имеет первостепенное значение для развития сельского хозяйства. Наряду с агротехническими мероприятиями (обработкой почвы и комплексом вносимых удобрений), особую роль приобретает естественное восстановление плодородия, органически связанного с деятельностью населяющих почву макро- и микроорганизмов. Эффективность функционирования микробиального комплекса почвообитающих организмов является одним из важнейших звеньев, обеспечивающих почвенное плодородие и первичную продуктивность наземных экосистем. Выяснение закономерностей и механизмов саморегуляции почвенных процессов важно для рационального использования почв в народном хозяйстве, для поддержания их плодородия на высоком уровне и создания агробиоценозов с оптимальными свойствами.
Почвы Курской области изучаются давно, однако биохимические процессы, определяющие почвенное плодородие, до сих пор остаются изученными недостаточно. Путь к познанию этих процессов и управлению ими на агроценозах в значительной степени лежит через изучение конкретных микробиологических процессов в целинных черноземах.
Исследования проводили на территории Стрелецкого участка заповедника им. проф. В.В. Алехина в период с 1986 по 2001 гг. на следующих стационарных площадках: степи с режимом абсолютного заповедания (РАЗ), участке многолетнего пара (МП); с 1987 по 1991 гг. - на агроценозе, находящемся в охранной зоне заповедника и непосредственно к нему примыкающем (АГЦ). Объект исследований на всех вариантах - мощный типичный чернозем на лессовидных суглинках. Исследования проводили в слое почвы 0-30 см.
В течение исследуемого периода ежемесячно с мая по октябрь при помощи бура методом «конверта» в пятикратной повторности отбирали образцы почвы для микробиологического анализа и определения дыхания почвы. Микробиологический анализ проводили в свежих образцах методом предельных разведений по стандартной методике. Предварительная подготовка образцов почвы к анализу производилась по методу Д. Г. Звягинцева.
Посев производился глубинным способом из разведений: 10(-3) - на подкисленную среду Чапека для учета микроскопических грибов; 10(-4) - на КАА (крахмало - аммиачный агар) для учета бактерий и актиномицетов, поглощающих минеральные формы азота; 10(-5) - на МПА (мясо - пептонный агар) для учета бактерий, поглощающих органические формы азота.
В свежеотобранных образцах почвы в лабораторных условиях определяли дыхание почвы по методу Б.Н. Макарова (1957).
Целлюлозоразрушающую активность почвы определяли в полевых условиях по методике И. С. Вострова, А.Н. Петровой (1961). Срок экспозиции - месяц.
Протеолитическую активность почвы определяли в полевых условиях по методу Е. Н. Мишустина, И. С. Вострова (1968). Срок экспозиции - 10 дней.
В воздушно - сухих образцах почвы, отобранных для микробиологического анализа. В период с 1986 по 1992 гг. определяли активность инвертазы по методу А. III. Галстяна (1974).
В таблице приведены средние за период исследований данные изучаемых показателей биологической активности почвы.
Биологическая активность типичного чернозёма при различном его использовании
Показатели биологической активности почвыРАЗМПАГЦОбщая численность микроорганизмов (тыс/г),270720492770в т.ч. - бактерии на МПА;886601779- бактерии и актиномицеты на КАА;149512351694- актиномицеты на КАА;749629872- микроскопические грибы.327212297Дыхание почвы (мг / 1 кг за 1 час).19.4614.8017.55Целлюлозоразрушающая активность почвы (%).6.6719.1413.70Протеолитическая активность почвы (%).7.0410.239.47Активность почвенной инвертазы (мг глюкозы на 1 г за сутки).18.974.439.43
Анализ полученных данных выявил значительные различия в биологической активности чернозёма типичного в природной и распахиваемых системах.
Результаты многолетних исследований показывают: прямое антропогенное воздействие на почву многолетнего пара приводит к значительной ее трансформации, проявляющейся в резком уменьшении почвенных микроорганизмов и почвенного дыхания; усилении процессов целлюлозоразрушения и протеолиза, приводящих к усилению минерализации органического вещества.
В условиях сельскохозяйственного использования изменяется качественный состав микрофлоры чернозёма. В её составе по сравнению с многолетним паром увеличивается содержание аммонифицирующих микроорганизмов (779 тыс/г по сравнению с 629 тыс/г под многолетним паром), что свидетельствует об усилении разложения азотсодержащих органических веществ в почве при сельскохозяйственном использовании. Количество микроорганизмов, потребляющих минеральные формы азота и актиномицетов при окультуривания чернозема также увеличивается. Незначительно снижается по сравнению с целиной количество почвенных микроскопических грибов.
В условиях многолетнего парования количество всех изучаемых микроорганизмов ниже, чем под степью в режиме абсолютного заповедания. В итоге общая (условно) численность микроорганизмов в почве многолетнего пара ниже, а в почве под сельскохозяйственными культурами незначительно выше, чем на целине.
Изменения в структуре микробоценозов обуславливают их различную активность. Более низкое, чем на целине, отмечается в распахиваемых почвах дыхание почвы, зависящее не столько от численности микроорганизмов, как от гидротермического режима почвы и других факторов.
Следует отметить высокую информативность целлюлозоразрушающей способности почвы и активности почвенной инвертазы для характеристики биологического состояния почвы. Целлюлозоразрушающая способность в почве пашни и многолетнего пара возрастает по сравнению с целинной степью в 2 и 3 раза соответственно. Напротив, в распахиваемых почвах отмечено четкое и стабильное снижение в 2-4 раза активности инвертазы в почве, которая способствует превращению углеводов растительных остатков и гумусовых соединений. Это свидетельствует об ухудшении режима органического вещества в почве при смене природной системы агрогенной.
Данные по изменению биологических свойств чернозёма типичного мощного в условиях агроценозов позволяют наметить пути регулирования биологического фактора плодородия почвы для повышения устойчивости функционирования агроэкосистемы путём сравнения её с природной системой.
Заключение
В современном российском земледелии технологические и экологические проблемы возникают в связи с вынужденной экстенсификацией производства. Процессы деиндустриализации, снижение уровня материально-технического обеспечения АПК, социальные, кадровые проблемы, низкий технологический уровень производства, отсутствие единой технологической и инновационной политики в сфере агропромышленного производства - означают откат нашего земледелия на несколько десятилетий назад, и как следствие - разрушение структур агроценозов, сохранение тенденций деградации сельскохозяйственных угодий, выбытие их из оборота, загрязнения отходами промышленности, возникновению негативных ситуаций в животноводстве, что, безусловно, сказывается в последующей трофической цепи.
В связи с этим, одна из наиболее сложных проблем, которая теперь является ключевой, - преодоление ориентации на экстенсивное хозяйствование. В России сложились специфические формы экстенсивного земледелия с очень высокой распаханностью сельскохозяйственных угодий, чрезвычайно низкой эффективностью использования производственных ресурсов и неблагоприятными экологическими последствиями.
Подлинная аграрная реформа немыслима без радикальных технологических преобразований сельскохозяйственного производства, без той самой технологической революции, которая вывела в разряд процветающих многие страны мира.
В России самая высокая распаханность сельскохозяйственных угодий (в среднем 66 %), доходящая во многих районах до 80 % и более. В пашню вовлечено большое количество эрозионных и других маргинальных земель. Перманентная их деградация резко усилилась в связи с разрушением и без того несовершенных систем земледелия. Между тем экологизация землепользования, связанная с освоением почвозащитных систем земледелия и минимизацией обработки почвы, невозможна без использования агрохимических средств.
В отличие от Запада, где экологизация земледелия связана со сдерживанием перепроизводства продукции и снижением уровня химизации, в России первоочередная ее задача заключается в оптимизации землепользования путем трансформации угодий, упорядочения использования неблагоприятных земель, рационального размещения культур, ландшафтного землеустройства, расширением применения агрохимических средств, без которых невозможно освоение почвозащитных мероприятий. Это означает, что экологизация земледелия в стране сопряжена с задачами адаптивной интенсификации. Что само по себе требует должной координации и интеграции.
Список использованной литературы
1. Бадина Г.В., Королев А.В., Королева Р.О. Основы агрономии. - Л.: Агропромиздат, 1988
. Земледелие. - М.: «КолосС», 2004
. Земледелие. - 2007, - № 3
. Земля и дело. - 1997, - №№ 14, 15, 19
. Модели управления продуктивностью агроландшафта. - Курск, 1998
. Основы земледелия и растениеводства. - М.: ВО «Агропромиздат», 1990
. Современные проблемы земледелия и экологии. - Курск, 2002