Home » Земледелие (Page 2)

Category Archives: Земледелие

Земледелие Поволжья

Поволжье — один из крупнейших сельскохозяйственных регионов России, включающий более 48 млн га сельскохозяйственных угодий, из которых около 30 млн га — пашни.

Основная отрасль растениеводства — зерновое хозяйство. Именно в Поволжье выращивают знаменитые сильные и твердые пшеницы, качество которых признано лучшим в мире.

Поволжье можно разделить на 4 крупные почвенно-климатические подзоны:

  • лесостепь — включает Ульяновскую, Пензенскую области, северные районы Самарской области;
  • засушливая черноземная степь — центральные и южные районы Самарской и Саратовской областей (левобережье), северные и центральные районы Волгоградской области;
  • сухая степь — юго-восточные районы Самарской и Саратовской областей, центральные и часть южных районов Волгоградской области;
  • полупустынная степь — Астраханской области (кроме Ахтубы), районы юго-востока Саратовской, правобережья и Заволжья Волгоградской области.

Природно-климатические условия

Климат

Климат лесостепной части Поволжья умеренный. Среднегодовое количество осадков около 400 мм. Коэффициент влагообеспеченности (по Селянинову) составляет 0,7-0,8. Количество осадков за вегетационный период может меняться, но засухи бывают реже, чем в степной части. Особенно резко может отличаться количество атмосферных осадков во второй половине вегетационного периода. В целом в течение теплого периода года дефицит осадков составляет около 100 мм. Неравномерность увлажнения почвы увеличивается вследствие значительной расчлененности рельефа. От недостатка влаги больше страдают склоны с южной экспозиций.

Засушливая черноземная степь характеризуется среднегодовым количеством осадков 300-350 мм, дефицит влаги в теплый сезон может составлять 200 мм. Иссушение корнеобитаемого слоя может достигать до 50 см глубины. Повторяемость сухих лет около 70-75%. Зимы, как правило, малоснежные. В летний период температура воздуха выше, чем в лесостепи, чаще отмечаются засухи и суховеи. Гидротермический коэффициент колеблется от 0,5 до 0,7; относительная влажность воздуха в июне—июле снижается до 15-20%.

Весной до посева яровых культур почва промачивается на полную глубину корнеобитаемого слоя только в годы с достаточным количеством осадков. Поэтому из-за частого недостатка осадков в летний период после уборки большинства культур в метровом слое запасы влаги составляют 20-30 мм. Достаточные запасы влаги бывают только на чистых парах.

Сухая степь характеризуется среднегодовым количеством осадков 275-350 мл. Дефицит влаги только в мае-июне достигает 250 мм. Коэффициент влагообеспеченности не более 0,4-0,5. Осенью и зимой осадков, как правило, не достаточно для увлажнения всего корнеобитаемого слоя. Отмечаются частые суховеи и периоды с относительной влажностью воздуха до 15-20%. Засухи повторяются в среднем через каждые 2-3 года, иногда несколько лет подряд.

Климат полупустынной части Поволжья острозасушливый. Среднегодовое количество осадков составляет на севере 250-300 мм, на юге — 180-200 мм. Дефицит влаги за вегетационный период достигает 350-400 мм. В отдельные годы осадки в летний период могут отсутствовать. Количество засушливых лет достигает 80-90%.

Уже в июне естественная растительность выгорает, поэтому большое значение приобретает искусственное орошение.

Почвы

В лесостепи преобладают выщелоченные и мощные черноземные, в сочетании с серыми лесными и бурыми песчаными почвами. Встречаются подзолы. Выщелоченные черноземы преобладают преимущественно на северо-востоке Пензенской, в Ульяновской и Самарской областях. Содержание гумуса в них составляет от 4 до 9%, толщина перегнойного горизонта — до 100 см. Мощные черноземы с содержанием гумуса 10-12% распространены на юге и юго-западе Поволжья, с мощностью гумусового горизонта до 110-120 см.

В засушливой степи преобладают обыкновенные южные черноземы, глинистые и суглинистые почвы. В острозасушливой степи — каштановые, светло-каштановые, бурые, солонцеватые почвы в сочетании с солонцами. Характеризуются высоким естественным плодородием, содержат гумуса в пахотном слое составляет от 4 до 8%, мощность перегнойного горизонта — 40-80 см. Солонцовые почвы в естественных условиях малоплодородны, для их окультуривания применяют различные способы мелиорации.

В сухой степи преобладают темно-каштановые, каштановые, комплексные почвы различной степени солонцеватости, гранулометрического состава и эродированности. Распространены суглинистые и тяжелосуглинистые разности. На пашне пятна солонцов могут охватывать до 20-25% площади. Вдоль крупных рек (Волга, Дон) большие площади заняты песчаными и супесчаными почвами, подверженные высокому риску ветровой и водной эрозий. Каштановые почвы содержат до 3-4% гумуса, мощность перегнойного горизонта — 30-40 см. Склонны к уплотнению и ухудшению водного режима.

Полупустынная степь характеризуется резко выраженной комплексностью почвенного покрова. Распространены каштановые, светло-каштановые, бурые почвы и пятна степных солонцов. На долю последних приходится от 15-20 до 40-50% всей площади пашни. Содержание гумуса в светло-каштановых и бурых почвах — 1,5-3%, мощность перегнойного слоя — 13-25 см. Естественное плодородие солонцеватых светло-каштановых и бурых почв небольшое.

Рельеф

Территория Поволжья характеризуется расчлененным рельефом, сформировавшимся под воздействием многовековой деятельности реки Волги и ее притоков. Рельеф Правобережья более расчленен, чем Левобережья. Согласно данным А.И. Шабаева (1985), в Саратовской области более 80% сельскохозяйственных угодий размещаются на склонах; в правобережной части преобладают склоновые земли с крутизной 3-9°, в левобережной — 1-3°. Горизонтальное расчленение территории на западе Правобережья составляет 0,5-0,6 км/км2, восточной части — 0,5-0,9, в прибрежной к Волге полосе — до 2,5 км/км2. Такая характеристика определяет предрасположенность почв к водной и ветровой эрозиям.

В Самарской области на склоновых землях 1-3° расположено 65,6% пашни, 3-5° — 26,3%, 5-10° — около 3%. Расчлененность территории гидрографической сетью — 0,5-0,96 км/км2.

В Волгоградской области почти половина площадей сельскохозяйственных угодий размещается на склонах и подвержена риску водной и ветровой эрозий. Под оврагами занято более 63 тыс. га.

Потери почвы от эрозии в Поволжье достигают до 20-25 т/га, потери воды за счет стока — 200-500 м3/га, что сказывается резким снижением урожайности, особенно в правобережной части. В ряде районов происходит оврагообразование, что приводит к сильному дренированию и иссушению земель.

Растительный покров

В связи с сельскохозяйственным освоением земель растительный покров претерпел существенные изменения и значительно утратил свои почвозащитные свойства. Облесенность территории Поволжья низкая и очень низкая. Травянистая растительность представлена посевами культурных растений, в основном яровых. На долю многолетних трав приходятся небольшие площади. Естественная травянистая растительность представлена разнотравно-типчаково-ковыльная ассоциацией среднего (лесостепного) и южного (степного) типов.

Наиболее бедная растительность в сухостепной и полупустынной подзонах. Распространены белополынно-ромашковая, ковыльно-типчаковая, гречишки, типчаково-белополынная, прутняково-белополынная, чернополынная, кермеково-гречишковая, разнотравно-типчаково-пырейная, лебеда бородавчатая, полынь, солянки, солончаковая, злаково-ситниковая, чернополынно-прутняковая, ромашко-чернополынная ассоциации.

Низкая почвозащитная и почвоулучшающая способность естественной и культурной растительности требует соответствующего подхода в проектировании системы земледелия Поволжья.

Основные задачи системы земледелия

Ведущим направлением земледелия Поволжья является производство зерна, главным образом пшеницы, крупяных и овощных культур. В связи с достаточно развитым животноводством значение имеет кормопроизводство.

Основные задачи системы земледелия в Поволжье:

  • борьба с засухой;
  • ежегодное получение стабильных урожаев;
  • защита почвы от водной и ветровой эрозий;
  • регулирование водного режима;
  • борьба с засолением;
  • внесение органических и минеральных удобрений;
  • травосеяние;
  • применение прогрессивных способов обработки почвы, направленных на повышение плодородия;
  • повышение эффективности чистых паров и орошаемых земель;
  • защита посевов от сорной растительности, возбудителей болезней и вредителей.

Главная задача системы земледелия для большинства районов Поволжья — мероприятия по максимальному накоплению и сохранению почвенной влаги в течение всего года на каждом поле севооборота. Агрокомплекс по влагонакоплению и защите почв от эрозии разрабатывают на весь севооборот с учетом биологических особенностей культур и влагосберегающих технологий.

Система севооборотов

В Поволжье применяются следующие севообороты:

  • зернопаропропашные:
  • зернопропашные:
    • 6-польный: 1 — зерновые бобовые, 2 — озимая или яровая пшеница, 3 — ячмень или просо, 4 — яровая пшеница, 5 — кукуруза, 6 — ячмень;
    • 8-польный: 1 — зернобобовые, 2 — озимая или яровая пшеница, 3 — ячмень или просо, 4 — яровая пшеница, 5 — кукуруза, 6 — озимая или яровая пшеница, 7 — ячмень или овес, 8 — подсолнечник.

В центральном Правобережье с учетом специализации хозяйств и почвенно-климатических условий рекомендуются следующие полевые севообороты:

  • 6-польный: 1 — пар чистый, 2 — озимые, 3 — яровая пшеница, 4 — кукуруза, 5 — яровая пшеница, 6 — ячмень;
  • 7-польный: 1 — пар чистый, 2 — озимые, 3 — просо или ячмень, 4 — зерновые бобовые, 5 — озимые или яровая пшеница, 6 — ячмень, 7 — подсолнечник или 1 — пар чистый, 2 — озимые, 3 — яровая пшеница, 4 — просо, 5 — яровая пшеница, 6 — кукуруза, 7 — ячмень;
  • 8-польный: 1 — чистый пар, 2 — озимые, 3 — яровая пшеница, просо, 4 — кукуруза, 5— ячмень, 6 — зернобобовые, 7 — озимые или яровая пшеница, 8 — подсолнечник;
  • 9-польный: 1 — чистый пар, 2 — озимые, 3 — яровая пшеница, просо, 4 — зернобобовые, 5 — озимые или яровая пшеница, 6 — ячмень, 7 — кукуруза, 8 — овес, 9 — подсолнечник.

При продвижении на юг и юго-восток засушливость климата возрастает, поэтому удельный вес чистых паров в зернопаровых севооборотов увеличивается. Типичная схема зернопарового севооборотов для юго-восточной части Поволжья: 1 — пар чистый, 2 — озимые или яровая пшеница, 3 — яровая пшеница, 4 — просо, 5 — ячмень, 6 — горчица.

В наиболее засушливых районах Поволжья, где количество осадков составляет 200-250 мм, применяют зернопаровые севообороты с короткой ротацией: 

  • 1 — пар чистый, 2 — озимая пшеница, 3 — просо или ячмень;
  • 1 — пар чистый, 2 — озимая пшеница, 3 — яровая пшеница или просо, 4 — ячмень.

В районах, расположенных вблизи крупных административных центров, в связи с развитием молочного животноводства и хозяйств с овощекортофельной специализацией в севооборотах увеличивается удельный вес кормовых и овощных культур. Здесь также применяют специальные овощные, овощекартофельные и овощекормовые севообороты с орошением.

Система обработки почвы

Учитывая почвенно-климатические особенности Поволжья к системе обработки почвы предъявляют следующие требования:

  • обеспечение максимального накопления и сохранения влаги;
  • предотвращение водной и ветровой эрозий;
  • очищение полей от сорной растительности, уничтожение вредителей и возбудителей болезней;
  • создание оптимальных условий для роста и развития растений;
  • получение высоких стабильных урожаев.

Несмотря на большое разнообразие почвенно-климатических условий Поволжья, для этой зоны характерна устойчивая погода. Поэтому система обработки почвы должна соответствовать местным почвенно-климатическим, погодным условиям, типу почв, рельефу, степени засоренности полей, особенностям предшественников и требованиям культур.

В Поволжье применяют три системы обработки почвы, основанные на вспашка, безотвальном рыхлении и их сочетании (комбинированная обработка).

На севере, северо-западе и западе правобережных районов применяют систему обработки почвы, основанную на вспашке. Рекомендуется разноглубинная вспашка с учетом типа почв, предшественника и культуры: под зерновые на глубину 20-22 см, под пропашные — на 30-32 см.

В более засушливых лесостепной части в севооборотах используют комбинированную основную обработку почвы. В звене с чистым паром выполняют рыхление (чизелевание), а в звеньях с многолетними травами и пропашными — вспашку на глубину 30-32 см. На смытых склоновых землях применяют безотвальное рыхление.

В острозасушливых степных районах Поволжья, особенно на легких почвах, используется безотвальная (плоскорезная, чизельная) обработка с оставлением стерни на поверхности почвы. Такая обработка наиболее эффективна по влагонакоплению и в борьбе с засухой и эрозией почв.

Предпосевная подготовка почвы по обычной вспашке заключается в бороновании ранней весной в 2-3 следа, с последующей по мере прорастания сорняков, культивацией и перед посевом прикатыванием. На стерневых фонах после плоскорезной обработки используют бороны БИГ-3 и кольчато-шпоровые катки ЗКК-6А. Предпосевную культивацию выполняют одновременно с посевом сеялками-культиваторами СЗС-2,1. Такое совмещение может не всегда давать удовлетворительное качество работы, поэтому при повышенной влажности верхнего слоя почвы культивацию и посев проводят раздельно, но без разрыва во времени.

Система удобрения

В лесостепи, особенно северной её части, эффективность удобрений выше, чем в остальных районах Поволжья. Все возделываемые культуры хорошо реагируют на внесение органических и минеральных удобрений. Озимые и яровые зерновые наиболее отзывчивы на азотные удобрения, а при посеве озимых после занятых паров — на полное минеральное удобрение.

Органические удобрения вносят осенью под обработку черного пара в дозе 20-30 т/га, под парозанимающие культуры, свеклу, кукурузу и картофель.

Минеральные удобрения применяют как основное, при посеве или в виде подкормок. Основное удобрение вносят при основной обработке почвы в пару или зяби. Эффективно внесение минеральных удобрений, особенно фосфорных, в рядки при посеве и локально.

В степной части Поволжья эффективно внесение фосфорных удобрений. Действие навоза в первый год проявляется слабее, чем в лесостепи, но последействие более длительное.

Внесение органических и минеральных, прежде всего фосфорных, удобрений необходимо на каштановых почвах.

Фосфорные удобрения наиболее важны в Поволжье, так как улучшают питание растений, повышают засухоустойчивость, у озимых также зимостойкость.

Хорошие результаты дает дробное внесение азотных удобрений при подкормках озимых зерновых в дозах по 30 кг/га д.в. осенью и весной.

Лучшее место в севообороте для внесения навоза в степных районах Поволжья — чистый пар. 

Дозы органических и минеральных удобрений в степи выше, чем в лесостепи. Высокая эффективность удобрений в степи возможна только при достаточном увлажнении почвы. Поэтому эффективность системы удобрения сильно зависит от приемов, улучшающих водный режим.

На почвах, подверженных эрозии, дозы органических и минеральных удобрений увеличивают на 20-30%.

Применение микроудобрений должно соответствовать требованиям возделываемых культур. Так, сахарная свекла и бобовые выносят микроэлементы в больших количествах, чем зерновые.

Система мер по регулированию водного режима, борьбе с засухой и эрозией почв

Общая площадь эродированных земель в Поволжье составляет более 10 млн га. Ежегодно смыву в различной степени подвергается до 60% пашни. Самая большая площадь смытых земель более 4,5 млн га приходится на Саратовскую область. Ветровая эрозия проявлена на площади 1100-1300 тыс. га, из которых 800-900 тыс. га в Волгоградской области.

Эрозия почвы чаще всего проявляется при несоблюдении требования почвозащитной организации территории и агротехники. Правильная и научно обоснованная организация земельной территории — основа противоэрозионного комплекса.

На пахотных землях со склонами 1-3° и слабосмытыми почвами вводят обычные полевые, кормовые или специальные севообороты с противоэрозионной агротехникой.

Среднесмытые пахотные почвы на склонах с крутизной 3-5° и почвах легкого гранулометрического состава отводят под почвозащитные полевые и кормовые севообороты.

На средне- и сильноэродированных землях со склонами и на дефлированных почвах вводят севообороты с полосной и контурно-буферной организацией территории.

При полосном размещении культуры с хорошими почвозащитными свойствами, например, многолетние травы или озимые, чередуют на каждом поле полосами через 50-150 м с культурами, обладающими плохими почвозащитными свойствами. Полосы размещают поперек направлению господствующих ветров, либо на склоновых землях — поперек склона или по горизонталям.

Сильносмытые или сильноразвеваемые земли при крутизне склона более 5° желательно отводить под почвозащитные севообороты с многолетними травами и 2-3 полями зерновых культур или полностью залужать.

На черноземных почвах, подверженных водной и ветровой эрозиям, (Правобережье) рекомендуется следующий почвозащитный севооборот: 1-4 — многолетние травы (травосмесь бобовых и злаковых), 5-6 — зерновые, 7 — просо с подсевом трав. На каштановых и светло-каштановых почвах, подверженных водной и ветровой эрозиям, (Левобережье) рекомендуется следующий почвозащитный севооборот: 1-5 — многолетние травы (травосмесь бобовых и злаковых), 6 — яровые колосовые, озимая рожь, 7 — ячмень.

Склоны крутизной от 8 до 16° залужают в системе окаймляющих лесных полос и кустарниковых кулис или залесяют. Систему защитных насаждений и гидротехнических сооружений связывают с дорожной сетью, скотопрогонами, оросительными каналами таким образом, чтобы дальнейшее использование исключало риск развития эрозионных процессов.

Агротехнические противоэрозионные мероприятия (комплексы) должны разрабатываться так, чтобы они предотвращали развитие водной и ветровой эрозии в любой период года. Их разрабатывают, прогнозируя возможное развитие эрозионных процессов на отдельных полях севооборота с учетом состояния почвы, рельефа и свойств высеваемых культур.

В условиях риска развития ветровой эрозии предусматривают уменьшение механического воздействия на почву, сохранение пожнивных остатков и стерни на ее поверхности. На всех полях севооборотов применяют почвозащитную технологию возделывания культур и систему противоэрозионных машин.

На почвах, подверженных водной эрозии, комплекс противоэрозионных агротехнических мероприятий должен предотвращать сток талых и дождевых вод, смыв и размыв почвы. Талые воды на зяби задерживают с помощью осенней вспашки с прерывистым бороздованием, лункования или плоскорезной обработки почвы поперек склона. На склонах более 2° используют вспашку с почвоуглублением и ступенчатую. При минимальной обработке проводят щелевание через 2-4 м и поперек склона или по горизонталям.

Для задержания стока в летний период на пахотных склонах проводят посев яровых поперек склона, щелевание междурядий пропашных и паров, создание буферных полос на посевах и парах.

На разносторонних и ложбинистых склоновых землях желательно проводить контурную вспашку вдоль горизонталей, направление которых определяют нивелиром.

Защитное лесоразведение во всех подзонах Поволжья предназначено для задержания, накопления и равномерного распределения снега, перевода поверхностного стока воды во внутрипочвенный, предотвращения смыва и оврагообразования, накопления и сохранения влаги в почве и водных источниках, снижения отрицательного воздействия суховеев и ветровой эрозии. Максимальный эффект полезащитного лесоразведения достигается при совместном использовании с почвозащитной агротехникой.

Гидротехнические сооружения создаются для того, чтобы в случае необходимости немедленно приостановить размыв почвы. К ним относятся распылители стока, водонаправляющие и водоотводящие канавы, валы-террасы, водозадерживающие и водоотводящие валы, вершинные и донные сооружения, пруды.

Орошение в условиях юга Поволжья является самым эффективным средством борьбы с засухой. Эффективность орошения зависимости от качества ирригационных систем, их технического уровня и состояния, правильности использования мелиорированных угодий.

Системы орошаемого земледелия, помимо соблюдения общих требований (соблюдение норм полива, предотвращение ирригационной эрозии и вторичного засоления и т.д.), должны сочетаться с интенсивными севооборотами с посевами люцерны, кукурузы на зерно и иными высокопродуктивными культурами.

Система защиты растений

Поволжье характеризуется большим разнообразием видового состава вредителей и болезней сельскохозяйственных культур. На посевах пшеницы, ржи, овса и ячменя обитают более 40 видов насекомых. К наиболее распространенным относятся злаковые мухи, трипсы, тли, хлебные пилильщики, зерновые совки, проволочники, вредная черепашка. На больших площадях, особенно в годы засухи, пшеница и ячмень поражаются корневыми гнилями, снижающими урожайность на 0,1-0,25 т/га. В отдельные годы посевы пшеницы могут поражаться пыльной головней и ржавчиной.

В посевах люцерны обитает более 200 видов вредных насекомых. Всходы кукурузы часто повреждаются проволочниками. Картофелю значительный вред наносят колорадский жук, грибные и вирусные болезни.

В этой зоне насчитывается более 200 видов сорных растений, в том числе карантинные — амброзия трехраздельная (Ambrosia trifida), амброзия многолетняя (Ambrosia pumila), горчак розовый (Rhaponticum repens), подсолнечник сорный (Helianthus lenticularis) и повилика (Cuscuta).

Ущерб посевам сельскохозяйственных культур наносят суслики, мышевидные грызуны, ложнопроволочники, подгрызающие совки, луговой мотылек.

В условиях орошения и во влажные годы возникают эпифитотии мучнистой росы и бурой ржавчины.

Большинство видов вредителей, болезней и сорных растений распространены во всех зоне, меньшая часть — в определенных районах. Например, в лесостепной части Поволжья наиболее распространены злаковые мухи, подгрызающие совки, злаковые тли, мучнистая роса и ржавчинные грибы. В степной части для зерновых культур наибольшую опасность представляют клопы-черепашки, хлебные жуки, злаковые мухи, хлебные пилильщики, зерновая совка, листовые и стеблевые хлебные блошки, злаковые трипсы и проволочники, из болезней — бурая ржавчина, головня, мучнистая роса, корневые гнили.

В сухой и полупустынной степи Заволжья посевы зерновых культур повреждаются сусликами и другими грызунами, насекомыми — зерновой совкой, злаковыми трипсами, хлебными стеблевыми пилильщиками. К наиболее опасным возбудителям болезней зерновых относятся корневые гнили, пятнистый и линейный бактериозы.

Агротехнические методы

Важным агротехническим приемом системы защиты растения является соблюдение севооборотов, правильное чередование и смена культур в сочетании с качественной основной и предпосевной обработкой почвы, соблюдение оптимальных сроков посева. Нарушение технологий приводит к потере влаги, иссушению почвы, плохому очищению от вредителей, возбудителей болезней и сорных растений.

Введение в севооборот бобовых, пропашных, кормовых культур и овса позволяет подавить возбудителей корневых гнилей.

Существенное значение имеет пространственное размещение культур. Так, удалении посевов яровой пшеницы от озимой на 1-1,5 км позволяет в 4-5 раз уменьшить поражаемость всходы яровой пшеницы шведской и гессенской мухами.

Биологические методы

Биологический метод может успешно использоваться в борьбе с вредителями сахарной свеклы, гороха, овощных и плодовых культур. Для этого необходимо осуществлять воспроизводство трихограммы. Фитосейулюс может быть эффективен против паутинного клеща на огурце в защищенном грунте.

Для борьбы с листогрызущими вредителями овощных культур могут использоваться бактериальные препараты, например, энтобактерин, дендробациллин, на картофеле против колорадского жука — боверин, битоксибациллин.

Бактороденцид и бактокумарин могут быть эффективны в борьбе с грызунами на полях, складских помещениях, парниках и садах.

Химические методы

Применение химических методов следует рассматривать, как исключительную меру, эффективность которых оценивают с учетом экономического порога вредоносности, наличия энтомофагов.

Посевной материал зерновых культур обеззараживают от всех видов головневых болезней и корневых гнилей за 3-6 месяца до посева.

Для предупреждения распространения мучнистой росы и ржавчины применяют некорневую подкормку яровой пшеницы в фазе кущения — выхода в трубку фосфорно-калийными удобрениями. Нормы внесения: хлористый калий — 8 кг/га, суперфосфат — 8-7 кг/га, расход рабочей жидкости — 100 л/га.

Литература

Земледелие. Учебник для вузов/Г.И. Баздырев, В.Г. Лошаков, А.И. Пупонин и др. — М.: Издательство «Колос», 2000. — 551 с.

Земледелие Центрально-Черноземной зоны​

Центрально-Черноземная зона — важнейший агроэкономический регион России, обладающий большим потенциалом сельскохозяйственного производства. Включает Воронежскую, Белгородскую, Липецкую, Курскую, Тамбовскую области. Земельный фонд зоны, согласно данным государственного учета, составляет 16,8 млн га, из которых 13,2 млн га, или 80%, сельскохозяйственных угодий. В состав сельскохозяйственных угодий входят:

  • пашни — 10,8 млн га (81,4%),
  • сенокосы — 0,6 млн га (4,5%),
  • пастбища — 1,7 млн га (12,6%).

Леса и кустарники занимают 1,7 млн га (10,1%). Преобладают черноземные почвы. Центрально-Черноземная зона расположена в лесостепной (83,3%) и степной (16,7%) природно-климатических зонах и разделяется примерно на две равные части рекой Дон. Всю территорию можно разделить на 12 почвенно-климатических подзон.

Природно-климатические условия

Главными особенностями земледелия засушливых степных и лесостепных районов являются дефицит влаги и риск проявления ветровой и водной эрозий почв. В целом природно-экономические условия Центрально-Черноземной зоны благоприятны для ведения сельского хозяйства.

Климат

Климат умеренно- и среднеконтинентальный с нарастанием континентальности с северо-запада на юго-восток, прежде всего в Заволжской степи. Среднегодовая температура воздуха составляет 5…6,4 °С, сумма активных температур выше 10 °С на северо-западе — 2300-2400 °С, на юге — 2800-3000 °С. Длительность безморозного периода в лесостепи — 150-155 дней, в степи 160-165 дней.

Годовое количество осадков в лесостепи составляет 500-550 мм, в степи — 450-490 мм. Для зоны характерно недостаточное и неустойчивое увлажнение, особенно в вегетационный период. Из общего количества лет наблюдений 25-30% были засушливые. Засухи часто сопровождаются суховеями, повторяемость которых увеличивается с северо-запада на юго-восток: число суховейных дней в лесостепи — 12-15, в степи — 20-40. Суховеи слабой и средней силы бывают, как правило, ежегодно на всей территории. Гидротермический коэффициент равен 0,9-1,2.

Засушливость климата усугубляется развитием эрозий, вызываемых стоком талых и ливневых вод. Например, весенний сток талых вод в среднем за год составляет: на северо-западе в лесостепной части зоны — 70-80 мм, центральной — 50-60 мм, на юго-востоке степной части — 30-40 мм.

Почвы

Почвы Центрально-Черноземной зоны представлены черноземами, лесными, дерново-подзолистыми, лугово-черноземными и другими типами.

На восток от рек Воронеж и Дон распространены типичные мощные черноземные почвы с содержанием гумуса до 9-9,5%. В южной части лесостепи — обыкновенные черноземы с содержанием гумуса 7-8,5%. На юге Воронежской области распространены обыкновенные маломощные и южные черноземы с содержанием гумуса 5-5,5%.

На северо-западе и севере зоны преобладают лесные (серые), дерново-подзолистые, лугово-черноземные почвы, оподзоленные черноземы. В степи — черноземы, каштановые почвы в сочетании с солонцовыми.

В целом почвенный покров Центрально-Черноземного зоны характеризуется высоким потенциалом биологической продуктивности. В.В. Докучаев называл русский чернозем «царем почв». Тем не менее, изучение качественного состояния сельскохозяйственных угодий показывает необходимость сохранения, улучшения и повышения плодородия.

Рельеф

Формирование рельефа Центрально-Черноземной зоны исторически связано с развитием бассейна реки Дон. Западная правобережная часть представляет Средне-Русскую возвышенность. Отметки водоразделов составляют до 286 м над уровнем моря. Густота овражно-балочной сети 1,1-1,3 км на 100 га.

Левобережная сторона делится на возвышенную (юго-восточную) и равнинную (северо-восточную) части. Юго-восточное левобережье представлено Калачской возвышенностью, которая сильно расчленена ложбинами древнего стока, оврагами и речными долинами. Высота над уровнем моря составляет 200-300 м, густота овражно-балочной сети — 1,2-1,5 км на 100 га. Северо-восточное левобережье представляет Окско-Донскую низменность с абсолютными отметками высот 120-150 м над уровнем моря.

Согласно данным земельного учета, в Центрально-Черноземном зоне размещено пахотных земель: на склонах крутизной 1-3° — 35,6%, 3-5° — 13,9%; более 5° — 7%; в среднем по зоне — 55%. Такой холмистый рельеф на фоне значительного количества снежных (твердых) осадков до 140-170 мм и талых вод, а также ливневых дождей создает эрозионно опасную обстановку. Наибольшая доля пашен, размещенных на склонах, отмечается в Белгородской — более 50%, Липецкой — до 40%, Воронежской — более 30% и Тамбовской — около 30% площадей. Смыв в зависимости от агрофона составляет от 5 до 50 т/га.

Растительный покров

Растительный покров Центрально-Черноземной зоны представлен естественными и культурными формациями. Территория отличается высокой освоенностью, угодья, используемые в сельскохозяйственном производстве, составляют около 80% всей площади, облесенность — 10-12%; естественные сенокосы и пастбища в небольших размерах сохранились по поймам рек Дон, Воронеж.

Облесенность в степных районах незначительная. Травянистая растительность главным образом представлена посевами культурных растений.

В сельскохозяйственном производстве преобладают зерновые культуры, в том числе озимые, пропашные культуры (кукуруза на силос и зерно, сахарная свела, подсолнечник, картофель). На долю многолетних трав, несмотря на этих противоэрозионныю эффективность, приходится всего 3-5%.

Основные задачи системы земледелия

Основные задачи системы земледелия:

  • влагонакопление и борьба с засухой, обеспечение высоких и устойчивых по годам урожаев культур;
  • сохранение и повышение плодородия почв;
  • предотвращение водной и ветровой эрозий;
  • оптимизация структуры посевных площадей с учетом природных и экономических особенностей зоны;
  • сохранение природных ландшафтов;
  • обеспечения экологической защиты окружающей среды;
  • построение рациональной системы удобрения, предусматривающей применение прежде всего фосфорных удобрений.

Все элементы системы земледелия должны быть направлены на накопление и рациональное использование влаги почвы.

В Центрально-Черноземной зоне ведущая отрасль сельского хозяйства — производство зерна. К основным зерновым культурам относятся — озимая пшеница, озимая рожь, овес, ячмень; зернобобовымгорох, вика; крупяным — просо и гречиха; техническим — сахарная свекла, подсолнечник. Центрально-Черноземный район — основной производитель сахарной свеклы.

Посевы кукурузы на силос, зеленый корм, зерно, многолетние и однолетние травы, корнеплоды составляют 25-30% от посевных площадей.

Система севооборотов

Рекомендуются следующие севообороты для Центрально-Черноземной зоны: 1 — чистые и занятые пары, горох, 2 — озимые зерновые культуры, 3 — пропашные культуры, 4 — яровые зерновые культуры.

Озимые зерновые культуры важно размещать по хорошим предшественникам, лучшим из которых является чистый пар.

Расширить площади зерновых культур свыше 60% возможно при высокой культуре земледелия за счет ввода посевов гороха, в южных районах Воронежской и Белгородской областей — гороха и кукурузы на зерно. В районах, где возделывание кукурузы на зерно невозможно, для расширения посевов зерновых вводят крупяные культуры. Расширение посевами гороха и кукурузы на зерно требует дополнительных мероприятия по борьбе с сорной растительностью и вредителями.

В системе севооборотов равнинные земли преимущественно отводят под пропашные культуры, при необходимости с чистыми парами, склоновые — под почвозащитные высоким удельным весом многолетних трава и культур сплошного посева. На песчаных, пойменных и орошаемых землях вводят севообороты, учитывающие их плодородие.

Системы севооборотов определяются специализацией и почвенно-климатическими условия ведения хозяйства. На предприятиях зернового направления вводят зернопаровые, зернопропашные и зернопаропропашные севообороты. На предприятиях зерново-животноводческой специализации также добавляют севообороты с многолетними и однолетними травами. Экономически целесообразно выделять вблизи ферм прифермские севообороты и участки для производства зеленых и сочных кормов.

Севообороты предприятий зерново-свекловодческой специализации могут быть 4-5-польные с насыщением зерновыми до 60%, сахарной свеклой — до 20-25%, кормовыми культурами — до 15-20%: 1 — черный и занятый пар, горох, 2 — озимые, 3 — сахарная свекла, 4 — яровые зерновые, 5 — кукуруза на зерно, кукуруза на силос.

На предприятиях, выращивающих подсолнечник, могут вводится 7-8-польные севообороты с общей площадью технических культур до 20-25%, половина из которых занимает свекла, вторая половина — подсолнечник: 1 — пар чистый или занятый, 2 — озимые зерновые, 3 — сахарная свекла, 4 — яровые зерновые, 5 — горох, 6 — озимые зерновые, 7 — подсолнечник, 8 — яровые зерновые.

Севообороты с молочно-зерново-свекловодческих специализацией предприятия могут быть восьми-, девяти- или десятипольные, с долей технических культур в структуре посевных площадей примерно 20%. В лесостепной зоне большая часть приходится на сахарную свеклу, в степной — на подсолнечник:

  • для лесостепной зоны:
    • 1 — пар чистый и занятый, 2 — озимая пшеница, 2 — сахарная свекла, 4 — ячмень, 5— горох, 6 — озимая пшеница и рожь, 7 — кукуруза на силос, 8 — ячмень, 9 — подсолнечник, 10 — ячмень, овес;
    • 1 — пар занятый, 2 — озимая пшеница, 3 — сахарная свекла, 4 — ячмень с подсевом люцерны, 5-6 — люцерна, 7 — кукуруза.
  • для степной зоны: 1 — пар чистый, 2 — озимая пшеница, 3 — сахарная свекла, кукуруза на зерно, 4 — ячмень, овес, 5 — горох, 6 — озимая пшеница, рожь, 7 — кукуруза на силос, просо, 8 — ячмень, 9 — подсолнечник.

В приведенных севооборотах 3-4-польные звенья с чистым и занятым паром, горохом, кукурузой на силос могут рассматриваться как самостоятельные звенья.

В северо-западных районах с достаточным увлажнением и на орошаемых землях могут быть введены два поля сахарной свеклы: 1 — чистый и занятый пар, 2 — озимая пшеница, 3 — сахарная свекла, 4 — ячмень, 5 — горох, 6 — озимая пшеница, 7 — сахарная свекла, 8 — ячмень, 9 — кукуруза на силос, 10 — подсолнечник. Маточную свеклу размещают по озимой пшенице в первом звене, тогда как свеклу-высадку — во втором звене.

Многолетние травы (клевер, эспарцет), как правило вводят в севооборот после ячменя и используют в качестве занятого пара на один укос под озимые культуры. Посевы люцерны при хорошей урожайности целесообразно использовать 3-4 года, для чего ее возделывают в выводном поле по схеме (М.И. Сидоров): 1 — пар чистый и занятый, 2 — озимая пшеница, 3 — сахарная свекла + крупяные, 4 — горох, 5— озимая пшеница, 6 — ячмень, 7 — кукуруза на силос, 8 — ячмень, овес, 9 — подсолнечник + крупяные, 10— люцерна (выводное поле). За год до распашки люцерны ее подсевают в шестое поле под ячмень.

Почвозащитные севообороты используют на склоновых землях с крутизной более 3°. Для предотвращения стока и смыва почвы их насыщают культурами с высоким проективным почвозащитным покрытием почвы в наиболее эрозионно опасные периоды года. К таким культурам относятся прежде всего многолетние травы и озимые сплошного посева. Чем круче склон, тем больше должна быть насыщенность многолетними травами. Сильно эродированные склоны отводят под залужение.

Рекомендуются следующие схемы почвозащитных севооборотов:

На предприятиях животноводческой специализации используют кормовые (прифермские) севообороты с небольшими площадями и короткой ротацией. Примерные схемы кормовых севооборотов (М.И. Сидоров):

  • 1 — кукуруза на зеленый корм + эспарцет, 2 — эспарцет на один укос + кукуруза на зеленый корм, 3 — кормовые бахчевые, 4 — однолетние травы, 5 — озимые на зеленый корм + кукуруза на зеленый корм, 6 — кормовая свекла;
  • 1 — однолетние травы на зеленый корм, 2 — озимая рожь на зеленый корм + кукуруза, 3 — кормовая свекла, 4 — кукуруза на зеленый корм, 5 — кормовые бахчевые, 6 — люцерна (выводное поле).

При насыщении кормовых севооборотов посевами люцерны и озимых зерновых они могут выполнять и почвозащитную функцию.

Система обработки почвы

В условиях частого повторения засух, риска водной и ветровой эрозий, а также почвенно-климатических условий и требований сельскохозяйственных культур, система обработки почвы в Центрально-Черноземной зоне должна решать следующие задачи:

  • максимальное накопление и сохранение влаги, ослабление негативного влияния повторяющихся засух;
  • предотвращение водной и ветровой эрозий;
  • сохранение гумуса и минеральных питательных веществ;
  • обеспечение борьбу с сорной растительностью, возбудителями болезней и вредителями;
  • создание оптимальных условий для развития посевов культур и получения высоких и устойчивых урожаев.

При разработке системы обработки почвы учитывают: тип почв, степени подверженности эрозии, количества и режима выпадения атмосферных осадков, степени засушливости, требования возделываемых культур, севооборот, засоренность, предшественников.

В засушливых и эрозионно опасных районах, прежде всего на легких почвах и склонах, предпочтение отдают почвозащитной обработке.

В районах достаточного увлажнения эффективна вспашка: под зерновые и бобовые на 20-22 см, под пропашные — на 25-27 см. Под озимые зерновые, особенно в годы с недостатком влаги в осенний период, проводят поверхностные обработки дисковыми и плоскорежущими орудиями. 

Система обработки почвы под озимые включает обработку чистых, занятых паров и непаровых предшественников. Сразу после уборки предшественника проводят лущение жнивья дисковыми или плоскорежущими орудиями на глубину 8-10 см для сохранения и накопления влаги и провокации прорастания сорных растений. На полях, не подверженных риску развития водной эрозии, где вносят органические удобрения, проводят вспашку на глубину не менее 20-22 см. На почвах, подверженных водной эрозии в средней и сильной степени, особенно на склонах с южной экспозицией, проводят обработку безотвальными орудиями или вспашку поперек склона и по горизонталям, а также щелевание.

Поздней осенью для защиты от водной эрозии и накопления влаги проводят лункование, бороздование и т.п.

На полях с сильно уплотнившейся почвой для предотвращения поверхностного стока талых вод и накопления влаги применяют позднеосеннее рыхление или щелевание специальными глубокорыхлителями, чизелями и щелерезами. Эти приемы выполняют, когда испарение воды с поверхности почвы станет минимальным или полностью прекратится.

В зимний период проводят снегозадержание снегопахами или санями-уплотнителями. Перед снеготаянием выполняют работы по регулированию стока талых вод, например, полосное поперек склона или по горизонталям уплотнение и зачернение снега.

В весенне-летний период все полевые работы проводят с учетом сохранения влаги. Для провокации прорастания сорняков и их уничтожения выполняют ранневесеннее боронование, культивацию, посев кулис.

На склоновых землях для борьбы с эрозией целесообразно полосное размещение многолетних трав в пару или кулисные посевы в июне—июле подсолнечника, кукурузы в виде 1-2 рядков поперек склона с расстоянием 25-40 см друг от друга.

Перепашка пара должна быть исключена. Предпосевную культивацию выполняют на глубину посева семян. Для разуплотнения почвы и предотвращения эрозионных процессов на полях озимых зерновых культур поперек склона сразу после посева проводят щелевание на глубину 40-45 см.

Занятые пары широко применяют в Центрально-Черноземной зоне, особенно в лесостепи. В качестве парозанимающих культур используются озимая рожь на зеленый корм, викоовсяная смесь на зеленый корм и сено, горох и горохо-овсяная смесь на зеленый корм, кукуруза на зеленый корм, эспарцет на один укос, ранний картофель.

Во влажные годы после парозанимающих культур, которые освобождают поле за 1,5-2 месяца до посева озимых, вносят удобрение и выполняют вспашку на 16-18 см или дискование с одновременным боронованием. Далее, по мере выпадения обильных дождей, проводят боронование, культивацию при появлении сорных растений, предпосевную культивацию плоскорежущими рабочими органами на глубину 6-8 см.

В засушливые годы вспашку заменяют поверхностной обработкой орудиями БДТ-7 или БДТ-10 с боронованием, предпосевную культивацию плоскорежущими рабочими органами на глубину 6-8 см.

После парозанимающих культур, которые освобождают поле за 2,5 месяца проводят вспашку, вносят удобрения; дальнейшая обработка — боронование и предпосевная культивация плоскорежущими рабочими органами на 6-8 см.

Система обработки почвы под озимые культуры

При возделывании озимых зерновых после многолетних и однолетних трав, культур зеленого конвейера и на полях, освобождаемых за месяц и ранее от предшественников, согласно данным ВНИИ земледелия и защиты почв от эрозии, целесообразна обработка почвы на 12-16 см с последующим щелеванием сразу после посева до прорастания семян. Основная обработка почвы на таких полях должна заканчиваться не позднее 15 июня.

При возделывании озимых после кукурузы на силос и зернобобовых культур на полях, не засоренных корневищными и корнеотпрысковыми сорными растениями, целесообразна поверхностная обработка дисковыми и плоскорежущими орудиями сразу после уборки предшественника, поверхностное рыхление и доведение посевного слоя почвы до оптимального мелкокомковатого состояния с полной готовностью к посеву озимых. Первое поверхностное рыхление проводят дисковыми лущильниками типа ЛДГ-5, ЛДГ-10, тяжелыми дисковыми БДТ или игольчатыми БИГ-ЗА боронами не менее чем в 2 следа. Вторую обработку осуществляют тяжелыми дисковыми боронами, культиваторами-плоскорезами, например, КПГ-2,2, КПШ-5, КПШ-9, противоэрозионными культиваторами КПЭ-3,8, лемешными лущильниками. Глубина рыхления второй обработке — не более 10-12 см. Орудия агрегатируются с боронами. В условиях засушливой осени дополнительно проводят допосевное прикатывание почвы.

Оптимально использовать комбинированные агрегаты, состоящие из плоскореза КПП-2,2, бороны БИГ-3 и секции катка ЗКК-6А или специальных машин РВК-3,6, АКП-2,5.

В случае, если до посева озимых остается достаточно много времени и при появлении сорняков или почвенной корки, проводят дополнительную культивацию на глубину не более 8-10 см. Перед посевом выполняют предпосевную культивацию на глубину заделки семян.

В случае, если от уборки до посева озимых культур остается менее одного месяца, применяют систему поверхностной обработки независимо от предшественника. Основную обработку почвы под озимые культуры необходимо завершить до 1 августа.

Система обработки почвы под яровые культуры

Яровые зерновые и другие культуры высевают по непаровым предшественникам, то есть по зяби. Под зябь ежегодно отводят до 90-96% всей пашни.

Главным лимитирующим урожайность яровых культур фактором является дефицит влаги. Поэтому задача зяблевой обработки — максимальное накопление и сохранение влаги в почве и внесение органических и минеральных удобрений, очищение полей от сорной растительности.

Приемы системы обработки почвы под яровые культуры в осенне-зимний и весенний периоды вплоть до посева должны быть влагосберегающие и почвозащитные.

На новых пахотных землях, не подверженных водной эрозии, проводят обычную зяблевую обработку почвы, включающую лущение стерни дисковыми лущильниками на глубину 6-8 см сразу после уборки урожая, затем через 15-20 дней на глубину, которая определяется требованиями возделываемой культуры.

На полях, засоренных корнеотпрысковыми сорняками и отводимых под важнейшие технические культуры, например, сахарную свеклу, картофель, подсолнечник, зяблевая обработка включает лущение стерни дисковыми лущильниками на глубину 6-8 см вслед за уборкой зерновых, лущения лемешными лущильниками на 12-14 см с одновременным боронованием через 15-20 дней и вспашки через 15-20 дней после второго лущения.

После многолетних трав, кукурузы, зернобобовых и крупяных культур также проводят вспашку с предварительным дискованием. Предпахотное дискование выполняют сразу после уборки урожая не менее чем в два следа на 10-12 см.

После уборки сахарной свеклы почву, рыхлят на глубину 30-35 см. Если на поле остается немного ботвы, а почва достаточно рыхлая, вспашку заменяют обработкой плоскорезами-рыхлителями или чизельными культиваторами на глубину 20-25 см.

На склоновых землях, на легких и супесчаных почвах, подверженных эрозии, применяют безотвальную обработку. НИИ земледелия и защиты почв от эрозии рекомендуется при возделывании яровых зерновых культур и однолетних трав по стерневым предшественникам и чистых от сорной растительности полях проводить основную обработку почвы плоскорезами с последующим щелеванием. Сразу после освобождения поля от предшественника выполняют поверхностное рыхление на 6-8 см игольчатыми боронами типа БИГ-3 в два следа. Через 1,5-2 недели при массовом отрастании сорняков поля обрабатывают гербицидом. На 10-12-й день после обработки гербицидом проводят поверхностную обработку культиваторами-плоскорезами, например, КПП-2-2, КПШ-5, КПШ-9 на глубину 12-14 см. Спустя еще 1,5-2 недели после первой обработки плоскорезами рыхлят почву на 20-22 см. Послойное рыхление способствует образованию мелкокомковатой структуры, уничтожает сорную растительность, способствует накоплению и сохранению влаги.

Система обработки почвы под пропашные культуры

Высокую эффективность в системе обработки почвы под пропашные культуры имеет улучшенная или послойная зяблевая обработка, состоящая из:

  • лущения стерни дисковыми орудиями на глубину 6-8 см в 2-3 следа сразу после уборки предшественника;
  • лущение лемешными лущильниками с одновременным боронованием или обработка культиваторами-плоскорезами на 12-14 см через 2-3 недели после первого лущения;
  • вспашка на глубину в зависимости от культуры с внесением 30-40 т/га навоза и минеральных удобрений через 2-3 недели после второго лущения;
  • выравнивание поверхности культиваторами КПЭ-3,8, КПС-4, КПГ-4 одновременно с боронованием.

В последние годы распространение получила полупаровая (зяблевая) обработка, которую применяется на почвах, не подверженных эрозии. Основную обработку при этом проводят в августе — начале сентября. Весенняя предпосевная обработка зяби заключается в ранневесеннем бороновании, культивации, выравнивании, прикатывании почвы.

В условиях засушливой весны и недостатка влаги, особенно под посев мелкосеменных культур, проводят предпосевное прикатывание зяби кольчато-шпоровыми катками.

На полях, где высевают поздние культуры, выполняют 2-3 предпосевные культивации. Первую культивацию с боронованием проводят на глубину 10-12 см одновременно или вслед за культивацией под ранние яровые культуры по мере отрастания сорняков, вторую — на глубину посева семян непосредственно перед посевом поздних культур, когда температура почвы составит 10-12 °С. В отдельные годы с повышенной влажностью, плотностью и засоренностью почвы, прибегают к третьей культивации. Последнюю предпосевную культивацию выполняют непосредственно перед посевом строго на заданную глубину, без разрыва во времени.

Система удобрения

Возмещение элементов питания в системе удобрения при низкой, средней и повышенной обеспеченности почв подвижными формами азота, фосфора и калия должно составлять соответственно:

  • при низкой — 70-90, 160-200, 80-100%;
  • при средней — 90-110, 200-220, 100-120%;
  • при высокой — 50-70, 100-120, 60-80%.

При ограниченных запасах минеральных удобрений недостающее их количество питательных веществ на планируемый урожай восполняют органическими удобрений. Для предотвращения снижения запасов гумуса, создания положительного баланса органического веществе и повышения плодородия Центрально-Черноземной зоны необходимо планомерно наращивать объемы производства и использования органических удобрений.

В ряде районов в качестве органических удобрений используют торф в виде торфокомпостов, сапропель.

Известкование кислых почв на северо-западе и севере Центрально-Черноземной зоны обязательно предшествует внесению удобрений. Дозы извести определяют по величине гидролитической кислотности. Как правило, известкование применяют при гидролитической кислотности более 1,8 мг-экв/100 г почвы и степени насыщенности основаниями более 93%. Упрощенно доза извести на 1 га в тоннах численно равна полуторной величине гидролитической кислотности в мг-экв/100г почвы. Фактическую дозу известковых материалов определяют с учетом содержания в них карбоната кальция, влаги и балластных примесей.

В севообороте известкование планируют на полях, идущих под посевы сахарной свеклы, озимой пшеницы, клевера, эспарцета. Известь вносят перед лущением жнивья, минеральные удобрения — перед зяблевой вспашкой. Повторное известкование выполняют через 5-7 лет.

Органические удобрения в первую очередь вносят в севооборотах, насыщенных чистыми парами, сахарной свеклой и другими пропашными культурами. При удельном весе пропашных культур и чистого пара до 40-50% общей площади пашни, дожа органических удобрений составляет не менее 10-12 т/га, при 20-40% — не менее 7-8 т/га. При насыщенности севооборотов многолетними травами до 20-30% доза органических удобрений — до 5 т/га.

Органические удобрения в дозе 30-50 т/га вносят в поле черного пара, под сахарную свеклу, кукурузу, картофель и овощные культуры.

Минеральные удобрения применяют под сахарную свеклу, озимую пшеницу, кукурузу, картофель и овощные культуры, многолетние травы. Не менее 2/3 от общей нормы внесения вносят осенью под вспашку. Под остальные культуры их вносят локально в рядки и в качестве подкормки.

Наиболее эффективно комплексное внесение извести, органических и минеральных удобрении в севооборотах. Использование значительных доз только минеральных удобрений приводит к ухудшению физико-химических свойств почвы.

Система регулирования водного режима и защиты от эрозии

К мероприятиям по регулированию водного режима относятся:

  • почвоводоохранная организация земельной территории с введением специальных почвозащитных севооборотов,
  • залужением сильноэродированных участков,
  • применением полосного и контурного земледелия на территории со сложным рельефом,
  • противоэрозионная обработка почвы,
  • влагосберегающая технология возделывания культур,
  • полезащитное и почвозащитное лесоразведение,
  • гидротехнические сооружения по регулированию стока талых и дождевых вод,
  • орошение,
  • применение удобрений.

Почвоводоохранная организация земельной территории предусматривает оптимальное соотношение основных сельскохозяйственных угодий. В основе заложены системы почвозащитных полевых, кормовых севооборотов и луговых пастбищеоборотов, система лесомелиоративных мероприятий и гидротехнических сооружений, рациональное размещение производственных объектов, дорожной сети.

На склонах 1-2° вспашку, посев и междурядные обработки проводят поперек склона, на склонах 2-3° — вспашку поперек склона, а также один раз в 3-4 года — почвоуглубление на 30-32 см. Вспашку зяби осуществляют с лункованием, а посев и обработку междурядий — поперек склона. На посевах озимых — щелевание. На эрозионно опасных и эродированных склонах 3-5° используют безотвальное рыхление на разную глубину и комбинированные обработки.

Эффективно щелевание, обвалование зяби, поделка микронеровностей и водоотводящих борозд. При предпосевной обработке почвы и посеве — весеннее щелевание с помощью щелерезов-кротователей ЩН-2-140 и культивации поперек склона.

Лесомелиоративные мероприятия — важная составляющая противоэрозионного комплекса в Центрально-Черноземной зоне. По своему назначению лесные защитные насаждения подразделяют на:

  • полезащитные (ветроломные),
  • водорегулирующие,
  • прибалочные,
  • приовражные,
  • балочные и овражные,
  • массивные (куртинные),
  • озеленительные,
  • специальные посадки около водоемов лесных культур на отвалах разработок полезных ископаемых.

Защитные лесонасаждения размещаются с учетом рельефа, степени эродированности почвенного покрова, севооборотов и проведения полевых работ.

Водоохранные лесонасаждения создаются по берегам водоемов для защиты от разрушения и охраны вод местного стока. Вокруг прудов создают защитные лесные полосы по типу прибалочных шириной 10-20 м, размещают их выше уровня высоких вод, а при крутых берегах — выше бровки лощин.

Для регулирования поверхностного стока совмещают лесные полосы с простейшими гидротехническими сооружениями, например, водозадерживающими и водорегулирующими валами, канавами, бетонными водотоками, водобойными и водорассеивающими устройствами. Для закрепления оврагов используют земляные, фашинные, бетонные и другие сооружения.

Организация территории предприятия, по возможности должна быть контурной, контурно-полосной или контурно-мелиоративной.

Система защиты культур

Зерновые культуры в Центрально-Черноземной зоне повреждаются вредной черепашкой, хлебным жуком, блошками, тлями, трипсами, пьявицей и другими вредителями. К наиболее распространенным болезням относятся головневые, ржавчинные, корневые гнили, мучнистая роса.

Сахарная свекла повреждается проволочником, ложнопроволочником, гусеницами подгрызающих совок, свекловичным долгоносиком, блошками, тлей. Из болезней — корнеедом, переноспорозом.

К основным вредителям подсолнечника относятся проволочник, ложнопроволочник, гусеницы разных совок, луговой мотылек. Из болезней — белая и серая гнили, ложная мучнистая роса (пероноспороз).

Овощные культуры подвержены поражению крестоцветными блошками, совками-гамма, капустными и репными белянками, капустными молями. Из болезней — фитофтороз, макроспороз, черная бактериальная пятнистость, мозаика, различные гнили и др.

Система защиты растений предусматривает:

  • соблюдение правильного, научно обоснованного чередования культур в севообороте;
  • применение эффективных приемов основной, предпосевной, междурядной и послеуборочной обработки почвы;
  • соблюдение технологии возделывания культур;
  • применение истребительных биологических и химических средств защиты растений;
  • высокое качество семенного материала, стерильного от семян сорняков, возбудителей болезней и вредителей;
  • проведение предупредительных мероприятий.

Комплексное применение мер защиты растений обеспечивает максимальный эффект.

Литература

Земледелие. Учебник для вузов/Г.И. Баздырев, В.Г. Лошаков, А.И. Пупонин и др. — М.: Издательство «Колос», 2000. — 551 с.

Основы технологии сельскохозяйственного производства. Земледелие и растениеводство. Под ред. В.С. Никляева. — М.: «Былина», 2000. — 555 с.

Земледелие Нечерноземной зоны

Нечерноземная, или таежно-лесная, зона.

Природно-климатические условия

Климат

Климат умеренно континентальный, с нарастанием с запада на восток континентальности. Среднее годовое количество осадков уменьшается от избыточного на северо-западе до недостаточного на востоке и юго-востоке. В западных районах выпадает 700-750 мм осадков в течение года, сумма активных температур за период вегетации достигает 2000-2200 °С, продолжительность вегетационного периода — 140 дней. В восточных районах зоны количество осадков в течение года — до 400-500 мм, сумма активных температур — до 1400-1500 °С, продолжительность вегетационного периода — 100 дней.

По годам и в течение года количество осадков сильно меняется. Отклонения от среднегодовой нормы в отдельные годы достигают 50-60%. Часто их бывает слишком мало в первой половине лета, то есть в наиболее ответственные фазы роста растений, и слишком много — во второй, то есть во время уборки урожая. В восточных, юго-восточных и южных районах бывают засухи. По этой причине система агротехнических мероприятий должна предусматривать приемы по обеспечению посевов влагой в критические периоды развития и по борьбе с избытком влаги во второй половине лета, в западных и северо-западных районах — весной и летом.

Большое количество осадков в зимний период, обуславливает большие запасы воды весной во время таяния. Поэтому обязательно учитывают противоэрозионные мероприятия против водной эрозии.

Высокий снежный покров, часто более 20 см, надежно защищает озимые культуры от морозов. Средний температурный минимум почвы на глубине узла кущения для большинства районов составляет —5…—8 °С, то есть близок к оптимальному значению.

Почвенный покров

Почвенный покров отличается разнообразием. Преобладают дерново-подзолистые почвы разной степени оподзоленности и мощности дернового слоя. На севере и северо-западе таежно-лесной зоны распространены болотные, подзолисто-болотные, подзолисто-глеевые, торфяно-глеевые и луговые почвы. На юге — серые и темно-серые лесные почвы. В поймах рек — пойменные аллювиальные почвы.

Дерново-подзолистые почвы содержат 0,8-2% гумуса, кислотность рН 4,0-5,5, насыщенность основаниями — до 80%, бедны азотом, фосфором, кальцием. Биологическая активность неокультуренных дерново-подзолистых почв низкая. Значительные площади естественных кормовых угодий и пашни в северо-западном и северо-восточном районах засорены камнями.

Содержание гумуса в серых лесных почвах — от 2 до 4%, менее оподзолены, чем дерново-подзолистые.

Почвы Нечерноземной зоны по гранулометрическому составу представлены суглинками, супесями и песчаными почвами. Что определяет способы основной обработки почвы и технологий возделывания культур. Часто глубина пахотного слоя составляет 18-20 см и нуждается в окультуривании.

Рельеф

Таежно-лесная зона характеризуется неоднородным рельефом. На севере, западе и центре зоны он относительно спокойный, на юге и юго-востоке — более расчлененный, эрозионно опасный. Сильная расчлененность рельефа приводит к большим стокам талых и ливневых вод до 700-1000 м3/га, смыву до 25-50 т/га и размыву почвы, ускоренному оврагообразованию, дренированности и иссушению полей, снижению плодородия и недобору урожая.

Большим недостатком землепользования предприятий этой зоны, особенно на севере и северо-западе, является мелкоконтурность угодий, которая осложняет механизацию полевых работ.

Растительный покров

Таежно-лесной зоне характерна высокая до 70-90% облесенность, особенно в северных и северо-восточных районах, что способствует защите почвы от водной и ветровой эрозии.

Разнообразная травянистая растительность представлена бобовыми, злаковыми, разнотравьем, хорошо адаптированными к местным условиям произрастания, способствует повышению плодородия почв.

Задачи системы земледелия

Природные и экономические условия позволяют вести в таежно-лесной зоне европейской части России высокоразвитое интенсивное земледелие, что доказывается стабильно высокими урожаями, получаемые в Московской и Ленинградской областей, например, зерновых до 3-6 т/га, картофеля до 20-30 т/га, овощей до 30-40 т/га, силосных до 40-50 т/га, многолетних трав — до 5-6 т/га сена.

Основные возделываемые культуры: озимые (пшеницу, рожь), яровые (ячмень, овес, пшеница), зернобобовые (горох, люпин и др.), кормовые (многолетние травы, вико- и горохо-овсяные смеси, кукуруза на силос, корнеплоды и др.), картофель, конопля, овощные, в южной части — плодоводство. В таежно-лесной зоне сосредоточено основное производство льна-долгунца.

В животноводстве главные направления специализаций предприятий Нечерноземной зоны — интенсивное молочное и мясное, птицеводство. 

Основные задачи системы земледелия для таежно-лесной зоны:

  • обеспечение рационального и эффективного использования земель на основе обоснованного землеустройства, организации территории, оптимальной структуры посевных площадей, введения соответствующих севооборотов, подбор продуктивных для данных почвенно-климатических условиях культур, сортов, гибридов и использования прогрессивных технологий возделывания;
  • создание условий стабильного получения запланированных урожаев культур с высоким качеством продукции, обеспечение максимальной производительности каждого гектара земли при наименьших затратах труда и энергии на единицу продукции;
  • обеспечение расширенного воспроизводства плодородия почв за счет интенсивного окультуривания, устранения излишней кислотности, применения органических и минеральных удобрений, создания оптимальных физико-химических свойств пахотного горизонта, предупреждения водной эрозии, предотвращения переуплотнения, борьбы с сорной растительностью, возбудителями болезней и вредителей растений;
  • ввод мелиорированных земель за счет освоения интенсивных севооборотов с посевом наиболее продуктивных культур и использования методов программированного выращивания урожаев;
  • повышение продуктивности естественных кормовых угодий на основе применения удобрений, мелиораций, коренного и поверхностного улучшения, посева многолетних трав;
  • исключение ухудшения природных ландшафтов, загрязнения почвы и водных источников агрохимикатами.

Основная задача системы земледелия и всех её звеньев — улучшение и повышение плодородия почв, естественное плодородие и окультуренность которых в этой зоне довольно низкие.

Организация территории землепользования предприятий в данной зоне в большинстве случаев контурная или контурно-мелиоративная, на равнинных и осушаемых землях — прямоугольная.

Система севооборотов

Системы севооборотов в Нечерноземной зоне, как правило имеют зерновую специализацию до 70% зерновых в структуре посевных площадей. Высокие урожаи дают яровые зерновые после озимой ржи, идущей по чистым и занятым парам. Посевы пшеницы совмещаются с овсом — санитарной культурой в севообороте.

При молочной специализации предприятий с развитым производством картофеля рекомендуются следующие севообороты:

  • 1 — яровые зерновые + многолетние травы (клевер с тимофеевкой), 2 — многолетние травы, 3 — картофель, 4 — силосные, 5 — картофель, 6 — силосные и корнеплоды;
  • 1 — однолетние травы + многолетние злаковые травы, 2-5— многолетие травы, 6 — озимые на зеленый корм + силосные, 6-7 — силосные.

Площадь посадок картофеля в севообороте возможно увеличить до 30-40% при условии внесения повышенных доз удобрений, прежде всего органических. Картофель предпочитает легкие почвы после озимой ржи, люпина, пелюшки, гречихи и пожнивных культур.

При овощеводческой специализации предприятий рекомендуют следующие овощные севообороты:

  • 1 — однолетние кормовые культуры, 2 — морковь, 3 — капуста, 4 — столовая свекла и кормовые корнеплоды, 5 — картофель, 6 — капуста (килоустойчивые сорта; овощных культур в севообороте 50-60%);
  • 1 — однолетние кормовые культуры, 2 — капуста, 3 — морковь, 4 — капуста (килоустойчивые сорта), 5 — столовая свекла и кормовые корнеплоды (овощных культур в севообороте 70%).

В интенсивных полевых льняных севооборотах для предотвращения льноутомления почвы лен-долгунец размешают по пласту или обороту пласта многолетних трав, а также по пропашным или озимым зерновым культурам. В севооборотах на долю льна приходится до 14% пашни. При использовании сортов, устойчивых к фузариозу, и средств химической защиты его удельный вес в севообороте можно увеличить.

Благодаря животноводческому направлению сельского хозяйства зоны, широко распространены кормовые севообороты. Рекомендуется на предприятии иметь два основных типа кормовых севооборотов: прифермский и травянопропашной, на сенокосах и пастбищах — сенокосно-пастбищный.

В прифермских севооборотах преобладают культуры с малотранспортабельной продукцией, иногда картофелем, с широким использованием промежуточных культур, например, кормовых капусты и брюквы, турнепса, рапса, редьки масличной, озимой ржи на зеленый корм, однолетних трав. Продуктивность прифермских севооборотов достигает до 8,5 т/га корм ед.

Включение многолетних трав в прифермские севообороты делает их транянопропашными. После многолетних трав высевают пропашные культуры. Например, в Московской области рекомендуются следующие кормовые севообороты:

  • 1 — однолетние травы + многолетние бобовые или бобово-злаковые травы, 2-4 — многолетние травы, 5 — силосные культуры;
  • 1 — однолетние травы + многолетние бобовые или бобово-злаковые травы, 2-4 — многолетние травы, 5 — озимые зерновые + пожнивные посевы, 6 — корнеплоды;
  • 1- викоовсяная смесь с подсевом многолетних трав (клевер + люцерна + кострец), 2-4 — многолетние травы, 5 — силосные и корнеплоды;
  • 1 — викоовсяная смесь с подсевом многолетних трав, 2-4 — многолетние травы, 5 — озимые на зеленый корм (поукосные кормовые), 6 — силосные и корнеплоды.

Примерная схема сенокосно-пастбищного севооборота: 4-6 лет — многолетние травы, 1-2 года — однолетние кормовые культуры. Достоинствами такого севооборота являются высокие почвозащитные свойства и выход кормовых единиц с 1 га достигает 7-7,5 тыс.

В ряде предприятий Нечерноземной зоны применяют различные комбинированные овощекормовые, зернокормовые и другие севообороты.

Система обработки почвы

Основные требования к системе обработки почвы в таежно-лесной зоне:

  • ускоренное окультуривание,
  • предотвращение развития и распространения отрицательных почвенных процессов, например, эрозии, повышения кислотности, ухудшения водного, питательного и воздушного режимов, переуплотнения, засоренности,
  • создание условий для расширенного воспроизводства плодородия почв,
  • рост продуктивности растений за счет формирования оптимальных агрофизических, агрохимических свойств и эффективного использования удобрений.

Приемы системы обработки почвы должны учитывать местные особенности, например, тип почвы, риск развития эрозии, рельеф местности, погодные условия, структуры посевных площадей и технологии возделывания, систему удобрения, засоренность, наличие возбудителей болезней и вредителей.

Система удобрения

Систему удобрения строят для каждого севооборота на основе агрохимического изучения полей (участков), требований культур, интенсивности технологий, учитывают тип почвы и ее свойства.

Большинство почв Нечерноземной зоны содержат небольшое количество гумуса, что определяет их низкую микробиологическую активность, плохие физические свойства и питательный режим. Дерново-подзолистые, подзолистые и дерново-глеевые почвы бедны прежде всего азотом и фосфором, а также кальцием, калием, магнием и др. Песчаные и супесчаные почвы содержат еще меньше органического и минеральных питательных веществ, чем тяжелые.

Почвы Нечерноземной зоны характеризуются повышенной кислотностью, наличием в пахотном и подпахотном слоях подвижного алюминия, что отрицательно влияет на развитие и урожайность высеваемых культур, эффективность минеральных удобрений. Для нейтрализации избыточной кислотности применяют известкование.

Известкование проводят полными дозами в районах с сильно- и среднекислыми почвами. На слабокислых почвах осуществляют планомерное поддерживающее известкование, которое компенсирует естественную убыль карбонатов, не допуская большого разрыва во времени между известкованиями. В районах, где площадь кислых почв составляют 30-60% общей площади пашни, наряду с поддерживающим известкованием проводят интенсивное известкование сильнокислых почв.

Эффективность известкования определяется правильно выбранным местом его проведения в севообороте, сроков и другими технологическими условиями. В полевых и кормовых севооборотах известь оптимально вносить под покровные культуры. В специализированных картофельных севооборотах известь вносят непосредственно перед посадкой картофеля с одновременным внесением двойных доз калия.

Для обеспечения положительного баланса гумуса на дерново-подзолистых почвах необходимо вносить ежегодно от 15 до 20 т/га и более органических удобрений, на песчаных — до 30 т/га и более.

Бесподстилочный полужидкий навоз промышленных животноводческих комплексов используют для непосредственного внесения в почву и приготовления компостов. Бесподстилочный куриный помет необходимо компостировать с соломой, торфом, отходами растениеводства или землей.

Жидкие органические удобрения используют при поливе культур в кормовых севооборотах, расположенных рядом животноводческих комплексов.

Следует учитывать, что минеральные удобрения изменяют агрохимические свойства почвы, например, реакцию почвенного раствора, обменную и потенциальную кислотность, состав поглощенных оснований, что оказывает существенное влияние на условия жизнедеятельности растений и почвенных микроорганизмов.

Особенно опасен избыток нитратных форм азота, резко ухудшающих качество овощей, картофеля, кормов, вплоть до отравления людей и животных.

Потребность в удобрениях определяют для каждого поля севооборота с учетом данных агрохимического обследования, требований возделываемых культур, гранулометрического состава почвы, вида и форм удобрений, способов и сроков внесения, глубины заделки.

Районы Нечерноземной зоны

Северо-запад

Почвы северо-западного района Нечерноземной зоны отличаются невысоким плодородием, избыточным увлажнением и склонностью к заболачиванию. В условиях недостатка тепла и плохой аэрации почвы необходимо проведение агромелиоративных приемов для устранения избыточного увлажнения, улучшения аэрации и теплового режима.

Для устранения избыточного увлажнения применяют узкозагонную вспашку, создание гребневой и грядкообразной поверхностей, глубокое чизелевание, щелевание.

Подпахотное рыхление — один из приемов улучшения водного и воздушного режимов нижних слоев почвы.

В условиях риска развития водной эрозии применяют вспашку поперек склона, глубокое рыхление, щелевание, лункование.

Северо-восток

Значительная часть дерново-подзолистых почв Северо-востока Нечерноземной зоны сформирована на покровных суглинках, более насыщенных основаниями и подстилаемых пористыми карбонатными породами. Окультуренность их невысокая.

К наиболее эффективным приемам основной обработки слабоокультуренных дерново-подзолистых почв с повышенной кислотностью является вспашка плугами с почвоуглубителями и плугами с вырезными корпусами. Эффективность подпахотного рыхления тем выше, чем меньше мощность пахотного слоя и ниже степень окультуренности почвы. На слабоокультуренных дерново-подзолистых почвах для повышения плодородия используют минеральные удобрения и известь.

При достаточно глубоком окультуривании пахотного слоя, систематическом применении органических, минеральных удобрений и извести позволяет чередовать в севообороте приемы отвальной, безотвальной, глубокой и поверхностной обработок.

Для борьбы с водной эрозией применяют вспашку поперек склона, глубокое рыхление, щелевание, лункование.

Центральный район

Центральный район Нечерноземной зоны имеет более продолжительный теплый период, доля окультуренных почв выше, чем в северо-западной районе. Поэтому земледелие более интенсивное с большим ассортиментом возделываемых культур, севооборотов и применяемых технологий.

Система основной обработки почвы в центральном районе предусматривает регулярное оборачивание пахотного слоя. Наряду с вспашкой на глубину 20-22 см под зерновые и на 25-27 см под пропашные культуры, систему обработки почвы в севооборотах дополняют поверхностным и глубоким рыхлением (чизелеванием).

После уборки зерновых культур и льна выполняют зяблевую обработку почвы, включающую послеуборочное лущение жнивья и последующую через 2-3 недели вспашку плугами с предплужниками на глубину пахотного слоя с углублением.

На чистых от сорной растительности полях после пропашных культур вспашку заменяют поверхностной обработкой под озимые рожь и пшеницу, викоовсяные и горохоовсяные смеси.

На легких супесчаных и песчаных почвах перспективно применение приемов безотвальной обработки, способствующие защите почв от ветровой эрозии, накоплению органических и минеральных веществ.

Для центрального района наиболее эффективна ранняя зяблевая обработка почвы, которую в зависимости от задач и условий можно дополнить последующими культивацией, лущением, созданием водозадерживающих устройств, рыхлением, бороздованием, щелеванием и т.п.

Литература

Земледелие. Учебник для вузов/Г.И. Баздырев, В.Г. Лошаков, А.И. Пупонин и др. — М.: Издательство «Колос», 2000. — 551 с.

Основы технологии сельскохозяйственного производства. Земледелие и растениеводство. Под ред. В.С. Никляева. — М.: «Былина», 2000. — 555 с.

Системы земледелия

Система земледелия — комплекс агротехнических, мелиоративных и организационно-экономических мероприятий, направленных на рациональное и эффективное использование земли и иных ресурсов, воспроизводство плодородия почвы с целью получения максимальных и устойчивых урожаев сельскохозяйственных культур.

Под используемыми землями понимают пашни, а также земли, которые могут быть использованы для сельскохозяйственных целей: луговые и пастбищные угодья, заболоченные и заросшие древесно-кустарниковой растительностью, нарушенные земли, подлежащие рекультивации.

Современное земледелие представляет собой сложную многокомпонентную система, отдельные составляющие которой находятся во взаимосвязи между собой и природной средой.

Развитие учения о системах земледелия в России

Учение о системах земледелия в России возникло во второй половине XVIII в. благодаря работам ученых-агрономом А.Т. Болотова, И.М. Комова, В.А. Левшина и практикам сельского хозяйства начала XIX в. — Д.М. Полторацкого, И.И. Самарина.

В период феодальной реформы земельной собственности, крепостного состояния крестьян, общинного способа землевладения была распространена паровая система земледелия с обычным трехпольным зерновым севооборотом.

Развитие учения в XIX в. получило в трудах М.Г. Павлова, А.В. Советова, А.Н. Энгельгардта, А.П. Людоговского, И.А. Стебута и др.

В советский период большой вклад в науку земледелия внесли Д.Н. Прянишников, В.Р. Вильямс и другие советские ученые.

Виды систем земледелия

Системы земледелия подразделяются на:

  • примитивные:
    • подсечно-огневая;
    • лесопольная;
    • залежная;
    • переложная;
  • экстенсивные:
    • паровая;
    • многопольно-травяная;
  • переходные:
    • улучшенная зерновая;
    • травопольная;
  • интенсивные:
    • плодосменная;
    • промышленно-заводская (пропашная);
  • зональная;
  • альтернативная.

Агроландшафтное земледелие

Агроландшафтное, или адаптивно-ландшафтное, земледелие — адаптированная к местным ландшафтам система земледелия, отвечающая требованиям экологической безопасности, рационального использования земли и воспроизводства плодородия почвы, получения высоких и устойчивых урожаев.

Агроландшафтная система земледелия существует только на уровне агропредприятия. Для района, области могут быть сформулированы общие отличительные особенности ландшафтных систем предприятий данного региона.

Ландшафт — относительно однородный участок географической оболочки земли, выделенный в ходе ее эволюции и отличающийся структурой, характером взаимосвязей и взаимодействия между компонентами. Ландшафты, которые были освоены сельскохозяйственным производством, называются агроландшафтом. В процессе земледельческого использования природный ландшафт не изменяется до основания, а только частично преобразуется.

Агроландшафт — природно-производственный территориальный комплекс сельскохозяйственного назначения, функционирующий как природно-антропогенная ресурсно-воспроизводимая и средообразующая гео-эко-система.

До недавнего времени при разработке систем земледелия основной задачей было достижение заданной величины урожайности путем удовлетворения биологических потребностей культур. К современным системам земледелия, помимо достижения цели максимального производства продукции, предъявляются требования максимально возможного сбалансированного использования ресурсного потенциала без вреда окружающей среде. Для реализации этой задачи, агроландшафтное земледелие должно представлять собой систему управления агроландшафтом, основанную на законах функционирования природных систем.

В основе разработки агроландшафтных систем земледелия заложены следующие принципы:

  • зональность,
  • адаптивность культур,
  • технологий их возделывания к условиям местности,
  • целостность функционирования элементов и звеньев системы как единого целого,
  • оптимизация,
  • нормативность, то есть дозирование факторов интенсификации,
  • природоохранная направленность,
  • социльно-экономическая целесообразность,
  • экологическая безопасность,
  • эстетическая привлекательность.

На практике это достигается рациональной трансформацией земельных угодий, подбором культур и совершенствованием структуры посевных площадей, адаптированной к местным почвенно-климатическим и гидрогеологическим условиям, размещения сельскохозяйственных культур с учетом взаимовлияний в агросистемах, рациональным использованием естественных кормовых угодий, оптимальным отводом сельскохозяйственных угодий под другие виды, например, лесные насаждения, гидротехнические сооружения.

При разработке агроландшафтных систем земледелия следует отдавать приоритет ландшафтной морфо-генетической структуре территории над административными и хозяйственными границами. Выделение и установление границ агропредприятий должно проводиться после природоохранной организации агроландшафта. Поэтому для разработки агроландшафтных систем необходимы:

  • классификация, картографирование и типизация агроландшафтов;
  • анализ потенциала природных и антропогенных ресурсов;
  • схема интенсивности вещественно-энергетических потоков с учетом сопряженности каскадных ландшафтно-геохимических систем;
  • мониторинг;
  • метод эколого-экономической оценки агроландшафтных систем.

Так как агроландшафтная система земледелия разрабатывается под конкретную территорию, в процессе её проектирования необходимо использовать унифицированные таксономические единицы агроландшафта, отвечающие требованиям:

  • четкость выделенных границ;
  • единое функционирование системы элементов агроландшафта;
  • обеспечение оценки режима функционирования и контроля за ним.

Под эти требования хорошо отвечают элементарные водосборы (ложбинный, долинные, лощинный, балочный и др.), в границах которых оценивают ресурсный потенциал и определяют способы рационального землепользования территории.

Методологической основой проектирования агроландшафтных систем земледелия является системный подход и моделирование. Учитывая, что разработка системы земледелия для той или иной таксономической единицы агроландшафта является сложным процессом, базовую модель системы следует рассматривать с позиции модели структуры и модели функциональных свойств. В базовую модель входят модели отдельных элементов системы земледелия, модели режимов и процессов, протекающих в агроландшафтах, а также модели взаимосвязей, объединяющую частные модели в одно целое.

Сущность современных систем земледелия

Сущность системы земледелия как научно обоснованного агроэкологоэкономического комплекса определяется урожаем, рассматриваемым как результат сложного взаимодействия почвы (плодородия), растений, климата, агропроизводственной деятельности человека на определенной территории во времени. Поэтому главная задача системы земледелия — это получение максимальных, стабильных урожаев с высоким качеством продукции.

Этой задачи можно достичь только путем наиболее полного использования солнечной энергии, поступающей на единицу площади в данной местности. Максимально возможное поглощение солнечной энергии определяется плодородием, то есть наличием и достатком земных факторов жизни растений.

Все современные системы земледелия должны быть нормативными и комплексными по содержанию. Нормативность системы представляет собой технологическую модель плодородия почв, учитывающую биологические особенности культур и уровни их урожайности, на основе дозирования факторов интенсификации. Вводными параметрами модели являются:

  • мощность пахотного слоя, см;
  • содержание водопрочных макроагрегатов, %;
  • плотность почвы, г/см3;
  • содержание гумуса, %;
  • максимально допустимое количество сорных растений на 1 м2;
  • содержание фосфора Р2О5 и калия К2О, мг/100 г почвы;
  • кислотность.

Воспроизводство почвенного плодородия осуществляется агротехническими и мелиоративными мероприятиями на нормативной основе с использованием расчетно-балансовых методов программирования плодородия и урожаев.

При всей значимости экономических и социальных связей, в земледелии они все же вторичны по отношению к создаваемому урожаю. Первично биологическое существо урожая, его количество и качество. Приоритет биологического и технологического начал определяет агрономическую суть и теоретическую основу систем земледелия. Количество связанной солнечной энергии в урожае является ключевым показателем и условием высокоэффективного земледелия.

Влияние природных факторов на биопродукционный процесс отражается на климате, почве, растении. Каждой природной зоне характерны определенные количества физиологически активной радиации, тепла и атмосферных осадков, их распределение в течение года, уровень потенциального плодородия почв, видовой состав культур и характер создаваемого продукта. Это первичные объективные условия, которые ограничивают величину и качество земледельческой продукции.

К вторичным и субъективным факторами, влияющим на биопродукционный процесс и величину земледельческого продукта, относятся технологии производства продукции, экономические, социальные и даже исторические условия.

Связь между первичными и вторичными факторами достигается посредством культурного растения, урожайность которого определяется функционированием системы земледелия в целом.

Таким образом, теоретической основой систем земледелия является регулирование продукционного процесса в агроценозах и воспроизводстве плодородия почв. Растение и почва рассматриваются как одно целое, как основной фактор устойчивости земледелия. Это единство достигается путем максимальной адаптации к конкретным условиям агроландшафта с нормативными экологическими требованиями. Суть адаптации заключается в создании агроэкологических условий и последовательной оптимизации лимитирующих факторов, отвечающим биологическим и агротехническим требованиям культурных растений.

Применительно к условиям конкретного предприятия, система земледелия должна решать следующие задачи:

  • обеспечивать рациональное использование биоклиматического потенциала, земельных, растительных, водных, технических, трудовых и иных ресурсов;
  • создавать оптимальные условия для устойчивого развития и высокой продуктивности растениеводства и иных специализаций предприятия с целью получения максимального количества качественной продукции при минимальных затратах труда и ресурсов;
  • повышать плодородие почвы;
  • предотвращать риски развития эрозионных процессов и загрязнения окружающей среды.

Разработка системы земледелия

При разработке системы земледелия для предприятия учитывают следующие требования:

  1. Интенсивность земледелия. Определяется уровнем применения средств механизации и автоматизации, мелиорации, химизации. Для оценки эффективности интенсификации могут быть использованы показатели прироста урожайности культур и продуктивности кормовых угодий, роста производительности труда, снижения затрат на единицу продукции.
  2. Технология выращивания культур должна быть почвозащитной и энергосберегающей.
  3. Почвозащитная, почвоулучшающая и природоохранная направленность. 
  4. Расширенное воспроизводство плодородия почв путем применения удобрений, травосеяния, промежуточных культур, почвоулучшающих приемов обработки почвы, мелиорации. Для этого предусматривают дифференцированные модели почвенного плодородия, учитывающие тип почв, планируемую урожайность культур, уровень интенсификации.
  5. Экономическая обоснованность. Для системы земледелия определяют ее место и значение в общей системе ведения хозяйства, специализации, соотношения и сочетания с другими направлениями, ресурсного потенциала.

Система земледелия не носит унифицированных характер, она должна быть динамичной, то есть постоянно совершенствующейся и адаптируемой к внешним условиям.

Составные части систем земледелия

Система земледелия как единое целое состоит из взаимосвязанных частей:

  • организация территории землепользования,
  • организация севооборотов,
  • системы обработки почвы,
  • системы удобрения,
  • системы защиты растений,
  • технологий возделывания культур,
  • системы семеноводства,
  • мелиоративных мероприятий,
  • системы контроля за экологической ситуацией,
  • системы машин.

Организация территории землепользования предприятия

Научно обоснованная организация земельной территории агропредприятия со всеми его угодьями, водными объектами, дорожной сетью, производственными постройками и другими объектами является организационно-технологической основой, объединяющей все составные части системы земледелия в одно целое.

Организацию территории землепользования разрабатывают на основе проекта внутрихозяйственного землеустройства, в котором указывают:

  • площадь землепользования,
  • число обособленных земельных участков,
  • наличие сельскохозяйственных угодий,
  • размещение каждого угодья и севооборота,
  • приводят характеристику почвенно-климатических условий и растительного покрова,
  • рассчитывают биоклиматический потенциал и определяют на его основе возможность возделывания различных культур и их потенциальную урожайность;
  • существующую и планируемую специализацию,
  • организационно-производственную структуру хозяйства,
  • масштабы и темпы развития производства,
  • среднегодовую потребность в кормах.

Отдельное внимание уделяют расширению площади пашни за счет малопродуктивных кормовых угодий и иных земель, ликвидации мелкоконтурности и разобщенности угодий. Если имеются мелиорированные земли, определяют мероприятия по интенсификации этих земель и программированному выращиванию высоких урожаев.

Формами организации территории угодий могут быть прямоугольная, контурная, контурно-полосная, контурно-мелиоративная.

Организация севооборотов

В различных природных зонах страны соотношение площадей основных угодий может существенно различаться. Так, в южных районах России доля распаханных земель достигает 80-90%, в более северных районах до 60-70% могут приходится на лесные и естественные кормовые угодья. В зависимости от площадей, занятых пашней и естественными кормовыми угодьями и специализации агропредприятия разрабатывают структуру посевной площади и систему севооборотов.

Построение системы севооборотов основывается на агроэкологической группировке земель и структуре посевной площади. Минимальное количество севооборотов должно равняться числу агроэкологических групп земель, максимальное определяется технологической целесообразностью и экономической эффективностью. Земельные участки с ограниченной пригодностью используют по индивидуальному плану вне севооборота.

В системе земледелия система севооборотов должна быть наиболее оптимальной для каждой группы земель, обеспечивать экологическую безопасность агроландшафта.

Систему севооборотов разрабатывают на основе:

  • рациональной структуры посевных площадей;
  • принятой специализации,
  • почвенно-климатических условий,
  • рыночных условий,
  • потребности в кормах,
  • материально-технических ресурсов,
  • технологии производства,
  • уровня экономического развития предприятия.

Система севооборотов должна создавать оптимальные условия организации труда и использования техники.

Система обработки почвы

Как и вся система земледелия, обработка почвы должна быть почвозащитной.

Построение системы обработки почвы должно строиться с учетом требований:

  1. Способы и технологии обработки определяются почвенно-климатическим условиями, агроландшафтом, биологическими особенностями культур, степенью риска развития эрозионных процессов, гидрологическими условиями, фитосанитарным состоянием почвы.
  2. Разноглубинной обработки почвы в севообороте, предусматривающей обоснованное чередование приемов отвальной, безотвальной, глубокой и поверхностной обработок.
  3. Минимизации обработок почвы, что достигается хорошей окультуренностью почв.
  4. Экологической, экономической и почвозащитной целесообразностью применяемых способов и технологий обработки, базирующейся на балансе энергетических затрат, их влиянии на урожайность и плодородие.

Систему обработки почвы разрабатывают для каждого севооборота. Разработанная система обработки почвы совершенствуется в ходе её использования в направлении её адаптации к геоморфологическим и литологическим условиям агроландшафта.

Система удобрения

Основная статья: Система удобрения

Система удобрения — комплекс агрономических и организационных мероприятий, предусматривающих использование органических и минеральных удобрений для повышения урожая и его качества, а также воспроизводства плодородия почвы.

Система удобрения, во-первых, включает разработку и выполнение организационно-хозяйственных и экономических мероприятий по производству, заготовке, закупке, перевозке и хранения удобрений. В том числе выявление ресурсов по производству местных удобрений, их заготовка и хранение; определение потребности в различных видах удобрений, мелиоративных материалов, промышленных минеральных удобрений, организация их завоза, хранения и внесения в почву, необходимость смешивание, внесение удобрений в заданных соотношения и с учетом плодородия, требований культур и агротехники.

Во-вторых, система удобрения — это рациональное распределение удобрений по севооборотам и внутри них, определение оптимальных доз, сроков и способов использования. Эту часть системы удобрения разрабатывают с учетом местных почвенно-климатических условий и экономических возможностей предприятия.

Система удобрения в севообороте — составная часть системы удобрения, основывающаяся на планах использования органических и минеральных удобрений, извести под культуры севооборота. В этих планах определяют дозы, сроки и способы внесения под конкретные культуры с учетом запланированного урожая, биологических особенностей культур и их чередования, технологии возделывания, почвенно-климатических и гидрологических условий, свойств удобрений, экономических условий предприятия.

В условиях риска развития водной эрозии система удобрения должна учитывать разнообразие элементов рельефа, их морфологическую характеристику, степень смытости почвы, сток, литологические условия.

Наряду с ландшафтным подходом к распределению удобрений учитывают эффективность их взаимодействия с другими элементами системы земледелия — обработкой почвы, севооборотом, сроками и нормами посева. Так, азотные удобрения могут выступать в качестве решающего фактора минимизации обработки почвы, использования соломы в качестве мульчи, уменьшения доли чистого пара в структуре посевных площадей, углубления специализации. В условиях дефицита фосфора снижается эффективность чистого пара, увеличиваются потери азота из почвы из-за неполного его использования растениями. Применением удобрений возможно регулирование темпов роста и развития растений на разных этапах органогенеза, ускорять или замедлять созревание с учетом сроков посева и формирования площади питания растений различными способами и нормами посева.

Рядковое удобрение ускоряет рост вторичной корневой системы зерновых культур, что часто определяет формирование урожая. Удобрения позволяют предотвратить или смягчить действие различных стрессовых факторов на растения, повысить приспособляемость к неблагоприятным условиям, засухо- и морозоустойчивость.

Удобрения влияют на устойчивость растений к болезням. Например, фосфорные удобрения способствуют развитию корневой системы, повышают сопротивляемость болезням, устойчивость патогенам. Калийные удобрения способствуют утолщению клеточных стенок, повышают прочность механических тканей, сдерживают развитие грибных болезней. Азотные удобрения напротив, стимулируют развитие болезней.

Система удобрения в севообороте зависит от агрохимического фона почвы и требований культур. На первом этапе ее разработки решается задача по регулированию питания растений в наименее сбалансированных звеньях, например, оптимизация фосфорного питания зерновых, идущих по пару, азотного — на фонах безотвальной и минимальной обработок, особенно при оставлении соломы; подкормки озимых культур в весенний период и многолетних трав, стартовое рядковое удобрение и пр. При достижении необходимого уровня обеспеченности обрабатываемых земель минеральными удобрениями, требуемого для освоения противоэрозионных мероприятий, севооборотов с определенным соотношением культур, паров, то есть оптимизации систем земледелия. Дальнейшее применение удобрений должно осуществляться из расчета планируемой урожайности культур. Для определения максимальной дозы удобрений, если в этом есть необходимость, ориентируются на максимальную прибыль, учитывая экологические ограничения. Устанавливая оптимальные дозы в зависимости от почвенно-климатических условий и обеспеченности ресурсами, следует учитывать, что чрезмерная концентрация удобрений на отдельных полях нерациональна, также как и распыление их по полям.

Применение органических и минеральных удобрений в оптимальных дозах наиболее эффективно.

Экологические негативные последствия, особенно остро проявляются при производстве овощных культур, отличающиеся наибольшей способностью к накоплению нитратов и других остаточных химических веществ. Поэтому овощеводство нуждается в биологизации, то есть повышении доли органических удобрений в системе удобрения, многолетних трав в севооборотах, использовании биологических средств защиты растений.

Большую экологическую опасность представляет чрезмерная концентрация отходов животноводства. Основной путь их применения — удобрение многолетних трав.

Неравномерность внесения органических и минеральных удобрений является серьезной экономической и экологической проблемой. Неравномерное внесение приводит к пестроте стеблестоя, неравномерное созревания, снижению качества продукции, усилению вымывания питательных веществ. Потери от инфильтрации увеличиваются с повышением доз удобрений. Согласно данным Т.Н. Кулаковской, в Белоруссии в годы с избыточным увлажнением потери азота от вымывания на песчаных почвах достигает 60 кг/га, на супесчаных — 20-25 кг/га, на суглинистых — 10 кг/га. В годы с нормальным увлажнением эти показатели уменьшают примерно в 2 раза. Потери азота в в виде газообразных соединений составляют 10-30% от внесенного (Минеев, 1984).

Для предотвращения потерь азота, и следовательно, сокращения нерациональных затрат, необходимо оптимизировать дозы, формы и сроки внесения азотных удобрений под каждую культуру севооборота, равномерно распределять и заделывать их в почву.

Интенсификация земледелия приводит к возрастающей роли органического вещества почвы. В современном земледелии оно определяет буферность почв, поглотительную способность, биологическую активность, трансформацию и инактивацию пестицидов и других агрохимикатов, возможность использования минимальной обработки и сокращение энергетических затрат, повышает устойчивость земледелия в неблагоприятные погодные условия.

По обобщенным данным, для поддержания бездефицитного баланса гумуса в пахотном слое различных почв России необходимо вносить в среднем на 1 га 6,5 т стандартного навоза, в Центрально-Черноземной зоне — 7,0 т/га, в Центральном районе — 5,0 т/га, Волго-Вятском — 11,6 т/га, Северо-Кавказском — 5,8 т./га

Система защиты растений

Система защиты растений представляет систему управления и регулирования фитосанитарного потенциала посевов и почвы. Регулирование численности вредных организмов и сорных растений осуществляют с помощью проведения комплекса взаимосвязанных организационных, агротехнических, биологических и химических мероприятий.

Рациональная система защиты растений строится на учете численности, вредоносности и прогнозе распространения вредных организмов и сорных растений. Прогноз служит основой планирования объемов проводимых работ, определяет потребности в агротехнических, химических, биологических средствах, технике, материальных и трудовых затратах.

Цель системы защиты растений — сохранение урожаев с помощью регулирующих механизмов внутри агроэкосистем для поддержание численности вредных организмов и сорных растений на уровне экологических и экономических порогов вредоносности.

В условиях современных агроландшафтных систем земледелия биологические и культурные методы защиты растений приобретают ведущее значение. Научная обоснованность всех звеньев системы земледелия позволяет выстроить максимально эффективную и экономически и экологически рациональную систему защиты растений.

Организационно-хозяйственные (культурные) меры защиты растений включают: севообороты, использование качественного семенного материала, районированных сортов, устойчивых к болезням и вредителям, соблюдение оптимальных сроков и качества проведения технологических приемов, предупредительные меры.

Агротехнические методы защиты растений, как правило, используют в комплексе с системой обработки почвы: при проведении предпосевных, послепосевных и послеуборочных обработок. 

Химические меры защиты растений включают протравливание семян, опрыскивание почвы и посевов пестицидами или гербицидами, дезинфекцию хранилищ и токов и т.п. Использование химических методов требует точного соблюдения сроков, доз и способов применения препаратов, требований по охране окружающей среды и техники безопасного выполнения работ. Роль химических методов возрастает с усилением специализации сельскохозяйственного производства и повышением уровня интенсификации. Отказ от их использования приводит к существенному уменьшению эффективности удобрений и мелиорации, однако, химические методы следует рассматривать как исключительный метод, когда другие не могут принести достаточный результат.

Биологический метод управления численностью вредных организмов и сорных растений предусматривает поддержание плотности природных энтомофагов с помощью биологических препаратов, интродукцию паразитов или хищников, искусственное увеличение численности энтомофагов, применение энтомопатогенов, ферромонов, гормонов насекомых, репеллентов, аттрактантов, выпуск стерильных насекомых и др.

Правильный выбор биологических, агротехнических, химических и других средств защиты растений определяет эффективность системы защиты растений.

Технологии возделывания сельскохозяйственных культур

Технология возделывания сельскохозяйственных культур — технологический комплекс приемов, направленных на создание оптимальных условий для роста и развития растений. Она включает приемы, выполняемые с момента освобождения поля предшественником до уборки урожая. К приемам относятся основная и предпосевная обработки почвы, внесение удобрений, подготовка семян к посеву, посев, уход за посевами.

Технологии возделывания разрабатывают с учетом агроэкологических требований культуры и сорта к условиям произрастания, как последовательное преодоление лимитирующих урожайность и качество продукции факторов и создание оптимальных условий под конкретные условия предприятия (материально-технические ресурсы, экономические и экологические). Как и другие элементы системы земледелия, технологии возделывания должны тесно связываться другими элементами.

Интенсивные технологии возделывания культур предполагают принципиально иной, отличный от традиционных, набор технических, агрохимических, биологических средств. Эти технологии предполагают не только создание оптимального уровня минерального питания растений и соответствующую систему защиты растений, но и качественное проведение всех полевых работ. Применение интенсивных технологий предполагает наличие контроля за содержанием остаточных количеств пестицидов в почве и выращенной сельскохозяйственной продукции.

Система использования естественных кормовых угодий

Система использования естественных кормовых угодий — система устройства территории сенокосов и пастбищ, включающая мероприятия по рациональному их использованию с учетом потребностей в кормах и защиты почв от эрозии. К мероприятиям системы относятся:

  • организация сенокосооборотов и пастбищеоборотов,
  • уход за сенокосами и пастбищами,
  • перезалужение,
  • организация семеноводства трав и др.

Система семеноводства

Система семеноводства, или организация внутрихозяйственного семеноводства, включает:

  • планирование производства семян,
  • технологии возделывания полевых культур на семена,
  • сортовой и семенной контроль,
  • послеуборочную обработку,
  • хранение семенного материала,
  • подготовку семян к посеву,
  • сортосмен и сортообновление,
  • создание страховых и переходящих (для озимых) фондов семян.

Посев проводят семенами высоких (не ниже пятой) репродукций первого и второго классов посевного стандарта.

При планировании производства семян определяют источники поступления семян, порядок сортосмены и сортообновления, урожайность кондиционных семян, структуру посевных площадей, норму высева, создание основных, страховых и переходящих фондов семян, материально-техническое обеспечение семеноводства.

Технологии возделывания сельскохозяйственных культур на семена следует разрабатывать с учетом того, что высокая насыщенность пестицидами и минеральными удобрениями, бессменная культура могут приводить к ухудшению всхожести и силы роста семян, а иногда к снижению качества урожая.

Выращивание высококачественных семян районированных сортов и гибридов предполагает наличие сортового контроля, цель которого — определение соответствия посевов сорту, степень сортовой чистоты (типичности) и пригодности посева в целом на семена. Основным методом сортового контроля является полевая апробация, при которой определяют сортовую чистоту, типичность, засоренность посевов трудноотделимыми культурными и сорными растениями, устанавливают наличие карантинных, злостных и ядовитых сорняков, степень повреждения посевов вредителями и болезнями, контролируют выполнение требований технологии выращивания и ведения сортовой документации.

Контроль качества семян подразделяется на внутрихозяйственный и государственный. Внутрихозяйственный контроль выполняется при уборке, в момент поступления семян на ток, в период послеуборочной обработки и хранения. Государственный контроль обеспечивает Государственная служба семенного контроля.

Для целей государственного семенного контроля отбирают пробы семян в начале хранения и перед посевом и сдают в региональные инспекции семенного контроля для подтверждения их качества.

Сортосмена заключается в замене старых низкопродуктивных и низкокачественных сортов на новые. Сортообновление — периодическая замена семян уже задействованных в производстве сортов низких репродукций более высокими. Основой обновления является элита. Периодичность сортообновления составляет один раз в 4-6 лет.

При плановом введении в производство новых сортов сортообновления быть не должно. Создание нового сорта должно проходить за период, в течение которого происходит ухудшение сортовых качеств и урожайных свойств старого сорта достигает порога экономической значимости. Однако на практике постоянная сортосмена через 4-5 лет пока невозможна.

Мелиоративные мероприятия

Мелиоративные мероприятия направлены на коренное улучшение земель и микроклимата угодий. К ним относятся: орошение, осушение, обустройство водоемов, химическая мелиорация, культуртехнические работы, рекультивация земель, мелиоративная обработка почвы, агролесомелиорация и т.д.

Орошение регулирует обеспечение растений водой и способствует созданию благоприятных водного, питательного, воздушного, теплового, солевого режимов почвы. Оросительные системы могут быть постоянные (регулярно действующие), временные, создаваемые для орошения в течение сезона и однократно действующие, или лиманное, например, для задержания талых вод.

К специальным видам орошения относятся удобрительные, отеплительные, при которых используют отработанные воды тепловых станций, гейзеров для орошения полей, теплиц, парников, промывные для растворения и вымывания из корнеобитаемого слоя почвы вредных солей.

Осушение переувлажненных и заболоченных земель позволяет регулировать водно-воздушный режим корнеобитаемого слоя. Основными методами осушения являются:

  • ускорение поверхностного и внутрипочвенного стока на границах водораздела и пологих склонах с тяжелыми почвами, а также атмосферным типом водного питания;
  • перехватывание поверхностных и грунтовых вод, попадающих на осушаемую территорию;
  • понижение уровня грунтовых вод с высоким уровнем их стояния;
  • отеплительные мелиорации в условиях многолетней мерзлоты, где переувлажнение приводит с глубокому промерзанию покровных почвогрунтов;
  • двустороннее осушительное и увлажнительное регулирование почвенной влаги.

Основные способы осушения:

  • одиночными каналами и систематической открытой сетью на водопроницаемых почвах;
  • открытыми каналами или закрытым горизонтальным дренажем в сочетании с агромелиоративными мероприятиями на слабоводонепроницаемых минеральных почвах;
  • закрытым дренажем маломощных торфяников, подстилаемых слабопроницаемыми грунтами и используемых под пашню;
  • предварительное осушение мощных (более 1,5-2 м) торфяников открытыми каналами и кротовым дренажем с последующей после осадки торфа закладкой закрытого дренажа;
  • осушение торфяников открытыми каналами в сочетании с разреженным закрытым дренажем при использовании их под пашню и пастбища.

Агролесомелиоративные мероприятия направлены на защиту почвы от эрозионных процессов, улучшение микроклимата и водного режима. Включают создание полезащитных, водорегулирующих, пастбищезащитных лесных полос, «зеленых зонтов» на пастбищах, лесополос на орошаемых участках, облесение оврагов, балок, песков, берегов рек и водоемов, крутых эродированных склонов.

Система экологического контроля

Система экологического контроля включает наблюдение за состоянием почвенного покрова, плодородия почв агроландшафтов, поверхностных и грунтовых вод, многолетней растительности, природных мест гнездования птиц и обитания насекомых, накоплением нитратов и пестицидов в продукции и объектах окружающей среды.

На эрозионно опасных и эродированных землях предусматривают почвозащитный комплекс мер: почвозащитные севообороты и способы обработки почвы, мелиоративные меры. 

Меры по охране окружающей среды разрабатываются для каждого элемента системы земледелия.

Система машин

Система машин должна стремиться обеспечить комплексную механизацию выращивания и уборки культур, замену ручного труда на всех технологических операциях механизированным. Комплексы машин должны формироваться в соответствии с технологиями возделывания культур применительно к конкретным почвенно-климатическим условия.

Система машин должна предусматривать увеличение энергонасыщенности тракторов, повышение рабочих скоростей и ширины захвата агрегатов, применение универсальных и комбинированных машин, прогрессивные формы организации полевых работ и повышение квалификации специалистов.

Организация труда

Организация труда в растениеводстве заключается в:

  • организации трудовых коллективов и закрепление за ними севооборотов, полей и природных кормовых угодий, трудовых процессов,
  • установление режимов труда и отдыха, оплаты труда.

Производственные коллективы формируются в соответствии с конкретными экономическими и природными условиями предприятия. Существуют различные современные формы и подходы в управлении и организации труда, базирующиеся на отечественном или зарубежном опыте. Эффективность форм организации труда определяется широким набором факторов.

Зональные особенности систем земледелия

В России существует несколько природно-климатических зон, системы земледелия в каждой из которых имеют свои особенности. В частности, выделяют системы земледелия:

Отдельно рассматриваются системы земледелия орошаемых регионов.

Литература

Земледелие. Учебник для вузов/Г.И. Баздырев, В.Г. Лошаков, А.И. Пупонин и др. — М.: Издательство «Колос», 2000. — 551 с.

Основы технологии сельскохозяйственного производства. Земледелие и растениеводство. Под ред. В.С. Никляева. — М.: «Былина», 2000. — 555 с.

Основы агрономии: учебное пособие/Ю.В. Евтефеев, Г.М. Казанцев. — М.: ФОРУМ, 2013. — 368 с.: ил.

Виды систем земледелия

Все системы земледелия, как ранее существовавшие, так и существующих в настоящее время, характеризуются способами использования земли, поддержания и повышения плодородия почвы. Способ использования земли определяется соотношением земельных угодий и структурой посевных площадей, а способ повышения эффективного плодородия — комплексом агротехнических и мелиоративных мероприятий. Эти признаки определяют интенсивность и рациональность системы земледелия.

Таблица. Схема исторического развития систем земледелия и их признаки1Основы технологии сельскохозяйственного производства. Земледелие и растениеводство. Под ред. В.С. Никляева. - М.: "Былина", 2000. - 555 с. 2Земледелие. Учебник для вузов/Г.И. Баздырев, В.Г. Лошаков, А.И. Пупонин и др. — М.: Издательство «Колос», 2000. — 551 с.

Типы и виды систем земледелияСпособ использования землиСпособ воспроизводства плодородия почвы
1. Примитивная - подсечно-огневая, лесопольная, залежная, переложнаяИспользуется меньшая часть пахотно-пригодных земель. В посевах преобладают зерновыеПриродные процессы без участия человека
2. Экстенсивная - паровая, многопольно-травянаяПод посевами половина и более пашни. В структуре посева преобладают зерновые и многолетние травы. Значительная площадь занята чистыми парамиПриродные процессы, направляемые человеком
3. Переходная - улучшенные зерновые, травопольнаяПахотно-пригодные земли находятся в обработке. В посевах преобладают зерновые, сочетающиеся с многолетними травами или пропашными и чистым паромВозросшее воздействие человека с использованием природных факторов
4. Интенсивная - плодосменная, промышленно-заводскаяПочти все пахотные земли заняты посевами. Посевная площадь часто превышает площадь пашни. Введены пропашные культуры.Активное воздействие с помощью средств, поставляемых промышленностью

Земледелие раннего периода характеризуется низким развитием производительных сил, использованием естественных свойств земли и отсутствием каких-либо мер по восстановлению и повышению плодородия.

По мере перехода от первобытных форм земледелия к более развитием, решающим признаком становится соотношение групп сельскохозяйственных культур, в частности, зерновых и технических сплошного посева, кормовых трав и пропашных. Развитие земледелия приводит к совершенствованию способов восстановления и повышения плодородия почвы. Если на ранних этапах преобладали природные процессы восстановления, то в интенсивном земледелии решающая роль отводится целенаправленной деятельности человека за счет применение удобрений, особенно минеральных, мелиорации, техники, химических и биологических средств защиты растений и др.

Изменение способа восстановления и повышения плодородия в свою очередь позволяет создать условия для возделывания более требовательных и продуктивных культур, пересмотра их соотношения в структуре посевных площадей и применяемой агротехники.

Система земледелия часто получала название по характеру севооборота, так как в основе его лежит структура посевных площадей и важнейшие агротехнические и организационные мероприятия. 

Системы земледелия развивались в последовательности: примитивные, экстенсивные, переходные, интенсивные.

Подсечно-огневая, лесопольная, залежная и переложная системы земледелия являются первыми примитивными формами земледелия. Они использовались людьми со времен кочевого образа жизни. Для примитивных систем земледелия характерны небольшое до 25% использование земли под посевы, длительный естественный процесс восстановления плодородия почвы, низкая продуктивность с единицы площади и большие затраты ручного труда. В России примитивные системы земледелия применялись на большей части территории вплоть до XV-XVI вв., в ряде регионов Юго-Востока, Казахстана и Сибири — до начала XX в.

Примитивные системы земледелия

Подсечно-огневая и лесопольная системы земледелия

Подсечно-огневая система земледелия — способ освоения земель путем сжигания естественной лесной растительности. Освободившуюся площадь после примитивной поверхностной обработки использовали под посевы культурных растений, например зерновых или льна. Широко была распространена в северной части России при освоении земель, заросших лесом.

К такому способу освоения земель человек пришел в результате наблюдений: на участках (палах) после лесных пожаров развивалась пышная естественная травянистая растительность.

Благодаря удобрению золой почва обогащалась питательными веществами и способствовала нейтрализации кислой реакции. Азот образовывался при разложении лесной подстилки, остатков травянистой растительности и жизнедеятельности азотфиксирующих микроорганизмов. Такой подход позволял в первые два года получать хорошие урожаи зерновых культур и льна. Однако затем почва быстро утрачивала свое плодородие, ухудшались физико-химические свойства и затормаживались микробиологические процессы.

Для продления срока использования освоенных участков иногда стали оставлять площади на один-два года без посева, вносить навоз, если это позволяло слаборазвитое животноводство. Но этим меры не предотвращали снижение урожайности возделываемых культур. Когда урожайность падала до очень низкого уровня, земледелец оставлял освоенный участок и переходил на другой, а прежний вновь зарастал растительностью.

С возникновением частной собственности на землю и по мере увеличения пашенных площадей, появилась необходимость возврата к участкам, которые ранее использовались под посевы, но были оставлены и заросли лесом. Так появилась лесопольная система земледелия, частично заменившая подсечно-огневую.

Переложная и лесопольная системы принято относить к периоду рабовладельческого строя.

Залежная и переложная системы земледелия

Залежная система земледелия — способ освоения целинных земель с высоким естественным плодородием, занятых травянистой степной растительностью, которые распахивались и засевались зерновыми растениями, реже, масличным льном или бахчевыми

Чтобы обеспечить мобилизацию питательных веществ и накопить влагу, поднятую целину на некоторое время оставляли для парования. Однако повторное возделывание зерновых культур приводило к постепенному снижению урожайности.

По этой причине стало выгоднее оставлять участок после использования под залежь и осваивать новый целинный участок степи. Оставленный под залежь участок зарастал бурьяном, а спустя 15-20 лет, после того, как на нем появлялась характерная для целины растительности, его распахивали и вновь использовали под посевы. Таким образом, первоначальная залежная система эволюционировала до переложной.

«Переложная система прямо вылилась из способа заселения степей, из кочевого характера народов, в них обитавших, из избытка поземельного пространства сравнительно с народонаселением, из беспримерной производительности степного чернозема».

А.В. Советов

Основным различием залежной и переложной систем является то, что в залежной системе не возвращаются к заброшенным вспаханным участкам. Тогда как в переложной системе земельный массив разбивали на несколько участков, часть из которых использовали под посев зерновых культур, остальные, утратившие плодородие, оставляли под перелог на 10-30 лет. После естественного восстановления плодородия перелоги вновь обрабатывали и засевали культурными растениями.

Восстановление плодородия почв происходило естественным путем с помощью различной травянистой растительности. Благодаря более высокому естественному плодородия почв степной зоны и роли многолетней и иной травянистой растительности в воспроизводстве плодородия период его восстановления был значительно меньше, по сравнению с лесной растительностью. Посевы на одном участке проводили в течение 6-8, иногда 10 лет.

Залежная и переложная системы земледелия характерны для степных районов, поэтому были распространены в ряде стран, имеющих степные земли. В России они широко были распространены в Черноземной зоне, Заволжье, реже — на юге страны.

С развитием естественных наук, в частности, теории питания растений, изменялись и научные обоснования этих систем земледелия. При господстве гумусовой теории питания восстановление плодородия почвы объяснялось влиянием естественной травянистой растительности на накопление гумуса (А. Тэер, И.М. Комов, М.Г. Павлов). С созданием теории минерального питания растений снижение урожайности зерновых в течение ряда лет после распашки целины объясняли обеднением почвы фосфором и другими питательными веществами (К. Либих).

П.А. Костычев, исследуя образцы целинных черноземных почв и старопахотные земли, установил отсутствие заметной разницы в их химических составах. Старопахотные черноземные почвы также содержали достаточное количество гумуса, при том, что целинные земли обладали лучшей структурой почвы. Однако П.А. Костычев не считал, что потеря структуры была единственной причиной снижения урожайности зерновых культур после распашки целины. Землю приходилось оставлять в залежь не потому, что она истощалась, а из-за засорения участков сорной растительностью, бороться с которой обычной обработкой невозможно. Поэтому гораздо выгоднее было перейти на новый участок.

Экстенсивные системы земледелия

Экстенсивные системы земледелия характеризуются приростом объемов производства продукции растениеводства за счет расширения сельскохозяйственных угодий без дополнительных вложений труда и средств в единицу площади. К экстенсивным системам земледелия относятся паровая, или зернопаровая, и многопольно-травяная системы.

Степень интенсивности паровой и многопольно-травяной систем земледелия значительно превосходят примитивные формы. Большая часть пригодных для обработки земель превращаются в пашни. Но большие площади отведены под чистые пары, среди культур преобладают зерновые или многолетние травы, а высокопродуктивные кормовые и технические культуры практически отсутствуют. Плодородие почвы сохраняется благодаря природным факторам, направляемых в большей степени человеком, например, посредством посева трав и обработки паров, в меньшей — средствами производства. По этой причине системы земледелия не относят к интенсивным.

Паровая система

Паровая система — система земледелия, пришедшая на смену переложной и залежной, в которые вводились паровые поля.

Необходимость ввода паровых полей была обоснована борьбой с сорной растительностью. Хозяйственно-экономические условия заставляли уменьшать срок залежи и вместе с тем длительность использования распаханной залежи под посевы культур. По этой причине для подавления сорной растительности и рационального использования земли стали вводить паровую обработку почвы между посевами зерновых. Таким образом, переложная система превратилась в переходную переложно-паровую форму, а в ряде случаев — непосредственно в паровую.

Возникновение паровой системы земледелия произошло в период феодализма. Рост населения привел к увеличению спроса на продукты сельского хозяйства, что стало причиной расширения сельскохозяйственных площадей и уменьшения сроков до 1-2 лет использования перелога.

Паровую систему можно считать более совершенной системой земледелия, так как улучшалось использование земли и выросло производство зерна. Появление товарного зерна в России связано с началом использования паровой системы.

Обработка почвы в паровом поле в сочетании с внесением удобрений, прежде всего навоза, явилось вмешательством человека в естественные почвенные процессы, что обусловило рост урожайности. На долю зерновых в паровой системе приходится до 2/3 площади пашни, оставшуюся часть занимают паровые поля.

Наиболее распространенными севооборотами паровой системы были:

  • двупольный: 1 — пар, 2 — зерновые;
  • трехпольный: 1 — пар, 2, 3 — зерновые;
  • реже четырехпольный: 1 — пар, 2, 3, 4 — зерновые.

Большим недостатком паровой системы было отсутствие кормовых культур, что отрицательно сказывалось на животноводстве. Распашка перелогов привела и к сокращению пастбищ. Для выпаса скота в весенне-летний период использовали паровое поле, а летне-осенний после уборки зерновых — остальные поля. Однако такой подход не обеспечивал животноводство достаточным количеством кормов. Продуктивность животноводства снижалось, также как и количество навоза, что в свою очередь отрицательно сказывалось на урожайности. Животноводство, не имея прочной основы, получило название навозного.

Несмотря на прогрессивность паровой системы по сравнению с переложной и залежной, несвоевременность обработки пара и полей вследствие выпаса на них скота, плохая обработка почвы, постоянное выращивание однолетних зерновых растений приводили к засоренности, снижению плодородия и ухудшению физических свойств почвы. Низкая культура земледелия привела к развитию во многих регионах эрозии, а урожаи оставались довольно низкими и неустойчивыми. Например, урожайность зерновых составляла 0,5-0,7 т/га, в засушливые годы не собирали даже семян.

В центральных районах России паровую систему появилась в начале XVI в., получила широкое распространение и оставалась основной вплоть до 1917 г. Зернопаровую систему царской России В.И. Ленин охарактеризовал, как консервативнейшую и подверг ее серьезной критике, не обеспечивающей самых элементарных условий прогресса в сельском хозяйстве.

В условиях социалистического сельского хозяйства зернопаровая система земледелия приобрела иное значения. Благодаря хорошему техническому оснащению, проведению в лучшие сроки обработки паровых и других полей севооборота, внесению оптимальных количеств удобрений, проведению сортовых посевов, зернопаровая система показала свою эффективность. Она с трехпольными или четырехпольными севооборотами в условиях применения почвозащитных, лесомелиоративных мероприятий и современных технологий возделывания культур применяется и сейчас в ряде засушливых районов Казахстана и Сибири, в которых из-за сложившихся особых климатических, почвенных и экономических условий иные системы земледелия менее эффективны.

В Западной Европе паровую систему земледелия давно не применяют. Она сохранилась лишь в зерновых хозяйствах засушливых регионов США, Канады и некоторых других стран, где её применение экономически оправдано.

Многопольно-травяная система

Многопольно-травяная, или выгонная, система — система земледелия, в которой ограниченную часть земель отводили под зерновые и другие культуры, а большую часть — под многолетние травы, в качестве которых сначала использовали естественные травы, затем сеяные на сено и выпас скота в течение 4-6 лет. Была распространена в некоторых приморских и горных районах разных стран. Стала результатом развития животноводства.

В связи с двояким характером использования многолетних трав А.С. Ермолов считал правильным называть эту систему не выгонной, а многопольно-травяной. Плодородие почвы в этой системе поддерживается природными факторами, однако, направляемыми в определенной степени человеком травосеянием и обработкой паровых полей.

Примером такой системы служит мекленбургская система, зародившаяся в Германии в середине XVIII в. как развитие паровой.

В регионах с более континентальным климатом многопольно-травяная система показала меньшую эффективность в сравнении с плодосменной и иными системами с кормовыми культурами.

В Нечерноземной зоне многопольно-травяные севообороты получили некоторое применение в сочетании с зернопаровыми. Так, в хозяйстве А.Н. Энгельгардта в Смоленской области применялся 15-польный севооборот: 1-6 — многолетние травы, 7 — лен, 8 — пар, 9 — рожь, 10 — яровые, 11 — пар, 12 — рожь, 13 — яровые, 14 — пар, 15 — рожь.

С 1871 по 1897 г. на ферме Петровской академии (ныне Московской сельскохозяйственной академии им. К.А. Тимирязева) использовали 12-польный севооборот Марковского, в котором шесть полей отводились под многолетние травы.

Многопольно-травяная система также имеет недостатки. Например, в севооборотах отсутствуют интенсивные пропашные и технические культуры, ограничено использование удобрений и мелиорантов, что сказывается на относительно низкий выход продукции с единицы площади при высоких затратах.

Большие площади, занятые под посевами самообсеменяющихся бобовых трав (люцерны и клевера), позволяют отказаться от внесения азотных удобрений. Однако продуктивность пашни от этого значительно не меняется.

Эту систему используют и в настоящее время в малонаселенных странах с большими земельными ресурсами, например, в Австралии, где средняя плотность населения один человек на 1 км2.

В России многопольно-травяная система земледелия в чистом виде не получила распространения, хотя отдельные ее элементы, например, почвозащитные многопольно-травяные кормовые севообороты в сочетании с севооборотами других систем успешно используются. Например, в некоторых районах бывших республик СССР: Прибалтике, западной Украине, Белоруссии.

Переходные системы земледелия

К переходным системам земледелия принято относить улучшенную зерновую и травопольную системы, которые являются продолжением совершенствования зернопаровой и многопольно-травной систем. Переходные системы земледелия были известны еще в Древнем Риме, но широко стали использоваться в странах Западной Европы только в XVIII-XIX вв.

В России они появились в разных формах с применением травосеяния во второй половине XVIII в. в хозяйствах с развивающимся молочным животноводством, специализирующихся на возделывании технических культур, прежде всего в помещичьих хозяйствах.

Улучшенная зерновая и травопольная системы являются переходными формами от экстенсивного земледелия к интенсивному. Они отличаются от предыдущих систем более полным использованием пахотных земель, введением пропашных культур или многолетних трав в севообороты.

Переходные системы земледелия характеризуются и развитием земледельческой техники, улучшением обработки почвы. Они значительно способствовали развитию животноводства и увеличению количества органических удобрений. Вместе с тем, возросла роль деятельности человека в воспроизводстве плодородия почвы, повысилась урожайность сельскохозяйственных культур. Однако эти формы земледелия не позволяли использовать в достаточной мере интенсификацию производства.

Улучшенная зерновая система

Улучшение зернопаровой системы земледелия произошло благодаря введению в севооборот одного или двух полей многолетних трав. Примерами могут служить:

  • четырехпольный севооборот И.И. Самарина, возникший в Ярославской губернии в начале XIX в.: 1 — пар, 2 — озимые с подсевом клевера, 3 — клевер, 4 — яровые зерновые;
  • волоколамское восьмиполье в Московской губернии: 1 — пар, 2 — озимые с подсевом клевера с тимофеевкой, 3-4 — клевер с тимофеевкой, 5 — яровые зерновые, 6 — пар, 7 — озимые, 8 — яровые зерновые.

Позднее в севооборотах Нечерноземья стали появляться занятые пары, частично сократив площади чистых паров, зернобобовые и пропашные культуры.

В черноземных районах в зерновые (паровые) севообороты были введены пропашные поля, занятые сахарной свеклой, кукурузой или подсолнечником: 1 — пар, 2 — озимая пшеница, 3 — сахарная свекла или кукуруза, 4 — яровая пшеница или ячмень.

Многопольно-травяная система земледелия также постепенно совершенствовалась до улучшенной зерновой за счет сокращения площади под многолетними травами и увеличения доли посевов зерновых культур.

Улучшенная зерновая система получила широкое распространение в Нечерноземной зоне. В зернотравяных севооборотах на долю зерновых приходилось от половины до 2/3 пашни, 15-25% — под чистые пары и 20-30% — под многолетние травы. Пропашные и зернобобовые, как правило, не выращивали. Плодородие почвы поддерживалось за счет многолетних трав, паровой обработки, удобрений, прежде всего навоза.

Введение в севообороты многолетних трав и пропашных культур значительно улучшило кормовую базу животноводства. Включение пропашных позволило улучшить приемы обработки почвы, внесение удобрений и повысило общую культуру земледелия.

В Западной Европе улучшенная зерновая система была широко распространена в Германии, Австрии, некоторых районах Франции.

Улучшенная зерновая система совершенствовалась: сокращались площади чистых паров, заменяя их занятыми, в севообороты вводились пропашные культуры, постепенно происходил переход к плодосменной системе. А.С. Ермолов называл такие переходные формы улучшенной зерновой системой с более или менее развитым плодосменом.

В настоящее время эта система земледелия применяется в зерновых районах юга, юго-востока европейской части, меньше в Сибири. В этих условиях она показала хорошую эффективность и стала называться паропропашной.

В паропропашных севооборотах на долю зерновых культур приходится от 50 до 70% пашни, на пропашные, зернобобовые и крупяные — 15-20%, чистые пары — 15-20%. Воспроизводство плодородия почвы проводится с помощью интенсивной обработки паровых и пропашных полей, которые также являются средством борьбы с сорной растительностью, внесения удобрений, применения мер влагонакоплению.

Примером паропропашного севооборота может служить рекомендованный И.А. Стебутом четырехпольный севооборот для хозяйств с картофельным направлением: 1 — пар, 2 — овес, 3 — картофель, 4 — яровые. В районах свеклосеяния использовали аналогичное четырехполье с посевом после озимых зерновых сахарной свеклы.

В начале XX в. получило распространение паропропашное пятиполье, в котором по пару высевали две зерновые культуры: в Сибири — по две яровые культуры, на юго-востоке — озимая и яровая, после которых шли пропашные и яровые зерновые.

В современном варианте улучшенной зерновой системы — зернопропашной — улучшение структуры посевных площадей, введение рациональных севооборотов, адаптированных к природным условиям, применение более совершенных систем обработки почвы в сочетании с научно обоснованной системой удобрения и посевом сортов зерновых и пропашных культур, позволило довольно успешно её использовать. В зернопаропропашной системе земледелия большая часть пашни приходится на зерновые и пропашные культуры в сочетании с чистым паром. Плодородие почвы воспроизводится обработкой и применением удобрений.

Зернопаропропашная система земледелия — более совершенная, выход продукции с единицы площади по сравнению с улучшенной зерновой значительно выше. Она распространена в степных районах Поволжья, Украины, Северного Кавказа, Центрально-Черноземной зоны, в последние годы — в степных районах Сибири, Зауралья и Казахстана.

Сидеральную систему также можно отнести к улучшенной зерновой системе, в которой вся зеленная масса, выращенная на паровом поле запахивается в качестве зеленого удобрения. Происхождение этой системы относится к древним временам: была известна в Древней Греции, Римской империи и странах Востока. Однако, только в конце XIX в. Шульц-Люпитц в Германии сформулировал основы системы земледелия с использованием зеленого и минерального удобрений. Она получила распространение в регионах с достаточно влажным климатом и бедными песчаными и супесчаными почвами. Чаще всего в качестве сидерального растения применяли горький однолетний люпин, реже — многолетний. После выведения безалкалоидного кормового люпина — он получил наибольшее распространение.

Позднее растения на зеленое удобрение стали высевать пожнивно, после уборки основной культуры, а сидеральная система утратила самостоятельность, так как пожнивные культуры могут возделываться при любой системе земледелия.

В современных условиях сидеральная система сохранилась в некоторых районах Нечерноземной зоны, где применяется многолетний люпин, однако зеленое удобрение не является единственным способом поддержания плодородия в этих условиях.

Травопольная система

Развитие полевого травосеяния и возникновение ряда систем земледелия, с посевом многолетних трав было решено объединить эти системы в травопольное хозяйство. В.Г. Бажаев (1900) считал, что термин «травопольное хозяйство» близок немецкому, под которым в Германии подразумевали систему полеводства, в которой поле несколько лет используют под однолетние культуры, потом еще несколько лет — для выращивания трав. Как отмечал В.Г. Бажаев, эти системы объединяют переложную и выгонную системы. С течением времени травопольное хозяйство расширилось, включив другие системы с возделыванием кормовых трав, в том числе улучшенную зерновую с травосеянием.

А.Н. Шишкин (1894) также относил травопольное хозяйство к системе полеводства.

«Лишь с заведением на полях травосеяния простые зерновые системы переходят в системы травопольные — улучшенную зерновую, выгонную и плодосменную».

А.Н. Шишкин

Зерновую систему хозяйства Л.И. Скворцов (1890) подразделил на: парозерновую, травопольную и плодосменную системы земледелия. Под травопольной он подразумевал многопольно-травяную, степную переложную системы.

Таким образом, в конце XIX в. под травопольным хозяйством, или системой, понимали несколько систем, различающихся по интенсивности и основным признакам.

В.Р. Вильямс развил травопольную систему земледелия, объединив улучшенный зерновой и многопольно-травяной севообороты в одну систему с двумя севооборотами: полевым и луговым, что было эффективно в условиях организации крупных коллективных и государственных хозяйств со значительными площадями сельскохозяйственных угодий. Организации севооборота с посевом многолетних трав и однолетних растений на лугах способствовала повышению продуктивности естественных кормовых угодий в несколько раз, а развитие животноводства на этой основе привело у увеличению количества навоза и увеличению урожайности зерновых севооборотов.

По В.Р. Вильямсу, в состав травопольной системы входят звенья:

  • система полевых и кормовых севооборотов;
  • система основной и предпосевной обработки почвы;
  • система удобрения в севообороте;
  • система полезащитных лесных насаждений;
  • строительство прудов и водоемов в степных и лесостепных районах;
  • посев высокоурожайными сортовыми семенами.

Теоретической основой травопольной системы земледелия послужили представления о естественном природном процессе почвообразования под покровом растительности.

П.А. Костычев и В.В. Докучаев в 80-х годах XIX в., наблюдая за результатами распашки стенных черноземов после оставления участка в залежь, пришли к выводу, что плодородие почвы восстанавливается под действием естественной, последовательно сменяющейся травянистой растительности. Степная растительность позволяла почве накапливать перегной и образовывать прочную зернистую структуру. По мнению П.А. Костычева, структурная почва может образовываться только на целине и залежи. Улучшение структуры должно было способствовать оптимизации водного режима почвы.

Признавая недостаток переложной системы в большой длительности восстановления плодородия и структуры почвы, П.А. Костычев и В.Р. Вильямс установили, что первую фазу дернового процесса почвообразования — фазу бурьянистого перелога, при которой создается грубая структура, можно ускорить путем обработки почвы.

Вторую основную фазу — образование мелкокомковатой структуры под воздействием корневых систем рыхлокустовых злаков, можно сократить посевом этих злаков на полях.

О третьей фазе В.Р. Вильямс писал:

«Значение третьей фазы сводится к приданию структурным элементам прочности и к обогащению почвы перелога элементами зольной пиши растений и азотом глубоко укореняющимися бобовыми. Тот же эффект и в этой же мере может быть достигнут в культуре одновременным и совместным посевом рыхлокустовых злаков и многолетних бобовых. Таковы три основных положения, на которых базируется травопольная система земледелия».

В.Р. Вильямс

В полевых травопольных севооборотах два поля отводились под посевы смеси многолетних бобовых и злаковых трав, а в кормовых севооборотах — большую часть пашни отводили под многолетние травы с длительным периодом использования. По пласту многолетних трав размещали яровые культуры. Не допускалось сеять озимые и пропашные культуры по пласту, так как предполагалось, что структура почвы при этом будет быстрее разрушаться.

Организация территории предусматривала размещение на водоразделах лесных массивов, на склонах и плато — полевые севообороты, в долинах — кормовые и овощные севообороты.

Травопольная система земледелия стала заменять в колхозах и совхозах паровую систему земледелия. К положительным свойствам травопольной системы земледелия можно отнести:

  • культурную обработку почвы при помощи плугов с предплужниками,
  • внедрение многопольных полевых и кормовых севооборотов,
  • организацию территории,
  • создание в засушливых районах полезащитных лесных насаждений и водоемов.

В ряде случаев внедрение травопольной системы способствовало повышению продуктивности и развитию животноводства.

В.Р. Вильямс противопоставлял многолетние травы однолетним культурам по их воздействию на плодородие почвы. К культурам, накапливающим органическое вещество и улучшающим структуру почвы, он относил многолетние травы, состоящие из бобовых и злаковых растений. Несмотря на то, что его предшественники П.А. Костычев и А.А. Измаильский доказали способность однолетних культур улучшать структуры почвы, он придерживался мнения о том, что эти культуры ухудшают структуру почвы. В.Р. Вильямс предлагал использовать только травопольные севообороты во всех регионах страны, независимо от урожайности многолетних трав на сено. В его теории утверждалось, что навоз не может служить средством улучшения почвенной структуры, из-за опасений разрушения структуры исключалось применение зубовой бороны и катка в системе обработки.

В.Р. Вильямс переоценил роль прочной структуры и значение многолетних трав в её воссоздании. Он считал посев смеси многолетних злаковых и бобовых трав обязательным, так как одни бобовые, по его мнению, не могут решить эту задачу.

Д.Н. Прянишников, Н.М. Тулайков, А.Г. Дояренко, С.П. Кулжинский, Н.С. Соколов выступали с критикой ошибочных положений В.Р. Вильямса. Многолетними опытами Д.Н. Прянишников доказал, что хорошая структура почвы воссоздается не только под травосмесями, но и под чистыми посевами люцерны или клевера. Д.Н. Прянишников определил условия применения травопольных севооборотов и привел севообороты без многолетних трав.

Последующие опыты также не подтвердили выводы о прочнокомковатой структуре, как главном условии плодородия, о смеси рыхлокустовых злаковых и бобовых трав, как единственного средства улучшения структуры почвы. Исследованиями и практикой земледелия также не подтвердилось утверждение о недопустимости посева озимых и пропашных культур по пласту многолетних трав.

Так, на Северном Кавказе, в Нечерноземной и Центрально-Черноземной зонах, в некоторых других районах озимая пшеница и рожь дают намного большие урожаи по пласту многолетних трав, чем яровая пшеница.

Наряду с севооборотами в травопольной системе большое значение отводится обработке почвы. Широкое распространение получила система зяблевой обработки, включающая пожнивное лущение и вспашку. Качество обработки повысилось благодаря применению плуга с предплужником и углублению пахотного слоя, особенно дерново-подзолистых почв.

Опасения по поводу разрушения структуры почвы под действием дисковых орудий, зубовых борон и катков, которые рекомендовалось использовать только при уходе за посевами, также были безосновательными.

Некоторое развитие получила система удобрения, которая предусматривала сочетание органических и минеральных удобрений. Однако, ошибочным было мнение В.Р. Вильямса о бесполезности применения минеральных удобрений на бесструктурных почвах и применении навоза в виде перегноя-сырца. Несмотря на критику травопольной системы некоторыми учеными её пропагандировали в в 30-40-х годах и повсеместно рекомендовали как единственно правильную и прогрессивную. Однако в дальнейшем от неё повсеместно отказались.

В настоящее время под травопольной системой земледелия понимается система, при которой более половины площади пашни занимают многолетние травы, плодородие почвы воспроизводится выращиванием многолетних трав и внесением удобрений.

Травопольная система земледелия при обоснованном сочетании отдельных звеньев может применяться с учетом местных условий в зоне достаточного увлажнения, в частности, в некоторых районах Нечерноземной и лесостепной зон, в которых получают высокие урожаи многолетних трав.

Полевое травосеяние не следует отождествлять с травопольной системой земледелия. Оно является составной частью разных систем, например, многопольно-травяной, плодосменной, улучшенной зерновой, резко отличающихся по интенсивности.

Интенсивные системы земледелия

Интенсивные системы земледелия — системы, обеспечивающие воспроизводство плодородия почвы и прирост урожаев благодаря широкому применению факторов интенсификации. К ним относят системы:

  • плодосменную,
  • пропашную,
  • зернопропашную.

Интенсивные системы земледелия возникли вследствие бурного развития капитализма, урбанизации и увеличения спроса на сельскохозяйственную продукцию, особенно продукты животноводства. Плодосменная система с более совершенной структурой посевных площадей и рациональным использованием земли, пришла на смену зернопаровой и зернопаропропашной системам.

Однако, интенсивная система земледелия может быть не всегда рациональной. Опыт мирового земледелия показал, что высокая землеобеспеченность и сложные климатические условия позволяют вести зерновое хозяйство при минимальных затратах труда и средств, что выгоднее применения интенсивного подхода, тогда как в густонаселенных местностях и при благоприятном климате эффективнее развивать более трудоемкие отрасли и применять более интенсивные системы земледелия.

Воспроизводство плодородия в интенсивных системах земледелия достигается усиленным круговоротом питательных веществ:

  • внесением органических и минеральных удобрений,
  • качественной обработкой почвы,
  • регулированием микробиологических процессов,
  • применением химических и иных средств борьбы с сорной растительностью, болезнями и вредителями культур,
  • проведением мелиоративных мероприятий,
  • высоким уровнем механизации.

Поэтому она может быть эффективной только при условии высокого уровня культуры земледелия. 

В России в силу слабой технической, материальной оснащенности сельского хозяйства пропашная система была менее распространена, чем плодосменная. В зависимости от преобладающего рыночного спроса в тот или иной момент она часто переходила в так называемую вольную систему использования земли.

В настоящее время пропашная система земледелия распространена в районах интенсивного возделывания пропашных культур, например на Кубани, Украине, в Молдове и странах Средней Азии. В районах с высоким риском развития эрозии и в хозяйствах технически недостаточно оснащенных, она малоперспективна.

Интенсивная технология возделывания культур включает комплекс агротехнических и организационных мероприятий, направленных на получение высоких урожаев с минимальной доле ручного труда. Технология предусматривает повышение плодородия почв, соблюдение севооборотов, введение высокоурожайных сортов и гибридов, приспособленных к механизированному возделыванию, применение оптимальных, научно обоснованных норм внесения минеральных удобрений, использование химических средств защиты растений, внедрение современных машин, оптимизация организации и труда. Обязательным требованием интенсивной технологии возделывания любой культуры является соблюдение всех агротехнических приемов в оптимальные сроки с высоким качеством и учетом биологических требований культур.

Плодосменная система

Плодосменная система земледелия — система, в которой ключевое значение имеет чередование истощающих почву культур, например, зерновых, с обогащающими, например, зернобобовыми или многолетними травами, в севообороте.

Отличительными особенностями плодосменной системы являются:

  • распашка естественных кормовых угодий и превращение их в пашни, за исключением части высокопродуктивных лугов;
  • возделывание кормовых, наиболее продуктивных культур;
  • отказ от чистых паров и замена их бобовыми травами;
  • чередование культур, истощающих и обогащающих почву – плодосмен.

В странах Западной Европы отказ от залежной и паровой зерновой систем земледелия происходил более быстрыми темпами, чем в России. Поэтому плодосменная система в Европе получила более широкое распространение и значительно раньше.

Начало этой системы было положено во Фламандрии и Фландрии — части земель нынешних Бельгии и Голландии, в XVI-XVII вв. Она быстро заняла господствующее положение в Англии, затем во Франции (XVIII в.) и Германии (XIX в.).

Растения по потребности в питательных веществах можно подразделить на три группы:

  1. культуры, истощающие почву, прежде всего, зерновые, потребляющие значительное количество азота и фосфора;
  2. культуры, обладающие свойством ассимилировать азот воздуха и обогащать им почву, к ним относятся бобовые и зернобобовые;
  3. корнеплоды и клубнеплоды, потребляющие много калия, меньше — фосфора и азота.

В плодосменной системе озимые культуры размещали после бобовых и зернобобовых, а пропашные после озимых. За пропашными следовали яровые зерновые культуры. Повторные посевы зерновых не допускались. Чередование в севообороте предусматривало ежегодную смену на полях. Для поддержания и повышения плодородия в структуре посевных площадей половина пашни отводилась под зерновые, вторая половина — под бобовые и пропашные. Чистый пар заменялся занятым клеверным паром.

Переход к плодосменной системе означал, что чисто зерновое хозяйство уступило место хозяйству с развитым животноводством и выращиванием технических и пропашных культур. Развитие животноводства привело к расширению посевов бобовых трав и кормовых корнеплодов.

В Англии сложился типичный для многих её районов норфолькский севооборот, являющийся классическим примером плодосмена: 1 — озимая пшеница, 2 — кормовые корнеплоды, 3 — ячмень с подсевом клевера, 4 — клевер. В этом севообороте выражено типичное для этой системы соотношение культур: зерновые — 50%, пропашные — 25% и бобовые — 25%.

Климатические условия Западной Европы способствовали отказу от чистого пара: достаточное количество атмосферных осадков и продолжительный период вегетации, позволяющий хорошо подготовить почву под посев озимых после уборки клевера, заменившего паровое поле. Внедрению плодосменных севооборотов иногда способствовали и неудачи. Так, во Франции на постоянных участках сахарной свеклы, поражаемость корней нематодами постоянно возрастало, по этой причине, свеклу стали вводить в севооборот как пропашную культуру.

А.В. Советов, пытаясь оптимизировать плодосмен к условиям России, отмечал, что плодосменная система обладает большой гибкостью. Чаще всего одно поле плодосменного севооборота занято клевером или другими бобовыми травами, однако встречаются севообороты, в которых вместо многолетних трав используются однолетние бобовые на зеленый корм, сено, или на зерно.

Включение в севооборот пропашных культур требовало проведение глубоких обработок почвы, в частности, глубокую вспашку и вспашку плугами с почвоуглубителями, а также внесение органических удобрений, прежде всего навоза, действие которого распространяется и на последующие культуры.

Переход от парозернового трехполья к плодосменной системе, включающей интенсивное применение удобрений и глубокие обработки почвы, способствовал росту средней урожайности пшеницы в Западной Европе с 0,7-0,8 т/га (XVIII в.) до 1,6-1,7 т/га (1840-1880 гг.), а на фоне применения минеральных удобрений — до 2,5-3,0 т/га (1900-1930 гг.). В последние десятилетия современная плодосменная система земледелия позволяет получать свыше 4,0 т/га.

Сторонниками плодосменной системы еще в XVIII-XIX вв. среди русских ученых были А.Т. Болотов, И.М. Комов, М.Г. Павлов, П.А. Костычев, И.А. Стебут, А.Н. Энгельгардт и другие, которые внесли немало предложений по совершенствованию этой системы и её адаптации к условиям России.

До Революции плодосменную систему земледелия успешно использовали лишь в отдельных помещичьих хозяйствах, главным образом в свеклосеющих. Для условий одностороннего зернового или зерново-животноводческого хозяйства она была неудобной. Крестьянские хозяйства экономически не были готовы к переходу на плодосменную систему. Этому мешало и общинный способ землепользования. В начале XX в. сторонниками плодосменной системы был Д.Н. Прянишников и С.П. Кульжинский, придававшие особенно важное значение правильному чередованию культур и введению бобовых культур в севооборот.

Переход от зернопаровой системы к плодосменной был прогрессивным шагом в развитии сельского хозяйства. Согласно современным представлениям, плодосменный севооборот успешно решает вопросы повышения плодородия почв за счет применения удобрений, посевов бобовых культур, глубокой обработки почвы и борьбы с сорной растительностью.

В современном отечественном земледелии плодосменная наряду с другими интенсивными системами земледелия распространена в Центрально-Черноземной зоне и Северном Кавказе. Однако, требования, предъявляемые к сельскому хозяйству настоящего времени, не позволяют назвать её оптимальной.

Промышленно-заводская (пропашная) система

Развитие товарного земледелия в России в середине XIX в., привело к появлению пропашной, промышленно-заводской, или огородной, системы земледелия, прежде всего в районах, специализирующихся на производстве сахарной свеклы, подсолнечника, картофеля и овощей. Выращивание этих культур определило связь сельского хозяйства с перерабатывающей промышленностью. По этой причине А.В. Советов, А.С. Ермолов и другие ученые назвали эту систему промышленной.

Промышленно-заводская система основана на интенсификации труда, достаточном применение удобрений и почти не зависит от почвенно-климатических условий. А.В. Советов отмечал, что в России во второй половине XIX в. в отдельных местах паровая система давным-давно забыта и заменена новыми. Например, к таким районам он относил Ярославскую губернию, где в Ростовском огородничестве, возделывали картофель для крахмальной и винокуренной промышленности, выращивали подсолнечник и сахарную свеклу. В 1890 г. А.И. Скворцов отмечал, в хозяйствах техническая плодосменная система имеет выраженный характер:

«… здесь не только не допускают последовательного возделывания двух злаков, но чаще, наоборот, допускают возделывание двух корнеплодов, даже одного вида».

А.И. Скворцов

Однако в дореволюционной России эта система была еще меньше распространена, чем плодосменная.

В промышленно-заводской системе пахотно-пригодные земли используют преимущественно под посевы ценных зерновых, зернобобовых, технических и высокопродуктивных кормовых культур. Оставшуюся часть площади лугов превращают в высокопродуктивные сенокосы и пастбища. Структуру посевных площадей определяют исходя из специализации хозяйства и природно-экономических условий.

Чистые пары вводят периодически, многолетние, прежде всего бобовые, травы в основных севооборотах занимают небольшую долю пашни или вовсе отсутствуют. На почвах, подверженных эрозии, доля трав увеличивается.

Современные системы земледелия

Примитивные системы земледелия ушли в прошлое. Многопольно-травяная система и прежде не имела распространения. В современной зернопаровой системе, в отличие от дореволюционной, используют хорошую технику, эффективные приемы обработки почвы, удобрения, осуществляют мелиоративные и противоэрозионные мероприятия, сортовые посевы. Она распространена в засушливых районах, где ограничено возделывание пропашных и бобовых культур.

В районах возделывания сахарной свеклы, подсолнечника, кукурузы и других культур широкорядного способа посева, где развивали зерновую систему земледелия с посевом пропашных, улучшилась обработка почвы, увеличилось использование удобрений и повысилась культура земледелия. Эта разновидность улучшенной зерновой системы широко применяется в настоящее время в засушливых районах Северного Кавказа и Центрально-Черноземной зоне, в Среднем и Нижнем Поволжье, частично в Западной Сибири.

Развитие улучшенной зерновой системы достигло такой степени, что она разделилась на две самостоятельные формы: с травосеянием — зернотравяную, с пропашными культурами — зернопаропропашную.

Широкое распространение получили интенсивные системы земледелия. В промышленных районах Нечерноземной зоны, в лесостепной полосе и на орошаемых землях применяют плодосменную систему. В плодосменных севооборотах зерновые культуры занимают около 50% пашни, оставшаяся часть — бобовыми и пропашными. Удельный вес бобовых может достигать 25 %, пропашных — от 25 до 50%. Чистые пары не используют. Активно применяются промежуточные культуры. Многолетние травы обычно используют один год, по пласту которых сеют озимые зерновые. Реже, бобовые травы заменяют зернобобовыми или пропашными культурами.

Промышленно-заводская система применяется в предприятиях, специализирующихся на выращивании технических и кормовых пропашных культур, овощей или картофеля. В этой системе большая часть пашни занята пропашными культурами, допускаются их повторные посевы. Чистые пары не используются, вместо них вводят промежуточные культуры. Большое значение отводится качественной обработке почвы, внесению достаточных количеств удобрений, орошению в засушливых районах и осушению в избыточно увлажненных, борьбе с эрозионными процессами.

Распространены зернопропашные севообороты, в которых меньшая доля пашни отводится под пропашные, большая под зерновые. Возделывание пропашных с многолетними травами стало основой травянопропашных севооборотов.

Согласно классификации С.А. Воробьева, В.И. Румянцева, В.П. Нарциссова, на территории России используются следующие системы земледелия: зернопаровая, зернопропашная, зернопаропропашная, зернотравяная, плодосменная, пропашная (промышленно-заводская). Однако, следует учитывать, что в различных природно-экономических зонах страны, эти системы могут существенно видоизменяться.

Классификация существующих систем земледелия, разработка основополагающих принципов этих классификация — одна из задач сельскохозяйственной науки. По В.И. Кирюшину (1996), основными критериями современной классификации систем земледелия могут быть: совокупность природных факторов, главные направления растениеводства с учетом рыночной потребности, совокупность факторов интенсификации производства, способы производства и формы использования земель, экологические ограничения.

Для современного сельскохозяйственного производства характерны особенности:

  • вложение в отрасль значительных капитальных средств,
  • механизация,
  • химизация,
  • мелиорация,
  • использование высокопродуктивных сортов и гибридов,
  • совершенствование форм организации производства и оплаты труда.

Вложение в отрасль значительных капитальных инвестиций, связано с развитием всех сопряженных областей: техники, цифровизации, агрохимикатов, технологий и т.п. Что в целом, должно стремиться к повышению рентабельности сельскохозяйственного производства.

«В сущности ведь самое понятие: «добавочные (или: последовательные) вложения труда и капитала» предполагает изменение способов производства, преобразование техники. Чтобы увеличить в значительных размерах количество вкладываемого в землю капитала, надо изобрести новые машины, новые системы полеводства, новые способы содержания скота, перевозки продукта и пр. и пр.»

В.И. Ленин

В настоящее время вводятся почвозащитные зональные системы земледелия, которые включают принципы отдельных интенсивных систем земледелия, адаптированных к конкретным природно-экономическим условиям. Все звенья таких систем в полной мере учитывают и реализуют местные почвенно-климатические, материально-технические и трудовые ресурсы.

Зональные системы земледелия

Большое количество зон России с разными почвенно-климатическими и экономическими условиями обуславливает разнообразие применяемых форм систем земледелия с учетом достижений агрономической науки.

Зональные системы земледелия должны:

  • быть почвозащитными,
  • основываться на научных достижениях, техники и передовой практики,
  • базироваться на интенсивных технологиях,
  • представлять земледельческий комплекс,
  • обеспечивать устойчивое ведение земледелия,
  • создавать максимального количества высококачественной растениеводческой продукции при минимальных затратах труда и средств.

Воспроизводство плодородия — важнейший показатель зональных систем земледелия, базирующийся на нормативно-технологической основе с использованием расчетно-балансовых методов программирования плодородия и урожаев.

Высокие и устойчивые урожаи зерновых до 4-5 т/га, силосных до 40-60 т/га и других культур получают предприятия с наиболее полно освоенной системой земледелия. Земледелие нельзя развивать по какой-то одной универсальной схеме. В каждом предприятии система земледелия должна ежегодно совершенствоваться с учетом новых задач и возможностей в направлениях повышения интенсификации, экологической, экономической, почвозащитной, социальной эффективности.

Эффективность системы земледелия оценивается по отдельным агротехническим, мелиоративным, организационным и другим мероприятиям, входящих в ее состав, из которых определяется эффективность системы в целом.

Основные показатели экономической эффективности системы земледелия:

  • уровень продуктивности (количество продукции в условных единицах на 1 га пашни),
  • уровень затрат,
  • рентабельность производства,
  • производительность труда.

Альтернативные системы земледелия

Современные интенсивные системы земледелия, предусматривающие активное использование средств химизации и механизации при возделывании сельскохозяйственных культур, получили название традиционных. В середине XX века в развитие интенсивных систем наступил новый период, характеризующийся полным или частичным отказом от использования минеральных удобрений и химических средств защиты растений и увеличением значения биологических источников питания растений, биологических и механических способов защиты. Эти системы стали называться альтернативными.

Главной причиной развития этого направления связано с резким негативным влиянием интенсивных систем земледелия на почву, окружающую среду и качество продукции из-за широкого использования минеральных удобрений и химических средств защиты растений. Кроме того появлению этого направления способствовали ограниченность невозобновляемых ресурсов, потребляемых в земледелии в возрастающих количествах, неустойчивость рынков сбыта продукции и рост цен на технику, удобрения, пестициды и топливо.

Альтернативные системы земледелия в разных странах по-разному называются, но имеют несущественные отличия. В США и Канаде, например, применяют органическую систему земледелия, в которой производство, переработка и хранение продукции растениеводства происходит без применения синтетических удобрений, пестицидов и регуляторов роста. Разрешено использовать только материалы, состоящие из веществ животного, растительного и минерального происхождения. Большое значение отводится севообороту, сидеральным культурам, прежде всего бобовым, использованию растительных остатков и органических отходов несельскохозяйственного происхождения. Обработка почвы в зависимости от условий сводится к минимуму и акцентирует внимание на защиту почвы от эрозии, преобладают безотвальные чизельные и дисковые орудия.

Во Франции применяется биологическая система земледелия, в которой не разрешается применение химических удобрений, и прежде всего легкорастворимых. В её основе лежат: применение органических удобрений, которые часто предварительно компостируются; приемы, повышающие биологическую активность почвы, нейтрализующие излишнюю кислотность. Большое внимание уделяется обоснованному севообороту с щадящим насыщением одними культурами и использованию сидеральных культур.

Для борьбы с вредителями, возбудителями болезней и сорной растительностью применяют предупредительные меры, механические, биологические и огневые методы.

В Швеции, Швейцарии и некоторых других странах используют органо-биологическую систему земледелия, основывающуюся на создании «живой и здоровой почвы» с помощью поддержания и активизации деятельности почвенной микрофлоры. Поля как можно дольше занимаются растительностью, пожнивные остатки заделываются в верхний слой почвы, севооборот насыщен бобовыми и бобово-злаковыми культурами, применяют только органические и некоторые медленнорастворимые минеральные удобрения. Защита растений аналогично биологической системе земледелия.

В Германии, Швеции, Дании распространена биодинамическая систему. В основе этой системы наряду с общими для всех альтернативных систем принципами, есть некоторые отличия: земледелие ведут с учетом не только земных (природных), но и космических ритмов; используют влияние космических сил на сельскохозяйственное производство, применяют специальные биодинамические препараты, например, «гумусные», «кремневые», «компостные», вытяжки, отвары и продукты брожения из растений.

Все агротехнические приемы рекомендуется проводить в благоприятные периоды, согласовывающиеся с фазами Луны и зодиакальным циклом.

В ряде стран применяется экологическая система. В её основе заложено ограничение применения пестицидов и гибкое использование минеральных удобрений. Допускается применение водорастворимых форм с учетом механического состава почвы.

Для всех альтернативных систем земледелия характерен общий принцип — сокращение или полный отказ от применения минеральных удобрений и пестицидов, переход на питательные вещества растительного происхождения, получение экологически безопасной продукции растениеводства.

Первые исследования альтернативных систем земледелия в мире выявили их достоинства и недостатки. К преимуществам этих систем относится высокая экологичность, снижение потребления энергии и затрат исчерпаемых ресурсов, повышение качества продукции. Основной недостаток — снижение урожайности культур.

Использование альтернативных систем не подразумевает возврат к малопродуктивным системам земледелия, а поиск и совершенствование технологий на основе научных знаний, законов природы, оптимального их использования.

Биологизация, то есть интенсификация биологических факторов для сокращения негативного воздействия антропогенного фактора земледелия и при повышении его эффективности для максимальной реализации потенциальной продуктивности культур и воспроизводства плодородия почвы в соответствии с экологическими принципами природопользования. Является важнейшей задачей развития альтернативных систем земледелия.

Главные факторы биологизации земледелия:

  • знание и рациональное использование законов природы;
  • воспроизводство плодородия почвы, улучшение агрономических и биологических свойств, преимущественно за счет севооборота;
  • использование высокопродуктивных сортов и гибридов, адаптированных к конкретным почвенно-климатическим условиям;
  • освоение научно обоснованных севооборотов;
  • максимально эффективное использование биологического азота в агроценозах;
  • применение всех видов органических удобрений, расширение доли сидерации, ограниченное использование минеральных удобрений с учетом оптимизации питания растений;
  • экологическая система защиты растений, применение биологических приемов и средств;
  • дифференцированная система обработки почвы, учитывающая требования культур и почвенно-климатические условия.

Альтернативные системы земледелия строятся путем решения комплексной задачи из предъявляемых экологических и экономических условий.

Литература

Основы технологии сельскохозяйственного производства. Земледелие и растениеводство. Под ред. В.С. Никляева. — М.: «Былина», 2000. — 555 с.

Земледелие. Учебник для вузов/Г.И. Баздырев, В.Г. Лошаков, А.И. Пупонин и др. — М.: Издательство «Колос», 2000. — 551 с.

Развитие учения о системах земледелия в России

Системы земледелия являются результатом длительного исторического развития народов, берущее свое начало в глубине веков и отражающее развитие культуры в определенных социально-экономических условиях.

«Нет сомнения, что та или другая система земледелия выражает собою ту или другую степень гражданского развития народов».

А.В. Советов

В системах земледелия проявляются различные способы землепользования, присущие конкретному историческому этапу социально-экономического развития народа и общества.

«…культура поля всегда шла рука об руку с культурой человека».

К.А. Тимирязев

Зарождение учения о системах земледелия в России

Учение о системах земледелия в России возникло во второй половине XVIII в. — периоде, характеризующимся общественным разделением труда, быстрым развитием ремесел, мануфактур и торговли. Наравне с обоснованием понятия «система земледелия» как совокупности агротехнических приемов, направленных на сохранение и повышение плодородия почвы, изучались вопросы и обсуждались проблемы:

  • об экономической эффективности систем земледелия в различных природных и экономических условиях;
  • системы земледелия и почвенно-климатические условия,
  • системы земледелия и производственные направления хозяйств,
  • системы земледелия и сельскохозяйственные орудия и машины,
  • системы земледелия и общественный способ производства.

Основоположниками учения о системах земледелия в России были такие ученые-агрономы последней трети XVIII в., как А.Т. Болотов, И.М. Комов, В.А. Левшин и практики сельского хозяйства начала XIX в. — Д.М. Полторацкий, И.И. Самарин.

В условиях феодальной реформы земельной собственности, крепостного состояния крестьян, общинного способа землевладения преимущественно была распространена паровая система земледелия с обычным для того времени трехпольным зерновым севооборотом: 1 — пар, 2 — озимые зерновые, 3 — яровые зерновые. Для подавляющего большинства крестьянских и помещичьих хозяйств паровая система была единственной формой ведения хозяйства. В северных лесистых губерниях применялась также подсечно-огневая систему земледелия, в южных и юго-восточных районах — залежная система. В обоих случаях системы имели зерновое направление. Таким образом, на полях России того времени безраздельно господствовали зерновые культуры.

Овощные и технические культуры возделывали только на огородах или на особых участках прежде всего для потребительских целей. Продуктивное скотоводство развивалось на юге и юго-востоке европейской части, но базировалось оно не на земледелии, а на естественных лугах и пастбищах.

Основоположники систем земледелия в России

А.Т. Болотов

Многочисленные работы А.Т. Болотова (1738-1833) имеют прямое отношение к учению о системах земледелия: «Примечания о хлебопашестве вообще», «Об удобрении земель», «О разделении полей» и другие.

А.Т. Болотов придерживался точки зрения, что подъема сельского хозяйства как в Черноземной, так и Нечерноземной зонах можно достичь благодаря улучшению существующей паровой системы земледелия и освоения новой, более совершенной на тот момент, выгонной системы.

В первом случае предлагалось провести улучшение предпосевной обработки почвы, способов удобрения полей, повысить качество семян и их заделки в почву, улучшение существующих лугов. Во втором случае коренным образом изменить сельскохозяйственное производство: ввести новые севообороты и установить рациональные пропорции между хлебопашеством и скотоводством.

А.Т. Болотов предлагал перейти, там где позволяют условия, от трехпольной системы к семипольному севообороту выгонной системы:

  • 1 — озимые зерновые (пшеница и рожь), 2 — выгон, 3 — яровые лучшие, 4 — выгон, 5 — яровые худшие, 6 — выгон, 7 — пар;
  • 1 — озимые зерновые, 2,3 — яровые, 4-6 — выгон, 7 — пар.

В отличие от трехпольного севооборота паровой системы, в которой 2/3 пахотных земель заняты хлебами и 1/3 — под паром, в семипольном севообороте выгонной системы 3/7 пахотных земель заняты хлебами, 3/7 — под выгоном и 1/7 — под паром. Таким образом, посевная площадь под зерновыми сокращалась с 67 до 43% всех пахотных земель. Однако, А.Т. Болотов доказывал, что хлеба будут давать урожай больше прежнего, так как неизмеримо возрастет количество корма, скота и навоза, а земля будет лучше унавоживаться и обрабатываться.

Для экономической оценки предложенной системы земледелия и доказательства ее преимущества над паровой системой он применилт метод сравнительного анализа, который назвал «балансы». Для этого проводится сравнение двух одинаковых по размеру и качеству участка земли, но на которых применяются разные системы земледелия. Например, на первом участке применяют трехпольный севооборот паровой системы, на втором — семипольный выгонной системы. Такой подход позволил впервые определить издержки производства и чистый доход.

И.М. Комов

И.М. Комов (1750-1792) — ученый-агроном и экономист считал важнейшими задачами земледелия восстановление и поддержание плодородия почвы, которые можно решить при помощи вспашки, удобрения навозом и плодосменного севооборота.

В 1785 г. И.М. Комов опубликовал работу «О земледельных орудиях», которая была переиздана спустя шесть лет, а в 1788 г. издана монография «О земледелии».

Он делил все растения на две группы: истощающие почву, такие как зерновые и масличные культуры, и обогащающие — корнеплоды и травы. С этих позиций он высказывал резкую критику в отношении применявшейся паровой системы, отмечая невозможность при такой системе развивать животноводство и достаточно удобрять землю, что неизбежно приводило к истощению естественного плодородия, падению урожайности и доходов хозяйств. И.М. Комов предлагал учредить оборот посева разных растений, чтобы земли не изнурять и прибыли от нее получить как можно больше. Этого можно достичь, если поочередно то овощ, то хлеб, то траву сеять.

И.М. Комов в отличие от А.Т. Болотова предлагал перейти к более интенсивной плодосменной системе земледелия.

«Лучше с мала получить много, нежели со многа мало».

И.М. Комов

Обоснование новой системы строилось на соотношении между хлебопашеством и скотоводством, зерновыми и кормовыми культурами, уделяя внимание не только экономической, но и агротехнической стороне системы земледелия.

И.М. Комов предложил два варианта примерных шестипольных севооборотов:

  1. Для районов, где земля плохая или земли много, а земледельцев мало: 1 — яровые зерновые с травами, 2 — травы, 3 — озимые зерновые, 4 — пропашные, 5 — яровые зерновые с травами, 6 — травы.
  2. Для районов, где земли мало, а людей много: 1 — озимые зерновые, 2 — яровые зерновые, 3 — пропашные, 4 — яровые с травами, 5 — травы, 6 — яровые зерновые.

Подчеркивая, что предложенные севообороты являются только примерными, он указывал, что нет на все время общих и постоянных правил «в столь многообразном и многопеременном искусстве», как земледелие. И.М. Комов советовал сначала ставить опыты на небольших участках земли, чтобы понять «какой хлеб или овощ для его земли годнее, какой навоз полезнее и на какую глубину семена сеять надежнее». И лишь затем «начинать сеять поля целые».

A.Т. Болотов и И.М. Комов руководствовались стремлением преобразовать сельское хозяйство России, сделать его высокотоварным и прибыльным. Способом решения этой задачи они видели во внедрении новых систем земледелия, которые не истощали бы землю, а, напротив, повышали ее плодородие. К системам, по их мнению, могли быть системы, сочетающие в хозяйстве земледелие со скотоводством, зерновые с кормовыми культурами. Соблюдение пропорций между земледелием и скотоводством они считали ключевым условием восстановления, поддержания и повышения плодородия почвы, увеличения производительности сельскохозяйственного труда и доходности хозяйств. Агрономическую и экономическую эффективность А.Т. Болотов и И.М. Комов рассматривали как одно целое.

В.А. Левшин, Д.М. Полторацкий, И.И. Самарин

В конце XVIII — начале XIX века повышение урожайности сельскохозяйственных культур тормозилось развитием скотоводства, которое являлось единственным в то время источником удобрения, а развитие скотоводства, в свою очередь, — недостатком кормов. Поэтому русские ученые-агрономы того времени искали рациональные способы возделывания разнообразных кормовых трав на полях различных зон страны и ставили многочисленные опыты.

Большой вклад в решение этого вопроса был сделан членом Вольного экономического общества В.А. Левшиным и практиками сельского хозяйства Д.М. Полторацким, И.И. Самариным.

В.А. Левшин уделил внимание изучению дикорастущих трав, опытному травосеянию и совершенствованию паровой системы земледелия. Среди его многочисленных трудов, посвященных этим вопросам, большую роль в развитии отечественной агрономии и сельскохозяйственной практики сыграли следующие: «Описание об открытых в Тульской губернии кормовых травах, удобности размножения оных посевом, обращении некоторых из них в хозяйственную пользу», «О заселении степей», «О растениях вредных и полезных скотам».

Эти труды позволяют назвать В.А. Левшина основоположником учения о травосеянии в России и создателем улучшенной паровой системы земледелия, которая в сельскохозяйственной литературе XIX в. вошла под названием «улучшенной зерновой системы» и широко применялась в крестьянских хозяйствах Московской и Ярославской губерний.

B.А. Левшин предложил для юга России севооборот: 1 — озимые, 2 — яровые, 3 — травы первого года пользования, 4 — травы второго года пользования.

Он понимал, что господствующая паровая система с зерновым трехпольем стала причиной недостатка лугов и выгонов, скота и навоза, не способной обеспечить восстановление и поддержание плодородия почвы.

Д.М. Полторацкий — образованный помещик, примерно в то же время приступил к травосеянию широких по тому времени размерах. В своем имении Авчурино он применил новую систему земледелия. Вся земля имения, которая составляла 2700 десятин, была разделена на два участка — ближний и дальний. Ближний отводился под плодосменный севооборот: 1 — картофель, горох, морковь, бобы, чечевица, 2 — яровая пшеница, овес, ячмень, 3 — клевер на зеленый корм и сено, 4 — озимые пшеница и рожь. На дальнем участке применялся семипольный севооборот: 1-3 — овес, 4 — клевер 1-го года пользования, 5— клевер 2-го года пользования, 6 — озимые, 7 — овес. Потом землю отводили под выгон или сенокос.

Переход на новую плодосменную систему земледелия позволил повысить урожайность хлебов, увеличить количество скота в хозяйстве. Однако, плодосменный севооборот, введенный Полторацким, не получил широкого распространения в России.

Севооборот В.А. Левшина, претерпевший большие изменения, в конце концов получил широкое распространение в хозяйствах центральных губерний Нечерноземной зоны.

А.Д. Тэер, М.Г. Павлов

Классический труд И.М. Комова «О земледелии» вышел в свет за 21 год, а выдающаяся работа А.Т. Болотова «О разделении полей» — за 37 лет до публикации первого тома А.Д. Тэера «Основания рационального сельского хозяйства» (1809 г.), который считается основателем сельскохозяйственной науки и, в частности, учения о системах земледелия.

А.Д. Тэер (1752—1828) основал и руководил старейшей в Германии Меглинской сельскохозяйственной академии. Его труд «Основания рационального сельского хозяйства» в четырех томах представлял обширнейший систематизированный курс лекций по всем основным отраслям сельскохозяйственных знаний.

Все существовавшие на тот момент системы земледелия А.Д. Тэер подразделял на: парозерновые и плодопеременные. К плодопеременной системе он относил и выгонную систему, который называл «плодосменным хозяйством с выгоном». А.Д. Тэер разработал, как он считал, самый эффективный для Германии четырехпольный севооборот: 1 — картофель, 2 — ячмень, 3 — клевер, 4 — озимая рожь.

В России развитие учение о системах земледелия получило в трудах М.Г. Павлова: «Земледельческая химия», «Курс сельского хозяйства» и других. М.Г. Павлов (1793—1848) после окончания Московского университета в 1816 г. отправился в длительную заграничную командировку, где изучал сельское хозяйство в западноевропейских странах. В течение года он учился у А.Д. Тэера в Меглине и три года объезжал сельскохозяйственные районы Германии, Швейцарии, Франции и Англии.

М.Г. Павлов рассматривал сельскохозяйственное производство с трех точек зрения: как ремесло, как искусство и как науку.

«Участь сельского хозяйства как ремесла — есть неподвижность, как искусства — слепая удача или ряд хозяйственных ошибок, как науки — рассчитанный успех».

М.Г. Павлов

Начиная с 1826 г., М.Г. Павлов сравнивал различные системы земледелия в учебном опытном хозяйстве Московской земледельческой школы. Он сделал вывод о том, что какими бы очевидными ни казались преимущества той или иной системы, повсеместное её введение невозможно. Ни одна из существующих систем земледелия всюду и всегда лучшей и господствующей быть не может, так как всё зависит от местных природных и экономических условий: от почвы и климата, от цен на землю, на рабочую силу, на различные сельскохозяйственные продукты и земледельческие орудия, от стоимости провоза и т.д. По мнению М.Г. Павлова — лучшая система земледелия та, которая в данных условиях, при данных обстоятельствах обеспечивает с определенного пространства земли наивысший доход, не истощая ее плодородия.

Системы земледелия М.Г. Павлов подразделил на три класса: полевая, или паровая, выгонная, плодопеременная.

Оценивая эти системы по их влиянию на плодородие, М.Г. Павлов отмечал, что трехпольная система истощает плодородие. Она возвращает земле меньше питательных веществ, чем извлекает из нее. Выгонная система обеспечивает поддержание плодородия. Плодосменная — не только поддерживает, но и повышает его. Залежную систему земледелия он относит к выгонной.

В сельском хозяйстве России того времени основной доход получали от возделывание хлебов, а затем животноводства. Выращивание технических культур и переработка сельскохозяйственной продукции были развиты очень слабо.

М.Г. Павлов считал, что целью любой системы земледелия является получение максимальной прибыли, тогда как агротехнические аспекты системы, прежде всего связанные с восстановлением, поддержанием и повышением плодородия почвы, отводятся на второй план.

Я.А. Литовский, С.М. Усов

Профессор Московского университета Я.А. Литовский (1818-1846) — преемник М.Г. Павлова по кафедре сельского хозяйства, подходил к изучению систем земледелия с естественнонаучной стороны, учитывая условия плодородия почвы.

В понимании Я.А. Литовского, система земледелия — это достижение наивысшей прибыли прежде всего за счет подбора оптимального соотношения культур в полевом севообороте и мероприятий по восстановлению и поддержанию плодородия.

С.М. Усов (1796-1859) в своем труде «О системах хлебопашества» обобщил учение о системах земледелия в дореформенный период. Он был редактором «Земледельской газеты», «Трудов Вольного экономического общества».

Все агрономы-экономисты дореформенного периода, которые внесли вклад в развитие учения о системах земледелия в России, рассматривали систему земледелия с точки зрения разведения культурных растений на полях ради прибыли, то есть расширяли понятие «система земледелия», включая в нее не только агротехнические аспекты, но и экономические.

А.В. Советов, А.Н. Энгельгардт

Развитие учения о системах земледелия получило в работах А.В. Советова и А.Н. Энгельгардта.

А.В. Советов считал системы земледелия вопросом, совмещающим в себе агрономические и экономическим аспекты.

«Вопрос о системах земледелия не вопрос строго агрономический, он вдается в область политической экономики».

А.В. Советов

Основную роль в любой системе земледелия А.В. Советов отводил земельным отношениям, однако, с течением времени это положение менялось, вместе с этим менялись и системы земледелия.

Впервые термин «система земледелия» был введена профессором А.В. Советовым.

«Разные формы, в которых выражается тот или иной способ землевозделывания, принято называть системами земледелия».

А.В. Советов

А.В. Советов подчеркивал, главной формой земледелия у славянских народов древней России была подсечно-огневая система, при которой для обращения земли в состояние, пригодное для хлебопашества, прибегают к вырубке и выжигу леса, кустарника или дерна. Подсечно-огневая система земледелия преобладает в лесистой местности.

В южных степных районах России была распространена залежная система земледелия, при которой участок земли несколько лет подряд засевают хлебными культурами, а после истощения почвы превращают в залежь, используемую в качестве пастбища или сенокоса. После того, как истощенная земля естественным образом восстановит свое плодородие, она снова возвращается в использование. В такой системе обрабатываемые земли не удобряют, травосеяние и севооборот не используют.

В 60-х годах XIX в. залежная система была распространена в южных степных районах России, подсечно-огневая — в северных. На остальном пространстве европейской части государства господствовала трехпольная парово—зерновая система, которая возникла, по заключению А.В. Советова, в результате распашки степных залежных земель и роста посевных площадей зерновых культур.

Паровая система, по мнению А.В. Советова, может применяться при условии, когда площади лугов в 2 раза больше, чем пахотных земель. Увеличение доли пашен в этой системе неизбежно приводит к сокращению поголовья скота, удобрения и снижению урожайности.

Кроме того, паровая система имеет исключительно зерновую направленность и несовместима с такими культурами, как клевер, свекла, подсолнечник и другие, которые требуют других приемов обработки почвы, что означало необходимость совершенствования системы земледелия.

Свеклосеяние в России инициировало введение и освоение более интенсивной плодосменной системы, появление новых севооборотов и полевого травосеяния, использование более совершенных земледельческих орудий и применение удобрений и более тщательной обработки почвы.

А.В. Советов рассматривал плодосменную систему земледелия как наиболее производительную и прогрессивную по сравнению с паровой, тогда как последнюю — более производительной, чем переложную.

Ему принадлежит заслуга в обобщении более чем полувекового опыта использования плодосменной системы в различных странах и описании эволюцию этой системы. Он показал, как изменялись формы плодосмена в зависимости от почвенно-климатических и общественно-экономических условий.

А.В. Советов в своей работе «О разведении кормовых трав на полях» подробно рассмотрел опыт использования плодосменной системы, и особенно травосеяния, в России.

Полевое травосеяние в России впервые появилось в конце XVIII в., а к 30-х годам XIX в. уже было достаточно распространено. Распространение полевого травосеяния привело к усовершенствованию севооборот, который сначала был четырехпольным, а затем пяти-, шести-, семипольные и т.д, учитывающие местные почвенно-климатические и экономические условия. Расширялся и ассортимент используемых трав. Кроме красного клевера, который сначала преобладал в посевах трав, стали также сеять тимофеевку, белый клевер, костер безостый и др.

Однако А.В. Советов не считал плодосменную систему абсолютной истиной, и полагала, что агрономической науке и практике нужно двигаться дальше.

А.Н. Энгельгардт (1832-1893) в своих трудах «Из деревни», «О хозяйстве в северной России и применении в нем фосфоритов», «Химические основы земледелия» не использовал термина «система земледелия», а употреблял «система полеводства», «система хозяйства». Под «системой полеводства» он понимал систему земледелия, тогда как под «системой хозяйства» понимал систему, включающую производственное направление хозяйства, систему земледелия, земледельческие орудия и социальный тип хозяйства.

В имении Батищево А.Н. Энгельгардт ввел 15-польный севооборот, полная ротация которого прошла с 1871 по 1887 г.

Изменение системы полеводства привело к изменению системы животноводства. Распашка пустошей и травяного пласта потребовала усовершенствование орудий земледелия: замены сохи и деревянных борон на плуг и железные бороны. 

А.Н. Энгельгардт различал экстенсивную и интенсивную системы земледелия.

Главными направлениями системы хозяйства он считал уничтожение пустошей и приведение всей удобной земли к культурному состоянию, удобрение земли с помощью внесения навоза, травосеяния и применения искусственных удобрений, льноводческое и молочно-животноводческое направления хозяйства, совершенствование почвообрабатывающих орудий.

А.Н. Энгельгардт доказал взаимосвязь системы земледелия и производственным направлением. В паровых системах направление хозяйства может быть только зерновым, а в выгонных системах — молочно-животноводческим и льноводческим.

А.П. Людоговский

Учение о системах сельского хозяйства была заложено профессором Петровской земледельческой и лесной академии А.П. Людоговский (1840-1882). Он не разделял смыслы терминов «система хозяйства» и «система земледелия».

Впервые в сельскохозяйственной науки А.П. Людоговский попытался выделить из системы земледелия ее составную часть — систему полеводства, определяя севооборот, как ключевое понятие.

Он классифицировал системы земледелия по основным признакам, которые, по его мнению, выражают сущность системы земледелия, ее агрономическое и экономическое содержание. К таким признакам относятся:

  • степень интенсивности,
  • способ восстановления плодородия почвы,
  • положение продуктивного скотоводства в хозяйстве,
  • распределение всей земли хозяйства между кормовыми и хлебными культурами.

Способ восстановления плодородия почвы определяют характер использования угодий и систему земледелия в целом. Как отмечал А.П. Людоговский, история земледелия знает четыре способа восстановления плодородия: залежь, паровая обработка поля, полевое травосеяние и удобрение навозом и искусственными смесями.

Развитие систем земледелия, по его мнению, явилось следствием естественно-исторического процесса, под которым он понимал «истощение почвы культурою», и экономического, которому отводилась более значимая роль.

А.П. Людоговский разработал свою схему исторического и географического развития систем земледелия, которая была построена по данным Англии и Германии. Схема отражала технический прогресс в сельском хозяйстве. Каждая последующая система земледелия являлась по отношению к предыдущей технически более совершенной.

И.А. Стебут

И.А. Стебут первым в сельскохозяйственной науки дал определения понятиям «система хозяйства», «система полевого хозяйства», «севооборот» и «система культуры», показал взаимосвязь между ними.

«Система хозяйства» — определенное сочетание отраслей, участвующих в образовании дохода специализированного хозяйства. Основным признаком системы хозяйства, по мнению И.А. Стебута, является производственное направление, или рыночный продукт. Таким образом, выделялось три основных системы хозяйства:

  • полеводческая, в которой рыночным продуктом было зерно;
  • скотоводческая, в котором рыночным продуктом были продукты животноводства;
  • заводская, в которой рыночным продуктом были продукты земледелия, подвергаемые технической переработке.

В европейской части России преобладали полеводческие системы хозяйства, а само полеводство, по мнению И.А. Стебута, является составной частью всех основных систем хозяйства, например, животноводства, винокурения, сахароварения, маслоделия, крахмало-паточного производства.

И.А. Стебут считал систему полеводства частью системы земледельческого хозяйства, которое выражено в севообороте.

«Только тот севооборот, который служит выражением верно намеченного для местных условий плана полевого хозяйства как части того здания, которое представляет целое хозяйство».

И.А. Стебут

А.С. Ермолов

А.С. Ермолов (1846—1916) — автор работы «Организация полевого хозяйства», считал максимальную прибыль — целью рационального хозяйства во все времена и у всех народов. Экономические и природные условия сельского хозяйства могут меняться, но цель хозяйства остается неизменной; она всегда и всюду одна и та же — наивысший чистый доход. Для достижения этой цели, А.С. Ермолов считал, что вслед за изменением экономических и природных условий должна совершенствоваться система хозяйства.

Рациональным можно назвать то хозяйство, которое организовано строго в соответствии с местными условиями, отвечает всем требованиям окружающей среды и получает высокий чистый доход.

А.С. Ермолов под системой земледелия понимал не только способ восстановления и поддержания плодородия, но и соотношение и чередование культур в севообороте, соотношение между хозяйственными угодьями. Севооборот, выражает, по его мнению, не только чередование культур, но и производственное направление хозяйства.

Д.Н. Прянишников

Д.Н. Прянишников (1865-1948) считал севооборот объективной необходимостью и одним из важных условий повышения урожайности, а разнообразие почвенно-климатических и экономических условий страны обусловливает необходимость использования различных севооборотов и приемов выращивания сельскохозяйственных культур. Он рекомендовал применять четырехпольные паропропашные и плодосменные севообороты, последние, на его взгляд, были наиболее прогрессивными, в которых чередуются хлебные, пропашные культуры и кормовые травы, преимущественно бобовые, как азотфиксаторы.

Плодосменные севообороты представлялись средством быстрого и одновременного подъема и роста зернового хозяйства, животноводства и производства технических культур.

«Если к четырехпольному севообороту прибавить поле клевера, то урожайность зерновых по сравнению с трехпольным севооборотом удваивается, а с применением минеральных удобрений на фоне клевера — учетверяется».

Д.Н. Прянишников

В.Р. Вильямс

В.Р. Вильямс (1863-1939) определил систему земледелия как комплекс агротехнических мероприятий, направленных на восстановление, поддержание и постоянное повышение плодородия. Им разработана система агротехнических приемов по восстановлению и повышению плодородия, которую он назвал травопольной системой земледелия, в которую вошли рациональная организация, использование всей территории хозяйства, система двух севооборотов — полевого и кормового, система обработки почвы и ухода за посевами, система удобрения, посадка полезащитных лесных полос.

Согласно В.Р. Вильямсу, интегральным фактором плодородия пахотного слоя является структура почвы. Именно это утверждение стало причиной ряда грубых ошибок, допущенных при разработке и внедрении травопольной системы земледелия.

В.Р. Вильямс подчеркивал, что в травопольной системе исключительно важна неразрывность ее четырех элементов. Позднее к этим четырем элементам он добавил систему семеноводства, заключающуюся в посев отборными семенами высокоурожайных сортов, приспособленных к местным условиям, и систему мелиорации, включающую оросительную мелиорацию в районах недостаточного увлажнения и осушительную — в районах избыточного увлажнения.

Прогрессивность травопольной системы видна при сравнении ее с теми системами, которые исторически ей предшествовали. Она представляет практические рекомендации, направленные на подъем земледелия. Но травопольную систему земледелия не смогла разрешить зерновую и животноводческую проблемы в стране.

Широкое введение травопольных севооборотов в разных районах страны показало, что они экономически эффективны для Нечерноземной зоне и совершенно неэффективны в степных засушливых районах европейской части страны.

Современное состояние учений о системах земледелия

Современное земледелие в социально-экономическом смысле — высокоразвитое, интенсивное, устойчивое, продуктивное, почвозащитное, экологически обоснованное и экономически эффективное сельскохозяйственное производство, обеспечивающее прогрессивный рост высококачественной продукции независимо от климатических условий при рациональном использовании земли, ресурсов и расширенном воспроизводстве плодородия почвы.

Современные системы земледелия — это новый наукоемкий этап развития систем. Основными направления совершенствования являются борьбу с засухой, защиту почвы от эрозии, экологическая безопасность и охрана окружающей среды от загрязнения агрохимикатами и минеральными удобрениями, создание благоприятных условий для роста и развития посевов, труда и жизни человека, достижение максимальной экономической эффективности.

Литература

Земледелие. Учебник для вузов/Г.И. Баздырев, В.Г. Лошаков, А.И. Пупонин и др. — М.: Издательство «Колос», 2000. — 551 с.

Основы технологии сельскохозяйственного производства. Земледелие и растениеводство. Под ред. В.С. Никляева. — М.: «Былина», 2000. — 555 с.

Рекультивация земель

Рекультивация земель — комплекс инженерно-технических, мелиоративных, агротехнических и иных мероприятий, направленных на восстановление биологической продуктивности, хозяйственной ценности нарушенных земель и улучшение условий окружающей среды.

Рекультивация земель (English version)

Навигация


Рекультивация земель (English version)

Нарушенные земли

Нарушенные земли — земли, которые утратили свою первоначальную хозяйственную ценность или стали представлять угрозу окружающей среде посредством изменения почвенного покрова, гидрологического режима и образования техногенного ландшафта в результате производственной деятельности человека.

61% нарушения земель приходятся на территории разработки месторождений полезных ископаемых, их переработки и геологоразведочных работ, 27% — на торфоразработки. В 1997 году площадь нарушенных земель от добычи полезных ископаемых и геологоразведочных работ составляла около 700 тыс. га, торфоразработок — более 300 тыс. га.

Согласно данным Государственного научно-исследовательского института земельных ресурсов, в зависимости от горно-геологических условий месторождений полезных ископаемых на 1 млн т открытой добычи угля нарушается от 2,6 до 43 га земельных угодий, железной руды — от 14 до 640 га, марганцевой руды — от 76 до 600 га, фосфоритов — от 22 до 77 га. Нарушение земель с ухудшением экологической обстановки может происходить также при подземной разработке месторождений вследствие деформации поверхности, например, провалов грунта, складирования выработанных пород, загрязнения промышленными выбросами, нефтепродуктами, сточными водами, буровыми растворами и шламом при бурении и эксплуатации скважин.

Нарушение земель происходит при прокладке магистральных трубопроводов, строительстве дорог и каналов. При этом происходит ухудшение ландшафтов, структуры землепользования, усиливаются эрозионные процессы, нарушается баланс грунтовых и поверхностных вод, заболачиваются или иссушаются близлежащие земли, снижается их продуктивность.

Нарушение земель преимущественно выражено в районах с высокой плотностью населения и развитой промышленностью, в которых резервы введения новых земель в сельскохозяйственное использование почти исчерпаны. По этой причине актуальным является вопрос включения в общий баланс сельскохозяйственных угодий нарушенных земель, подлежащих рекультивации.

Согласно данным государственного земельного учета, по состоянию на 1 января 1999 года площадь нарушенных земель в России составляла 1,19 млн га. Основная часть нарушенных земель сосредоточена в районах интенсивного земледелия с высокой плотностью населения.

В России отмечается тенденция роста темпов нарушения земель в Западной и Восточной Сибири, Дальнем Востоке на 15-20% в год, в Центрально-Черноземной зоне, особенно в Курской и Белгородской областях. Из землепользования этих зон для железорудной промышленности выведено свыше 30 тыс. га ценных черноземных и серых лесных почв.

Рекультивация земель

Рекультивация позволяет вернуть нарушенные земли в состав сельскохозяйственных угодий, использовать их под леса, водоемы, зоны отдыха, жилищное и промышленное строительство. Рекультивации могут подлежать выемки карьеров, торфоразработки, породные отвалы шахт и карьеров, площадки буровых скважин и т.п.

Проблема рекультивации в условиях постоянно увеличивающейся площади нарушенных земель приобретает большое социально-экономическое и экологическое значение. Вопрос рекультивации должен включаться в проекты строительства и реконструкции предприятий, в схемы землеустройства территориально-производственных комплексов.

При соблюдении научнообоснованных технологий рекультивации нарушенных земель возможно в течение 3-5 лет превратить в высокопродуктивные угодья. В России рекультивировано более 2200 тыс. га нарушенных земель.

Некоторые горные породы характеризуются эффективным плодородием. Достижения современного земледелия, разработанные технологии создания антропогенных почв, методы биологического освоения рекультивированных участков и управления почвообразовательным процессом в техногенных ландшафтах позволяет использовать эти горные породы в целях создания продуктивных сельхозугодий, а также для улучшения экологических условий применительно к конкретной природной зоне или территории.

В зависимости от требований растений к условиям произрастания, были выделены несколько эколого-трофических групп растений:

  • мегатрофы,
  • мезотрофы,
  • олиготрофы
  • эвритрофы.

Мегатрофы — сельскохозяйственные культуры, предъявляющие наиболее высокие требования к почвенной (эдафической) среде: рожь, пшеница, овес, ячмень, кукуруза, сорго, просо, гречиха, подсолнечник, клещевина, арбуз, житняк, кострец.

Мезотрофы — культуры менее требовательные к почвенной среде: горох, чина и другие зернобобовые.

Олиготрофы — культуры, способные произрастать в специфических условиях, например, при высокой кислотности и засоленности почв, неблагоприятных воздушном или водном режимах почв. Подразделяются на галофиты, аргиллофиты, ацидофиты, псаммофиты, метофиты и другие.

Эвритрофы — культуры, обладающие способностью к симбиотической фиксации азота, позволяют обеспечить продуктивность на уровне старопахотных ненарушенных почв. К ним относятся: люцерна, эспарцет, вязель, донник, лядвенец, астрагал и другие бобовые травы.

Мощность рекультивированного почвенного слоя определяют в зависимости от биологических особенностей культур, состава горных пород и насыпного слоя. Для черноземных почв, например, она составляет от 1-1,5 до 2-2,5 м, что позволяет создать условия для развития корневой системы и растения, приближающиеся к нормальным.

Горные породы, обладающие фитотоксичными свойствами, то есть содержащими избыток легкорастворимых солей, пирит, подвижные формы железа и алюминия, породы ранних геологических возрастов, например, мел и юра мезозойские, карбон и девон палеозойский с неблагоприятными агрофизическими и агрохимическими свойствами являются наиболее проблемными для рекультивации под сельскохозяйственные угодья.

Для специфических и сложных условий Подмосковного угольного бассейна, где фитотоксичные породы во вскрышной толще составляют до 40—60%, были разработаны технологии, позволяющие создать на месте нарушенных земель сельскохозяйственные участки с урожайностью на уровне зональных показателей. Например, в Новомосковском районе Тульской области на рекультивированных землях получают до 4-4,5 т/га зерна.

На карьерах Московской области пашню создают нанесением на поверхность отвалов слоя глауконитового песка. Внесение азотных удобрений позволяет увеличить урожайность этих земель на 30-50%, по сравнению с обычными почвами.

Бросовые земли могут быть использованы для создания крупных специализированных сельскохозяйственных предприятий.

Егорьевское фосфоритное месторождение является хорошим примером успешной рекультивации земель. В условиях Курской магнитной аномалии получены положительные результаты от формирования искусственных почв на породах отвалов и прилегающих низкопродуктивных угодьях, которое было осуществлено  посредством нанесения слоя чернозема и окультуривания потенциально плодородных пород.

Вскрышные породы в зоне Курской магнитной аномалии по степени пригодности для освоения и ввода в сельскохозяйственный оборот подразделяют на:

  1. Породы высокого качества, пригодные для возделывания бобовых и злаково-бобовых трав, некоторых полевых культур. К ним относятся лёссовидные суглинки, лёссы, грунтосмеси, суглинки с другими породами.
  2. Породы среднего качества, пригодные под облесения и залужения: пески, грунтосмеси алевритов с мелом, суглинком, мергелем, глины колловея.
  3. Породы низкого качества, пригодные под облесения и залужения после предварительного улучшения: девонские отложения, мел.
  4. Пиритсодержащие породы, сильно кислые, непригодные для биологического освоения.

Этапы рекультивации земель

Рекультивации земель проводится в два этапа.

  1. Техническая рекультивация заключается в подготовке земель для последующего целевого применения в сельском хозяйстве: восстановление плодородного слоя, выравнивание поверхности, удаление или нейтрализация токсичных для растений веществ, строительство мелиоративных и иных сооружений.
  2. Биологическая рекультивация — мероприятия, направленные на восстановление плодородия почв, включающие агротехнические и фитомелиоративные приемы, направленных на воссоздание флоры и фауны.

Биологическая рекультивация может быть сельскохозяйственной и лесной.

Сельскохозяйственная рекультивация предусматривает создание на восстанавливаемых землях сенокосов, пастбищ, пашни, многолетних плодовых и ягодных насаждений.

Лесную рекультивацию предусматривает посадку древесных культур на нарушенных землях для создания лесных массивов различного назначения и ценности.

Способы и приемы рекультивации земель определяются физико-географическими, хозяйственными, экономическими особенностями района, технологиями разработок, свойствами полезного ископаемого, физико-химическими свойствами вскрышных пород и другими условиями. Согласно требованиям законодательства, все промышленные организации обязаны снимать с земельных участков, отведенных под разработки, плодородный гумусовый слой и использовать его для рекультивации. Для сельскохозяйственного применения снимают верхний плодородный слой с содержанием гумуса не менее 1-2%, для черноземов 2-2,5%. Гумусированный слой почвы хранят в штабелях или буртах высотой до 10-15 м. Для защиты штабелей от эрозионных процессов их планируют и засевают травами.

При рекультивации земель для сельскохозяйственного использование особое внимание уделяют созданию плодородного пахотного слоя, оптимизации обработки почвы, подбору культурных растений.

К первоочередным объектам рекультивации относятся выработанные торфяники. На них предварительно восстанавливают осушительную сеть с учетом последующего сельскохозяйственного использования. Затем проводят комплекс культуртехнических работ. Выработанные торфяники могут с успехом использоваться для выращивания сельскохозяйственных культур и сенокосы.

В настоящее время для всех экономических зон страны разработаны приемы рекультивации нарушенных земель, которые позволяют решать широкий круг вопросов по культурному преобразованию техногенных ландшафтов. Однако, не во всех отраслях экономики рекультивации земель уделяют достаточное и своевременное внимание, а снимаемый плодородный слой почвы применяется не полностью, а объемы его складирования возрастают. Объемы восстановления нарушенных земель на территории России незначительны. Например, в 1996 году рекультивировано 160,1 тыс. га нарушенных земель.

Методы и технологии рекультивации нарушенных земель

Для выполнения биологической рекультивации нарушенных земель важно учесть агрохимические и водно-физические свойства вскрышных пород. Что позволяет уменьшить затраты на осуществление комплекса работ по рекультивации: выполаживания поверхности отвалов, нарезке террас, создания подъездных путей, определения крутизны склонов и т.п.

Современные технологии рекультивации, разработанные для различных природных зон страны с учетом биологических особенностей культур, составов вскрышных пород и почвенно-климатических условий, устанавливают оптимальные мощности и конструкции рекультивируемых слоев, ассортимент культур и определяют мелиоративные севообороты, технологии возделывания культур и выращивания продуктивных лесных насаждений. Например, для подзоны южных черноземов мощность рекультивируемого слоя составляет 1-1,5 м, обыкновенных — 1,5-2 м и типичных черноземов — 2,5 м.

Нанесение перегнойного слоя

Рекультивацию нарушенных земель под пахотные сельхозугодья начинают после стабилизации спланированных пород, после чего наносят гумусовый слой мощностью 40-50 см. В отдельных случаях мощность гумусового слоя может меняться в зависимости от подстилающих пород и планируемого вида хозяйственного использования. Например, при использовании техноземов под многолетние бобовые травы, многолетние насаждения и зернобобовые культуры она может уменьшаться или заменяться на локальное внесение гумусового слоя. Для овощеводческих севооборотов, наоборот, увеличиваться.

Мощность создаваемого гумусового горизонта сильно влияет урожайность культур. Например, в условиях Курской магнитной аномалии максимальная урожайность возделываемых культур получена при нанесении на породы гумусового слоя мощностью 60 и 80 см, а максимальная прибавка в расчете на каждые дополнительные 20 см приходится на мощность 40 см.

Таблица. Урожайность сельскохозяйственных культур в зависимости от мощности наносимого слоя чернозема и подстилающей породы (по А.М. Бурыкину, в среднем за 4 года, 1986), т/га

Порода и мощность наносимого перегнойного слоя почвы, см
Люцерна (сено)
Ячмень (зерно)
Просо (зерно)
Озимая рожь (зерно)
Эспарцет (сено)
Мел (порода)
0,89
0,28
0,23
0,51
1,03
+20 см
1,43
1,43
1,88
1,21
1,46
+40 см
2,17
2,10
2,11
1,65
1,60
+60 см
2,41
2,38
2,63
1,72
1,84
+80 см
2,53
2,73
2,68
1,94
1,82
Суглинок (порода)
1,60
0,73
0,41
0,66
1,21
+20 см
1,94
1,78
1,92
1,42
1,40
+40 см
2,39
2,64
2,67
1,63
1,67
+60 см
2,63
2,98
2,70
1,85
1,80
+80 см
2,72
3,07
2,71
1,99
1,80

При одной и той же мощности наносимого чернозема урожайность зерна по суглинку существенно выше, чем по мелу. Более отзывчивыми на увеличение мощности наносимого слоя являются люцерна, ячмень и просо, менее отзывчивы — озимая рожь и эспарцет.

Согласно данным Днепропетровского сельскохозяйственного института, урожайность зерновых на рекультивированных участках при слое чернозема 30-50 см близка к урожайности на старопахотных землях. Увеличение мощности наносимого слоя до 80-90 см увеличивает урожайность озимой пшеницы в 2 раза, тогда как при 10-20 см — урожайность падает до 10-30% урожая, получаемого на старопахотных землях.

Одним из важных приемов рекультивация является использование мелиоративных севооборотов, в которых большой удельный вес приходится на почвоулучшающие культуры, такие как люпин, донник, люцерна, эспарцет. Например, в условиях Курской магнитной аномалии для освоения пахотных угодий применяют севооборот: 1-3-й годы люцерна с запашкой, 4-й — озимые, 5-й— пропашные, 6-й — крупяные с подсевом многолетних трав. По мере освоения и окультуривания восстанавливаемых земель в севооборот вводят культуры интенсивного типа.

Для повышения плодородия рекультивируемых земель применяют зеленые удобрения в сочетании с повышенными дозами минеральных и органических удобрений, роторные орудия обработки почвы, такие как роторные плуги, фрезы, комбинированные агрегаты, позволяющие создавать глубокий гомогенный почвенный слой. Например, в Никопольском марганцеворудном бассейне применение N90P90 при мощности насыпного черноземного слоя 30-40 см позволило получить урожай озимой пшеницы, как и на старопахотных землях.

В ПО «Фосфаты» Московской области на пашне, созданной нанесением на поверхность отвалов слоя глауконитового песка, внесение азотных удобрений позволило получить урожай на 30-50% выше, чем на зональных почвах.

Метод прямого окультуривания

Метод прямого окультуривания — метод основанный на внесении минеральных удобрений, применения зеленых удобрений и посеве многолетних трав.

Применение на техноземах Курской магнитной аномалии полного минерального удобрения N60Р60К60 позволило увеличить урожайность ячменя на 1,3 т/га, или 186%, внесении N90P90K90 под просо — на 1,2 т/га, или 276%.

Таблица. Урожайность яровой пшеницы на различных породах в зависимости от способа окультуривания (по А.М. Бурыкину, в среднем за 2 года, 1986), т/га

Способ окультуривания
Порода
суглинок
глина
грунтосмесь
Контроль - без окультуривания
0,25
0,19
0,30
N30P30K30
0,78
0,56
0,65
N60P60K60
1,07
0,71
0,95
Запашка стерни донника после уборки его на сено
1,27
1,01
1,3
Донник на сидерат
1,53
1,35
1,43
То же + N60P60K60
1,76
1,51
1,61

По данным результатов полевых опытов высокую эффективность показывают бактериальные удобрения. Например, инокуляция семян бобовых трав ризоторфином, увеличило урожай сена клевера на 0,63 т/га, эспарцета на 2,43 т/га, люцерны на 2,48 т/га. Белковость корма повысилась на 0,5-1,3%, а сбор белка с 1 га составила соответственно 1 000, 1 901 и 1 526 кг (Стифеев А.И.).

Имеется опыт по рекультивации земель для создании орошаемых пастбищ. Для этих целей используют травосмеси люцерны синей, ежи сборной и мятлика лугового. Урожайность зеленой массы за два укоса первого года пользования составляет 18,0 т/га. В зоне достаточного увлажнения урожайность сухой массы травосмеси прутняка и житняка составила 1,48 т/га, что выше, чем на ненарушенных естественных пастбищах.

Благоприятное действие на процесс восстановления почвы оказывают оптимизация обработки почвы, мульчирование соломой, золой и орошение.

По мере восстановления плодородия почвы урожайность сельскохозяйственных культур достигает нормального уровня. Ценные зерновые культуры вводят в севооборот, как правило, после 3-4 лет биологической рекультивации.

Сенокосы и пастбища могут создаваться на отвалах без нанесения гумусового слоя. Согласно, результатам исследований А.И. Стифеева, на вскрышных породах Курской магнитной аномалии в первые 3-5 лет можно выращивать многолетние бобовые травы, которые показывают высокую продуктивность с хорошими кормовыми качествами. Наиболее рационально использовать отвалы сразу после их отсыпки и планировки под кормовые травы, так как сорная растительности еще мало, а рыхлое состояние пород способствует всхожести семян и росту трав.

При использовании техносмесей и лессовых литоземов под сенокосы и пастбища применяют следующие схемы чередования культур:

  • 1-3-й годы — многолетние травы (с запашкой), 4-й год — озимая рожь, 5-й — просо с подсевом многолетних трав, 6-8-й — многолетние травы;
  • 1-2-й годы — донник с запашкой зеленой массы, 3-й — озимая рожь, 4-й — просо с подсевом многолетних трав, 5-7-й — многолетние травы.

Обработка почвы под травами на вскрышных породах в первые годы освоения включает боронование, культивацию, фрезерование, которые обеспечивают получение высоких урожаев при затратах на 15-20% меньше, чем при вспашке.

Согласно данным А.И. Стифеева залужение лессовых литоземов и гидроотвалов позволяет получать около 16 т/га зеленой массы донника и более 20 т/га люцерны.

На рекультивационных породных отвалах и гидроотвалах Магаданской области в условиях вечной мерзлоты получают по 15 т/га зеленой массы овса и гороха, что в 10-20 раз больше, чем урожайность дикорастущих трав на естественных кормовых угодьях. При этом на рекультивированных землях обеспечиваются благоприятные водный и тепловой режимы, устраняется промораживание почвы. Рекультивация земель в данных условиях может быть выгоднее, чем освоение новых угодий.

Метод землевания

Метод землевания — покрытие малопродуктивных угодий плодородным перегнойным слоем почвы разной мощности, что позволяет получать урожаи культур в 2,5-3 раза выше.

Например, на сланцевых золоотвалах, образованные из насыпного материала, создают культурные сенокосы. Свойства золоотвалов зависят от «возраста», плотности залегания и химического состава золы.

Реакция золоотвалов часто сильнощелочная, причем щелочность увеличивается с глубиной. Так, рН слоя 0-5 см составляет — 7,9-9,7, на глубине 30 см — 12,3-12,6. По химическому составу сланцевая зола содержит 32-35% оксида кальция и 24-30% оксида кремния, соединения серы, магния, железа и углерода. Гранулометрический состав сланцевой золы близок к песку и фракции крупной пыли, плотностью 0,9-1,28 г/см3.

Содержание питательных веществ в золе недостаточное, а соотношение неблагоприятствует росту растений. Азотных соединений практически нет, подвижных форм фосфора очень мало — 0,2-0,4 мг/100 г, но много обменного калия — 135-760 мг/100 г почвы.

Поэтому для создания на золоотвалах культурного луга применяют торф или почву, которые наносят слоем толщиной не менее 10 см. При таком слое возможно проведение боронование легкими боронами и работы по уходу за травостоем. Если золоотвал нужно только залужить, достаточно создания слоя перегноя 3-5 см.

Для закладки культурного луга на золоотвалах применяют смеси из овсяницы красной, костра безостого, ежи сборной, клевера лугового и клевера ползучего. Корневая система злаковых трав располагается в верхних слоях почвы, бобовых — проникает глубже. Бобовые, связывая атмосферный азот, снабжают им себя и злаковые травы.

Для биологической рекультивации нарушенных земель применяют посадки на вскрышных породах древесно-кустарниковой растительности, в том числе хозяйственно ценные деревья и кустарники (ягодные, орехоплодные, лекарственные из числа местных и интродуцированных пород).

Лесонасаждения на отвалах улучшают экологическое состояние территории, уменьшают проявление эрозионных процессов, ускоряют почвообразовательный процесс и формирование биоценозов.

Литература

Земледелие. Учебник для вузов/Г.И. Баздырев, В.Г. Лошаков, А.И. Пупонин и др. — М.: Издательство «Колос», 2000. — 551 с.

Основы технологии сельскохозяйственного производства. Земледелие и растениеводство. Под ред. В.С. Никляева. — М.: «Былина», 2000. — 555 с.

Противоэрозионные мероприятия

В современном земледелии разработаны и применяются ряд противоэрозионных приемов, направленных на защиту почвы от эрозии и предупреждение её развития и распространения. Противоэрозионные приемы (мероприятия) являются составными элементами противоэрозионного комплекса мероприятий.

Комплексное применение организационных, агротехнических, агрохимических, лесомелиоративных и гидротехнических противоэрозионных приемов максимально эффективно. Оно обеспечивает сохранение плодородия земель, рост урожайности, устойчивости и рентабельности земледелия.

Навигация


Эрозия почв

Основные приемы почвозащитного комплекса

Основные приемы почвозащитного комплекса:

  1. Противоэрозионные мероприятия:
    • залужение сильносмытых склонов;
    • почвозащитные севообороты;
    • контурно-поперечная обработка;
    • лесомелиорация;
    • гидромелиоративные сооружения, например, плотины, системы водорегулирующих валов, быстротоки;
    • полосное прикатывание и зачернение снега, применение щитов для снегозадержания.
  2. Противодефляционные мероприятия:
    • зернопаровые, зернопропашные севообороты с короткой ротации;
    • буферные полосы многолетних трав;
    • полосное размещение чистых паров и пропашных культур;
    • кулисные посевы;
    • плоскорезная обработка почвы;
    • посев зерновых стерневыми сеялками;
    • лесомелиорация;
    • регулярное орошение.
  3. Противоэрозионно-противодефляционные мероприятия:
    • почвоводоохранное землеустройство территории;
    • залужение сильносмытых склонов;
    • зернотравяные, зернопаровые и зернопропашные севообороты;
    • полосное размещение чистых паров, пропашных культур и многолетних трав;
    • плоскорезная обработка поперек склонов после зерновых культур;
    • лункование отвальной, например, после многолетних трав и кукурузы, зяби и паров;
    • щелевание посевов многолетних трав;
    • мульчирование почвы измельченной соломой;
    • лесомелиорации;
    • гидротехнические сооружения;
    • агрогидромелиоративный почвозащитный комплекс на водосборном бассейне.

Ведущая роль в борьбе с эрозией отводится системам обработки почв, подверженных водной эрозии, и обработки почв, подверженных ветровой эрозии.

Лесомелиоративные приемы

Лесные насаждения в эрозионно опасных районах в зависимости от назначения подразделяют на:

  • водорегулирующие,
  • прибалочные,
  • приовражные,
  • полезащитные,
  • пастбищезащитные.

Кроме того, выделяют водоохранные, размещаемые у рек, прудов и водоемов, куртинно-групповые насаждения. В некоторых случаях проводят сплошное облесение склонов, песков, балок и оврагов.

В открытых степных и лесостепных районах с активными и сильными ветрами главным назначением лесных полос является снижение скорости и турбулентности эрозионных ветровых потоков. Ослабление ветра способствует защите почв от выдувания в летний и зимний периоды, задержанию снег, повышению влажности почвы и воздуха, улучшению микроклимата.

Согласно данным ВНИАЛМИ, система лесных полос позволяет накапливать в 1,5-2 раза больше снега на полях, влажность воздуха в приземном слое увеличивается на 5-10%, потери влаги от испарения уменьшаются на 20-30%, чем в открытой степи.

Противоэрозионная и мелиоративная эффективность лесных насаждения зависит от их конструкции. В степных районов применяют ажурные и продуваемые узкорядные по 3-5 рядов полосы.

При лесомелиоративных мероприятиях в районах развития водной эрозии важно учитывать особенности рельефа местности, так как неправильное размещение лесных полос может привести к усилению стока, увеличению смыва и размыва почвы, оврагообразованию.

Водорегулирующие лесные полосы создают на относительно крутых склонах с уклоном более 2-3°. Основных их предназначением является  распыление и поглощение поверхностного стока талых и ливневых вод. Их размещают полосами по 4-7 рядов поперек склона или по горизонталям с расстоянием между полосами 200-350 м, в зависимости от крутизны и подверженности почвы эрозии.

Прибалочные лесные полосы предназначаются для защиты прилегающей пашни от разрушающего действия эрозионных процессов и для более эффективного снегораспределения и увлажнения полей. Как правило, их проектируют ажурной конструкции шириной 12-21 м.

Приовражные лесные полосы создаются для укрепления растущих вершин оврагов. Они могут охватывать целые системы оврагов и вершин. Предварительно выполняют закрепление вершин оврагов обвалованием.

Пастбищезащитные лесные полосы размещают на склонах, учитывая рельеф, поврежденность почв эрозией, направление стока и господствующих ветров. Конструкция полос ажурная и ажурно-продуваемая с шириной 9-18 м и расстоянием между основными полосами от 200 до 350 м.

Куртинно-групповое и сплошное облесение проводят при большой изрезанности территории оврагами и на песках.

К гидротехнических противоэрозионным сооружениям прежде всего относят:

  • земляные водозадерживающие, водорегулирующие валы и канавы, служащие для задержания и отвода воды в укрепленные водоприемники, ложбины и др.;
  • вершинные (головные) сооружения в виде бетонных, деревянных, кирпичных и других лотков, быстротоков, перепадов, консолей и т.д.;
  • донные сооружения по руслам ложбин и оврагов, предотвращающих дальнейший размыв русла;
  • берегоукрепительные и противоселевые сооружения;
  • пруды и водоемы.

Фитомелиоративные приемы

Естественный растительный покров и густой покров культурных растений могут служить эффективной защитой почвы от водной и ветровой эрозии. К культурным растениям, с высокими почвозащитными свойствами относятся многолетние и однолетние травы, озимые и яровые зерновые, гречиха, горох и другие растения сплошного сева. Для усиления почвозащитного эффекта повышают норму высева, применяют перекрестный и узкорядный способы посева.

На крутых склонах проводят залужение многолетними травами. Например, в Белгородской опытной станции при залужении склонов крутизной 10-12° урожай сена составляет 2,5-3 т/га. В Лискинском и Острогожском районах Воронежской области урожай сена на крутых склонах составляет до 4 т/га. В Белгородской области на склоновых землях наиболее продуктивны травосмеси люцерны, эспарцета, костреца безостого и овсяницы луговой.

На востоке России для залужения используют житняк ширококолосый и узкоколосый (Agropyron desertorum), донник желтый (Melilotus officinalis) и эспарцет песчаный (Onobrychis arenaria). Их смеси дают большие урожаи сена высокого качества или зеленой массы.

Высокой почвозащитной способностью от выдувания обладают многолетние травы, раскустившиеся озимые культуры; в меньшей степени она проявлена у ранних яровых, самая низкая — у поздних пропашных.

Почвозащитные севообороты

Основная статья: Специальные севообороты: Почвозащитные севообороты

Почвозащитные севообороты — севообороты, направленные на защиту почв от водной эрозии на склонах более 5°, где смыв почвы может достигать 15 т/га в год, и ветровой эрозии, например в открытой степи, где скорость ветра около поверхности более 3-4 м/с.

На угодьях, подверженных водной эрозии, поля севооборотов размещают длинной стороной поперек направления склона для того, чтобы обрабатывать поле поперек склона.

В основе почвозащитных севооборотов заложено свойство некоторых сельскохозяйственных культур в сочетании со специальными приемами обработки почвы и размещения культур защищать почву от эрозии.

Буферные полосы

Буферные полосы — способ посева культур, который служит накоплению снега зимой и сокращению стока и развития водной и ветровой эрозии в весенний период. Для буферных полос используют посевы многолетних и однолетних трав, озимых и яровых зерновых, подсолнечника, суданской травы и других культур. Ширина буферных полос и расстояние между ними определяется крутизной склона, степенью проявления эрозионных процессов.

На практике на склонах 6-8° ширина буферных полос составляет 4-6 м (3,6-7,2 м), с расстоянием между ними 30-40 м. На склонах меньшей крутизны расстояние составляет до 50-100 м, а при большей крутизне — 10-30 м при ширине полос 10,8 м. Для предотвращения ветровой эрозии ширину буферных полос определяется в зависимости от степени дефлированности почвы и скорости ветров.

Система почвозащитной обработки почвы

Система обработки почвы должна обеспечивать на каждом поле и участке в течение всего года защиту почвы от эрозионных процессов и получение высоких и устойчивых урожаев сельскохозяйственных культур.

К приемам почвозащитной обработки почвы относят общие и специальные (дополнительные).

Примеры общих противоэрозионных приемов основной обработки:

  • вспашка поперек склона;
  • ступенчатая вспашка с использованием плугов, у которых четные корпуса устанавливают на 10—12 см глубже;
  • вспашка с одновременным формированием на поле противоэрозионного нанорельефа, например, борозд, валиков, лунок, прерывистых борозд;
  • вспашка с почвоуглубителем или плугом с вырезными корпусами;
  • безотвальная вспашка;
  • плоскорезная обработка, глубокое рыхление с сохранением стерни;
  • комбинированная отвально-безотвальная вспашка;
  • полосное рыхление почвы;
  • щелевание посевов озимых, многолетних трав, естественных сенокосов и пастбищ;
  • минимальная обработка почвы;
  • чизелевание;
  • кротование;
  • контурная обработка почвы;
  • обработка глубокорыхлителями, культиваторами-плоскорезами, игольчатой бороной, штанговыми культиваторами и другими противоэрозионными орудиями.

Приведенный перечень не исчерпывается перечисленными приемами, которые могут быть дополнены другими с учетом почвенно-климатических условий каждой зоны.

Согласно исследованиям, проведенным в эрозионно опасных зонах страны, глубокая зяблевая вспашка позволяет увеличить запасы воды на 20-30 мм за счет уменьшения поверхностного и внутрипочвенного стоков и повысить урожайность сельскохозяйственных культур в среднем на 10-15%, особенно в годы засухи и в зонах недостаточного увлажнения.

Чередование способов обработки почвы

Чередование безотвального рыхления на глубину 30-32 см со вспашкой на 20-22 см с обвалованием зяби является эффективным приемом противоэрозионной обработки почвы.

Эффективно также чередование глубокой вспашки на 30-32 см, если позволяет гумусовый горизонт, с обычной на глубину 20-22 см.

Применение безотвальных орудий на склоновых землях позволяет резко сократить сток талых вод и смыв почвы. При этом урожайность зерновых культур увеличивается на 0,2-0,4 т/га. На тяжелых почвах применяют глубокое рыхление (чизелевание) и вспашку поперек склонов.

В Нечерноземной зоне на дерново-подзолистых почвах используют в основном отвальную обработку в сочетании с поверхностной, на остальной европейской части России — комбинированную обработку, сочетающую отвальную с поверхностной и плоскорезной, в Сибири — плоскорезную в сочетании с поверхностной.

Контурная обработка почвы

Контурная обработка — обработка почвы в направлении, близком к ходу горизонталей при поперечном движении агрегатов, является составной частью контурной организации территории.

НИИ сельского хозяйства Центрально-Черноземной полосы им. В.В. Докучаева и Воронежским ГАУ предложена контурно-буферная система, заключающаяся в полосном чередовании культур и буферных полос многолетних трав в почвозащитных севооборотах.

Широкое распространение получили работы Я.И. Потапенко Всероссийского научно-исследовательского института виноградарства и виноделия, который предложил комплекс противоэрозионных мероприятий на контурно-полосной основе.

Специальные приемы

К специальным (дополнительным) приемам противоэрозионной обработки почвы относятся: бороздование, лункование, кротование, обвалование, щелевание и др.

На односторонних и выровненных склоновых землях без ложбин применяют обвалование и бороздование зяби. Обвалование выполняется одновременно со вспашкой с использованием удлиненного отвала, установленного на одном из корпусов плуга. Одновременно со вспашкой зяби возможно выполнение прерывистого бороздования. Для этого применяют плуги с установленными на них специальными трехлопастными перемычкоделателями. Для прерывистого бороздования на плуги устанавливают приспособления ПРНТ-70000, ПРНТ-90000.

Глубина борозд, расположенных на обработанном поле, составляет 25-30 см и расстояние между ними 4-10 м. Чем больше крутизна склона, тем чаще делают борозды.

Согласно данным опытных учреждений Башкортостана, бороздовании зяби уменьшает смыв почвы, повышает ее влажность и урожайность яровой пшеницы на 0,15-0,4 т/га.

На многих агропредприятиях Центрально-Черноземной зоны, Поволжья, Северного Кавказа и Башкортостана на склонах крутизной до 2-4° используют вспашку с поделкой валиков высотой 15-30 см поперек склона, которое проводят путем удлинения предпоследнего отвала на корпусном плуге.

На склонах до 3,5-4° для борьбы с водной эрозией в Ростовской области зарекомендовало себя бороздование зяби бороздопрерывателями типа ППБ-0,6. Для прерывистого бороздования используют также клавишный плуг, оснащенный подвижными секциями плужных корпусов, каждая из которых, поднимаясь и опускаясь, создает прерывистые борозды.

Создание на поверхности обработанной почвы микролиманов способствует задержанию талых вод. Для их устройства на склонах на плуг с удлиненными отвалами устанавливают перемычкоделатель.

На зяблевых и паровых полях осенью применяют лункование с помощью шестисекционных дисковых лункообразователей ЛОД-10 или специальных приспособлений, которые позволяют создать на поле около 13 тыс. лунок, длиной 130 см, шириной 40-50 см и глубиной 10-20 см, суммарной вместимостью до 250—300 м3/га воды. Однако, в условиях периодических оттепелей и заморозков, устойчивый снежный покров не формируется, а на дне лунок возникают ледяные линзы, препятствующие впитыванию талых вод. В результате этого сток не только не уменьшается, но возрастает. В связи с этим в качестве агротехнического приема получило техническое усовершенствование противоэрозионных агрегатов, которые за один проход образует валики, лунки и щели, впитывающая способность таких лунок увеличивается за счет расположения лунок над щелями.

Для уменьшения внутрипочвенного стока используют ступенчатую разноглубинную вспашку, которую проводят поперек склона плугом, с выставленными на обычную глубину четными корпусами и нечетными, выставленными на глубину 12-15 см больше. В результате плужная подошва приобретает ступенчатую конфигурацию, сокращающую внутрипочвенный сток.

На сильносклоновых землях, где эффективность бороздования и лункования значительно снижается, применяют щелевание, чизелевание и кротование. Щелевание проводят в посевах озимых, многолетних трав, чистых парах, естественных сенокосах, пастбищах и садах, на зяби, особенно ранней. Этот способ заключается в поделке щелевателями или другими орудиями щелей глубиной до 40-60 см, шириной — 3-5 см и расстоянием между ними — 100-400 см. Щели, как правило, нарезают поздней осенью при подмерзании почвы, что обеспечивает сохранение щелей до весны.

Кротование — создание на глубине 35-40 см специальными приспособлениями полостей-кротовин диаметром 6-8 см на расстоянии 0,7-1,4 м. Благодаря этому приему улучшается водопроницаемость, распределение влаги по профилю почвы, в условиях избыточного увлажнения удаляется лишняя влага.

Приемы предпосевной и послепосевной обработок

В качестве почвозащитных мер при предпосевной и послепосевной обработок почвы применяют посев поперек уклона, под углом или по горизонталям. Такой способ посева позволяет уменьшить скорость водного потока, увеличить продолжительность контакта воды с почвой и влагопоглощение.

Безотвальная обработка почвы

Система обработки почвы в районах проявления ветровой эрозии строится на сохранении лимитирующего фактора урожайности — влаги. Для этого применяют безотвальную — плоскорезную, чизельную обработки почвы.

Безотвальная обработка или вспашка обычными плугами со снятыми отвалами и оставлением стерни на глубину 27-32 см поперек склонов хорошо предотвращает сток и эрозию. Почвозащитная безотвальная обработка позволяет повысить запасы доступной растениям влаги в метровом слое почвы на 20-40 мм, увеличить урожайность зерновых на 0,2-0,6 т/га.

В зернопаровых севооборотах с короткой ротацией, например, 1 — чистый пар, 2-4 — зерновые, плоскорезную обработку применяют на всех полях. Иногда в зернотравяных и зернопропашных севооборотах после многолетних трав, чаще 2-3-летнего использования, проводят вспашку обычными плугами на 23-25 см для разделки пласта. При наличии слабой (житняковой, эспарцетовой) дернины для большего сохранения влаги и предупреждения ветровой эрозии вспашку можно заменить предварительным дискованием с последующей плоскорезной, чизельной обработкой или глубоким рыхлением.

Вспашка пласта многолетних трав во всех случаях проводиться полосами. Ширина обрабатываемых и посевных полос, кратная 50 м, зависит от мощности господствующих ветров, крутизны склона и гранулометрического состава почвы.

В увлажненных лесостепных районах с количеством осадков 350-450 мм с черноземными почвами под пропашные в зависимости от типа и плотности почвы, применения органических удобрений, засоренности поля может использоваться обычная вспашка на глубину 23-25 см.

В районах ветровой эрозии преимущественно применяется безотвальная обработка почвы. Однако при необходимости, например, заделке органических удобрений и дернины многолетних трав, мелиоративных обработок орошаемых или засоленных почв, используют разные виды отвальной обработки.

Применение удобрений на эродированных почвах

К числу косвенных противоэрозионных мероприятий относится внесение органических, минеральных удобрений, микро— и бактериальных удобрений, известкование и выращивание сидератов. Благодаря их действию на улучшение развития надземной и корневой массы, густоту посевов и положительную роль в создании эрозионноустойчивой структуры почвы, проявляется защитное действие удобрений и мелиорантов.

Потребность культур на эродированных почвах в азотных и фосфорных удобрениях выше, чем на неэродированных. Поэтому дозы удобрений на среднеэродированных почвах увеличивают на 20%, на сильноэродированных — на 50%. При этом меры по снижению стока значительно увеличивают эффективность вносимых удобрений.

На эродированных почвах Башкортостана урожайность озимой пшеницы от внесения 20 т навоза увеличивалась на 0,4 т/га, 40 т — на 0,5-0,6 т/га. Комплексное применение навоза и суперфосфата позволило повысить урожайность на 1,1 т/га, на фоне контроля — 1,3 т/га. По данным НИИ Центрально-Черноземной полосы им. В.В. Докучаева внесение 10 т навоза и 60 кг азотных удобрений на эродированных почвах увеличило урожайность ячменя на 48%. В Татарстане применение торфонавозного компоста и минеральных удобрений повысило урожайность зеленой массы кукурузы с 8,2 до 17,3 т/га.

Эродированные почвы характеризуются низким содержанием микроэлементов, прежде всего цинка, бора, молибдена, брома, кобальта, поэтому применение микроудобрений показывает большую эффективность.

Большое значение имеет применение зеленых удобрений, как органического удобрения. Для этого могут быть использованы: однолетний и многолетний люпин, клевер, люцерна, кормовые бобы, горчица белая, сурепица, рапс, вика, сераделла и другие.

Сидеральные культуры могут возделываться в качестве промежуточных, поукосных, пожнивных или парозанимающих культур. Запашка зеленой массы в качестве удобрения дает те же эффекты, что и внесение навоза.

Дозы органических и минеральных удобрений для эродированных почв, определяют по формуле:

Формула

где У – доза навоза и азотных удобрений, т/га; Ун – доза навоза и азотных удобрений на несмытой почве, т/га; К – снижение гумуса в смытых почвах, % от несмытой.

Литература

Земледелие. Учебник для вузов/Г.И. Баздырев, В.Г. Лошаков, А.И. Пупонин и др. — М.: Издательство «Колос», 2000. — 551 с.

Основы технологии сельскохозяйственного производства. Земледелие и растениеводство. Под ред. В.С. Никляева. — М.: «Былина», 2000. — 555 с.

Почвозащитные комплексы

Почвозащитный комплекс мероприятий — составная часть системы земледелия, направленная на защиту почв от эрозии и предупреждение развития и распространения эрозионных процессов. Включает агролесомелиоративные, агротехнические, организационные, водохозяйственные меры, применение почвозащитных приемов в севообороте, системе обработки почвы, системе удобрения и т.п.

Значение почвозащитного комплекса мероприятий возрастает при интенсификации земледелия и возрастающих нагрузках на почву. В условиях России, где в каждом регионе в той или иной степени наблюдаются водная или ветровая эрозия, системы земледелия должны учитывать систему защиты почв.

Важным условием создания эрозионно устойчивых агроландшафтов является системный подход, адаптивность к местным условиям, комплексность, экологическая устойчивость, экономическая и техническая обоснованность, природоохранная и социально-экономическая целесообразность.