Адаптивно-ландшафтные системы земледелия — для снижения эффектов деградации почв

     Все современное общество, обеспокоенно двумя очень важными про­блемами, от которых зависит ее будущее. Это проблемы ускорен­ной деградации почвенных ресурсов и изменение климата. Прогнозы в этом смысле вызывают не только беспокойство. Во многих стра­нах это выражается в острой нехватке продуктов питания и в бы­стром росте бедности. По данным Г.В.Добровольского в начале века в мире голодало более 2 млрд. человек.

     В контексте выше названных проблем хочется отметить, что прогноз изменений климата основан преимуще­ственно на косвенных сведениях, поэтому страдает несо­вершенством, а часто — и противоречивостью. Касатель­но почвенных ресурсов сведения основаны на непосред­ственном учете состояния почв, поэтому являются более точными. В ряде ранее опубликованных работах на стра­ницах журналах «ЛА» нами отмечалось, что Республика Молдова затронута всеми этими процессами. При этом их эффекты становятся все более ощутимыми.

Свидетельством этого являются:

— случаи гибели посевов и потери урожаев, отмечен­ные периодично в засушливые годы (2003, 2007, 2012 , 2015);

— падение производительности сельскохозяйственно­го производства (в 2003 году средние урожаи озимых зерновых составили менее 5ц\га, существенно сокра­тились урожаи в 2007 и 2012 годах);

— нарастающая проблема снижения доходов в сельской местности и рост бедности.

     В нашем регионе эти эффекты стали отмечаться еще в восьмидесятых годах прошлого столетия. Именно в это время началась нынешняя засушливая климатическая (вероятнее всего 70-ти летняя) фаза. Вопреки этому, до сих пор нет четкой действующей программы технологи­ческого решения проблемы. Вместе с тем, уже после ката­строфической засухи 1992 в республику стали поступать средства из различных международных программ на смягчение негативных эффектов природно-климатиче­ских бедствий. Но в лучшем случае эти программы закан­чивались (и заканчиваются теперь) формальными отчета­ми об освоении средств, что называется — для зарубежной публики. В решение проблемы изменения климата и деградации почв необходимо исходить из того, что они взаимосвяза­ны. В системе климат-почва первая составляющая являет­ся неуправляемой. Исходя из этого, изменения климата невозможно отменить или же избежать их. Вместе с тем, их можно мониторить и хозяйствовать земли (именно хозяйствовать) с учетом возможных эффектов. При этом эффекты деградации почвы можно свести до минимума.

     Эти две составные части одной проблемы следует свести в одно технологическое решение, известное под назва­ние адаптивно-ландшафтная система земледелия. Раз­витие концепции этой системы земледелия сопряжено с разработкой мер, направленных на почвозащитное ис­пользование сельскохозяйственных земель, в Молдове известно с середины прошлого столетия. В восьмидеся­тые годы исследования в этой области были интегриро­ваны в зональные системы земледелия, а в девяностые годы они получили дальнейшую разработку и были диф­ференцированы применительно к конкретным условиям ландшафта.

     Адаптивно-ландшафтная система земледелия (АЛЗС) – это система использования земель определенной агроэко­логической группы. Она ориентирована на производство продукции экологически и экономически обусловленно­го количества и качества в соответствии с рыночными по­требностями, природными и производственными ресур­сами. При этом такая система земледелия обеспечивает устойчивость ландшафта и воспроизводство почвенного плодородия.

     Термин «ландшафтная система» означает, что она разра­батывается применительно к конкретной категории агро­ландшафта. При этом звенья системы земледелия форми­руются с учетом природного потенциала ландшафта и спо­ собностью культурных растений использовать соответ­ствующий потенциал с минимально возможным негатив­ным эффектом для почвы. Наряду с этим концепция АЛЗС предполагает адаптированность к условиям ландшафта и системы обработки почв. В этом смысле типы почвообра­ботки и набор сельхозкультур должны быть дифференци­рованы в соответствии с элементарными ареалами агро­ландшафта (т.е. элементами мезорельефа, ограниченными элементарными почвенными структурами). А организация территории должна осуществляться с учетом структуры ландшафта и условий его функционирования.

Адаптивно-ландшафтная система земледелия предпола­гает учет шести групп факторов:

— общественные (рыночные) потребности;

— агроэкологические требования культур и их средо­образующее влияние;

— агроэкологические параметры земель (природно-ре­сурсный потенциал);

— производственно-ресурсный потенциал, уровни ин­тенсификаций;

— хозяйственные уклады, социальная инфраструктура;

— качество продукции и среды обитания, экологические ограничения.

     Термин «адаптивная система» означает приспособлен­ность земледелия ко всему комплексу обозначенных ус­ловий. Игнорирование этого требования приводит к ра­зочарованию и возращению к старым агротехнологиям. Именно такой этап, увы, переживает сейчас наше сель­ское хозяйство.

     В последние 10-15 лет в республике начато внедрение технологий которые известны как ресурсосберегающие основанные на минимализации работ. Одновременно с этим на рынке РМ появилась и успешно продается соот­ветствующая техника. В ряде хозяйств достигнуты даже определенные успехи. Но большинство хозяйствующих субъектов смотрят скептически на эти новшества, а неко­торые – уже успели разочароваться в них. На наш взгляд эти связано с тем, что большинство сельхозпроизводи­телей восприняло альтернативные системы земледе­лия лишь как простую замену вспашки поверхностным рыхлением или же прямым посевом без обработки.

     Но в условиях, когда почвы затронуты как минимум дву­мя-тремя серьезными процессами деградации, эффект от простой замены вспашки может быть отрицательным.

     Вопреки многочисленным утверждениям мы еще раз за­являем, что обработки почвы (вспашка, поверхностное или глубокое рыхление) не способствуют образованию ее структуры. Они лишь измельчают почву с формиро­ванием псевдоагрегатов или же способствуют (при про­ведении работ при влажности, соответствующей физиче­ской спелости) ее распаду на имеющиеся в почве струк­турные агрегаты. В связи с этим эффект рыхления явля­ется кратковременным и способствует в лучшем случае повышению водопроницаемости и воздухопроницаемо­сти. В то же время, обработки способствуют излишнему измельчению пахотного слоя. Плотность сложения этого слоя в большинстве случаев составляет менее 1 г\см³. В связи с этим порозность аэрации здесь составляет до 45- 46% (более 70% от общей порозности). В этих условиях из пахотного слоя влага интенсивно расходуется на физиче­ское испарение.

     Во влажном состоянии этот слой представляет слабо­оструктуренную пластичную и липкую массу. В сухом состоянии он превращается в слабоструктурную кон­солидированную массу. Таким образом, в течение всего вегетационного периода в верхнем слое пахотных черно­земов преобладают неблагоприятные для развития сель­скохозяйственных культур условия. К тому же он подсти­лается слабоструктурным подпахотным горизонтом, где физические свойства и режимы почв крайне неблаго­приятные для развития сельскохозяйственных культур.

     Не способствуют структурообразованию и нынешний на­бор сельскохозяйственных культур. Наши исследования показали, что даже в условиях зерновых севооборотов в почвах устанавливается тенденция ухудшения структур­но-агрегатного состояния почв. Наибольшая же интен­сивность деструктуризации почв устанавливается под пропашными культурами и сахарной свеклой. Улучше­нию структуры способствуют лишь многолетние травы, в первую очередь эспарцет и люцерна. Минеральные удо­брения обуславливают дезагрегацию почвы.

     Исходя из всего, сказанного обращаем внимание, что внедрение адаптивно-ландшафтных систем земледелия предполагает системный подход, принимающий во вни­мание способ почвообработки, структуру культур и их ротацию, систему фертилизации, защиту растений, кон­троль сорняков и др. Система должна основываться на заранее подготовленных проектах (технологических кар­тах) перехода к АЛСЗ с учетом особенностей ландшафта.

     Из множества природных факторов, при проектирование АЛСЗ учитываются те, которые связаны с биологическими требованиями растений, а также те, которые определя­ют ландшафтные связи и, соответственно, устойчивость агроландшафтов. Чем выше уровень интенсификации, земледелия, тем большее количество агроэкологиче­ских факторов необходимо учитывать. Проектирова­ние АЛСЗ основывается на системе агроэкологической оценки земель, которая включает следующие позиции: ландшафтно-экологический анализ территории, агроэко­логическую оценку почв, агроэкологическую типизацию и классификацию земель. Чтобы спроектировать АЛСЗ, обязательно должны проводиться почвенно-ландшафт­ные исследования. Необходимо идентифицировать агро­экологическую группу и виды земель, по которые пред­стоит разработать технологические карты — для каждого агроландшафта в отдельности. Особое место при проек­тировании АЛСЗ отводится физическим свойствам почвы и связанным с ними водным, воздушные и тепловым ре­жимам т.к. они являются определяющими условиями поч­венного плодородия. При оценке роли физических свойств в адаптивно-ланд­шафтном земледелии необходимо учитывать следующие показатели: мощность агрогенного слоя и нижеследую­щих горизонтов, гранулометрический состав, агрегатный состав, содержание агрономически ценных агрегатов (10-0,25 мм), водопрочность структуры, плотность сло­жения (равновесную плотность), общую и дифференци­альную порозность, водопроницаемость, влагопрово­дность, наименьшую влагоемкость, критическую влагу (влажность разрыва капиллярной связи (ВРК), влажность завядания, диапазон активной влаги, интервал критиче­ской влаги.

     Значение гранулометрического состава обусловливается тем, что он определяет, в значительной мере, все физиче­ские, водно-физические и физико-химические свойства, почвы а также ее режимы: водный, воздушный, тепловой, водновоздушный, гидротермический. В этом смысле в на­шем регионе наибольшее функционирование почвенной экосистемы обеспечивает тяжелосуглинистый грануломе­трический состав (содержание физической глины 45-60%).

     Уже в суглинистых почвах (содержание физической глины 30-45%) отмечается некоторые уменьшение водопрочно­сти агрегатов и стабильности порового пространства, сокращение общей и наименьшей влагоемкости, более быстрое наступление уровня критической влаги. Все это делает суглинистые почвы более уязвимыми к воздей­ствию антропогенного фактора, а также к засухе.

     Почвы легкоглинистого гранулометрического состава характеризуются благоприятной общей и наименьшей влагоемкостью, стабильностью порового пространства, вместе с тем в них уже отмечается некоторое сокращение степени подвижности и доступности почвенной влаги. В связи с чем, здесь почвенная засуха отмечается даже в ус­ловиях, когда в почве присутствуют относительно хоро­шие запасы влаги. В контексте отмеченных особенностей различные культуры предпочитают различные по грану­лометрическому составу почвы (табл. 1). Относительное содержание агрегатов агрономически ценного размера варьирует от 70-85% для тяжелосуг­линистых почв. Уменьшение содержания агрегатов раз­мером 10 – 0,25 мм при сухом просеивании до 50-60% и ниже для среднесуглинистых почв и до 40-50% для легко­суглинистых резко ухудшает способность крошения почв при обработке, сокращает их устойчивость к водной и ветровой эрозии, увеличивает уязвимость к уплотнению сельскохозяйственной техникой. И в целом снижает пло­дородие. В этом же направление сокращается наимень­ шая влагоемкость и, соответственно, степень обеспечен­ности влагой и увеличивается уязвимость почв к засухе. Чем легче гранулометрический состав, тем меньше объ­ем влагопроводящей порозности, и увеличивается объ­ем порозности аэрации. Содержание глыбистой фракции (>10 мм при сухом просеивании) не должно превышать 20-30%. Повышение содержания этой фракции до 30-40% и более 40% свидетельствует о деградации физического состояния почв, снижения их плодородия и необходимо­сти мер по улучшению структурного состояния почв. Оптимальное содержание водопрочных агрегатов круп­нее 0,25 мм для пахотных черноземов составляет 50- 70%. Снижение содержания водопрочных агрегатов в этих почвах соответственно до 20, 30 и 40% говорит о деградации физического состояния почв, уменьшения их плодородия и необходимости в разработке соответ­ствующих мер.

     Оптимальное значение равновесной плотности основ­ных типов пахотных средне – и тяжелосуглинистых чер­ ноземов варьирует в интервале 1,0 – 1,3 г\см³ (1,1 – 1,3 г\см³) и 1,30 – 1,40 г\см³ — для легкосуглинистых. В то же время различные культуры предъявляют различные тре­бования к плотности сложения (табл.2). Повышение рав­новесной плотности до 1,35 – 1,40 г\см³ для средне – и тяжелосуглинистых и до 1,45 – 1,50 г\см³ для легкосугли­нистых почв свидетельствует об их уплотнении. Увеличе­ние плотности выше оптимальной на 0,01 г\см³ приводит к снижению урожая на 0,6 ц\га. Оптимальное значение впитывания влаги за 1-й час на­блюдения составляет 1,5-2,0 мм\мин для черноземов гли­нистно-иллювиальных тяжелосуглинистых и 2,0-2,5 мм\ мин для черноземов типичных среднегумусных, типич­ных слабогумусных и карбонатных тяжелосуглинистых. Оптимальные значения установившейся скорости филь­трации для вышеназванных групп почв составляют соот­ветственно 0,5-1,0 и 1,0-1,5 мм\мин.

     При проектировании АЛСЗ важное значение имеют дан­ные о поровом пространстве. В этом смысле отмечаем, что наилучшие условия в почвах создаются при наличии 55-65% пор. При наличие в почвах 50-55 создаются лишь удовлетворительные условия. Корни, мельчайшие ко­решки и волоски не могут проникать в почву, если поры между частицами или агрегатами будут иметь диаметр <0,01мм, а бактерии – в скважины не мельче 0,003 мм. Корни лучше растут при диаметре пор от 0,25 до 0,05 мм. С агрономической точки зрения важно, чтобы при высо­ком содержании воды в почве, воздуха было не менее 20-25% от общей пористости. Плотное сложение часто создает антогонизм между водой и воздухом. В плотной влажной почве нет воздуха, и развитие корневой систе­мы затруднено. В сухой плотной почве воздух есть и ча­сто в достаточном количестве, но при недостатке воды корни также растут плохо.

     От общего объема и диаметра пор зависит коэффициент водопроницаемости. При порозности равной 30% и ди­аметре пор <0,01мм, коэффициент водопроницаемости приближается к нулю. Уже в мигроагрегированных по­чвах с пористостью более 50% и с порами 0,01-0,05 мм коэффициент водопроницаемости заметно увеличивает­ся. Наиболее благоприятное физическое состояние скла­дывается в почве основу, которой составляют агрегаты величиной 0,25-3 мм, а количество фрагментов <0,25мм, не превышает 15%.

     Это позволяет заключить, что основным объекти­вом адаптивно-ландшафтных систем земледелия является восстановление агрегатного состава чер­ноземов.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *