Материал: Лекция_17

Лекция №15 Тема: Системы земледелия

План лекции

1. Понятие о системе земледелия

2. История развития систем земледелия в России и Нижнем Поволжье

3. Особенности современных систем земледелия Нижнего Поволжья. Точное (прецизионное) земледелие

1. Понятие о системе земледелия

Системы земледелия – комплекс взаимосвязанных агротехнических, мелиоративных и организационных мероприятий, направленных на эффективное использование земли, сохранение и повышение плодородия почвы, получение высоких и устойчивых урожаев сельскохозяйственных культур (ГОСТ 16265-89). Система земледелия должна носить зональный характер и способствовать устранению дефицита самого главного в местных условиях лимитирующего фактора получения урожая (в засушливых зонах – почвенной влаги).

Основные составные части системы земледелия:

• организация земельной территории хозяйства и система севооборотов;

• система обработки почвы;

• система удобрения;

• система мероприятий по борьбе с сорняками, вредителями и возбудителями болезней сельскохозяйственных культур;

• система семеноводства;

• мероприятия по сохранению, восстановлению и повышению плодородия почвы, защиты её от водной эрозии и дефляции;

• система сельскохозяйственных машин и орудий.

К научно обоснованным системам земледелия предъявляются следующие основные требования:

• адаптивность местным природно-экономическим условиям;

• сохранение природного равновесия в агроэкосистемах и, прежде всего, почвенного плодородия, формирование не разрушающихся агроландшафтов;

• соответствие наиболее выгодной в местных природно-экономических условиях специализации производства;

• ресурсосбережение, то есть наиболее продуктивное и экономное использование материально-денежных, энергетических и природных ресурсов;

• быть самой продуктивной в местных условиях и обеспечивать наиболее полное использование ресурсного потенциала данной территории.

2. История развития систем земледелия в России и Нижнем Поволжье

Система земледелия есть историческая категория, она отражает уровень общественного производства и развивается в зависимости от социально-экономических условий, уровня сельскохозяйственной науки и техники и природных условий от менее совершенных и более совершенным.

Ниже представлены системы земледелия в последовательном переходе от самых примитивных к наиболее интенсивным.

Залежь (20…25 лет и более)

или

Экстенсивные: паровая, травопольная. В них использовались также в основном природные факторы и в незначительных объёмах антропогенные факторы интенсификации (удобрения, более совершенные машины и орудия, сорта культурных растений и т. д.).

Интенсивные: плодосменная, пропашная. В этих системах, наряду с природными, широко применяются факторы интенсификации, которые занимают уже главенствующее положение (удобрения, пестициды, сорта и гибриды, интенсивные технологии и т. д.).

Современные: адаптивно-ландшафтные. В них используются природные факторы и факторы интенсификации производства на базе экологически безопасных адаптивных технологий.

Нижнее Поволжье в земледельческом отношении молодой регион. Так, в Астраханской области и Калмыкии земледелием до Октябрьской революции 1917 г. практически не занимались. На территории Волгоградской области первые казачьи поселения появились в XVII столетии. При этом Войсковой круг, когда казаки на Дону и Медведице начали сеять хлеб, принял такое постановление: «Чтобы военным промыслам ущерба не было, повелеть казакам, дабы никто землю не пахал и хлеба не сеял. А кто станет пахать, того бить до смерти и грабить, а посевы вытаптывать». Перед Октябрьской революцией 1917 г. здесь ещё применялась примитивная залежная система земледелия, а распаханность территории колебалась от 10% - в сухостепной до 50…70% - в чернозёмностепной зоне области.

Массовое освоение севооборотов и систем земледелия началось после коллективизации, то есть в начале 30-х гг. XX в. До этого они отсутствовали совсем или применялось экстенсивное трёхполье «пар, озимые, яровые сборные». Историю систем земледелия и севооборотов Нижнего Поволжья можно представить следующим образом:

В 30-е гг. XX в. перед Сталинградским краем, который был тогда регионом самых низких урожаев, ставилась задача получать 7,5 ц/га зерна, и планировалось, при посевной площади 3,8 млн. га, иметь 950 тыс. га озимых и 749 тыс. га (16,5%) паров, в рекомендованных тогда зернопаропропашных севооборотах.

С середины 40-х гг. XX в. на территории всей страны перешли на травопольную систему земледелия, которая господствовала до середины 50-х гг., когда снова вернулись к зернопаропропашной системе земледелия. Но в середине 60-х гг. XX в. была сделана волюнтаристская попытка перейти на пропашную систему земледелия без чистых паров, площадь которых уменьшилась к 1969 г. до 145 тыс. га или 2,5%. Это привело к катастрофическому недобору зерна и кормов в засушливые годы. Поэтому в Волгоградской области в 80-е гг. была разработана и освоена так называемая система сухого земледелия, в результате чего урожайность зерновых по области увеличилась почти на 20%. Эта система стала основой для разработки систем земледелия нового поколения в начале XXI столетия.

Главные особенности системы сухого земледелия:

• является, прежде всего, противозасушливой и направлена на максимальное накопление и сохранение почвенной влаги;

• имеет зерновое направление и её главным звеном является «пар – озимые»;

• способствует не только росту, но и стабилизации производства, причём её главным стабилизирующим элементом является чистый пар, площадь которого по области составила 24% с колебаниями по зонам от 20 до 50%;

• обеспечивает применение влаго- и энергосберегающей обработки почвы, основанной на преимущественном использовании безотвальной обработки почвы;

• предполагает использование короткоротационных зернопаровых и зернопаропропашных севооборотов с числом полей от 2-3 до 5-6.

В 90-е гг. XX столетия сельское хозяйство от стратегии динамического развития вынуждено было перейти к стратегии выживания, и только в середине 2000-х гг., на основе системы сухого земледелия, была разработана система земледелия нового поколения – адаптивно-ландшафтная.

3. Особенности современных систем земледелия Нижнего Поволжья. Точное (прецизионное) земледелие

Адаптивно-ландшафтная система земледелия – узкозональная система земледелия, все звенья которой в полной мере учитывают и реализуют природно-экономические условия конкретного агроландшафта, основанная на адаптивных технологиях. От ранее принятых интенсивных систем земледелия она отличается своей экологической направленностью. Если ранее главной задачей системы земледелия было производство максимального количества продукции практически без учёта экологических последствий, то сейчас в качестве приоритетной ставится задача сохранения устойчивости агроландшафтов, предотвращение разрушения природы.

Дело в том, что применение технико-химических систем земледелия в развитых странах, связанных с интенсивной механической обработкой почвы, высокими дозами минеральных удобрений, пестицидов и других техногенных факторов интенсификации способствовало не только росту урожаев, но и истощению почвенного плодородия и деградации агроландшафтов. Поэтому современными адаптивно-ландшафтными системами земледелия предусматривается ограничение факторов интенсификации определёнными экологически безопасными рамками за счёт использования природных факторов.

Являясь продолжением системы сухого земледелия, система адаптивно-ландшафтного земледелия, наряду со всеми ранее отмеченными её особенностями, включает и ряд новых элементов:

1. биологизация, а именно:

   • биологизированные севообороты, в которых почвенное плодородие поддерживается за счёт посева многолетних трав и других культур-восстановителей почвенного плодородия, сидерации, внесения в почву всех растительных остатков;

   • соблюдение в севооборотах принципов плодосмена и биологического разнообразия;

   • применение вместо промышленного азота минеральных удобрений биологического азота, полученного за счёт азотфиксации бобовыми культурами;

2. уменьшение интенсивности обработки почвы, применение технологий Mini-Till и No-Till, мульчирование поверхности поля растительными остатками, то есть введение так называемого «сберегающего» земледелия;

3. экологически сбалансированная организация землепользования в целях формирования устойчивых не разрушающихся агроландшафтов, в частности должны соблюдаться следующие условия:

• распаханность территории - не более 50%;

• ограничение площади полей размерами до 100 га;

• сохранение по границам полей (не менее 15% периметра) естественных природных угодий-резерватов полезной энтомофауны (леса, лесополос, естественных кормовых угодий, посевов многолетних трав);

4. более широкое использование агролесомелиорации и других противоэрозионных мероприятий;

5. нормативный, а не рекомендательный, характер.

Адаптивно-ландшафтная система земледелия может быть улучшена в плане полного учёта конкретных условий каждого земельного участка за счёт введения так называемого «точного» или «прецизионного земледелия».

В трудах ряда отечественных и зарубежных учёных, начиная с XVIII в., высказывалась мысль о необходимости дифференцированного подхода к агротехнике возделывания культур в зависимости от особенностей конкретного земельного участка (Болотов А. Т., 1988; Докучаев В. В., 1949; Высоцкий Г. Н., 1906 и др.). Достижения современной науки и техники (развитие спутниковой навигации, компьютерных технологий, космического мониторинга состояния земной поверхности) сделали возможным практическую реализацию этих научных предложений. Они позволяют с большой точностью определять месторасположение мобильных сельскохозяйственных объектов (тракторов, комбайнов и прочей техники) и управлять их движением, оперативно отслеживать состояние почвы и посевов, корректировать в связи с этим работу и регулировки МТА и тем самым перейти на более высокий технологический уровень земледелия.

Такое высокотехнологическое земледелие получило название точного или прецизионного. Суть его состоит в том, что в пределах поля, выделяют агротехнически однородные по рельефу и почвенному покрову рабочие участки, на которых все приёмы агротехники одинаковы, причём соблюдение их границ происходит автоматически с помощью полевого компьютера и системы спутниковой навигации. При переходе МТА на другой участок, отдельные составляющие агротехнологии (дозы удобрений, пестицидов, нормы высева и др.) изменяются в автоматическом режиме в соответствии с заданной компьютерной программой. В результате на каждом участке формируются высокопродуктивные однородные агроценозы.

Практическое освоение «точного» земледелия началось с 1988 г. в США при возделывании моноагроценозов кукурузы, сои и других сельскохозяйственных культур. С помощью географической информационной сети (ГИС) NaVSTAR-GPS создавались подробные почвенные, агрохимические, топографические и эрозионные карты, карты урожайности и засорённости посевов. На основании этих карт уточнялись номенклатура и дозы удобрений, пестицидов, нормы высева семян и другие элементы агротехнологий. Такие системы ГИС созданы и в России под названием Glonas.

Команды от системы точного вождения через систему автоматического вождения передаются электрическому мотору, подключаемому к рулевому колесу транспортного средства.

За счёт автоматической системы вождения облегчается работа механизатора, улучшается качество полевых работ и диспетчеризация управления. Дифференцированное, а не обычное равномерное, внесение расходных материалов (удобрений, пестицидов, семян и пр.) более экономично и экологично, так как исключает их избыточное применение.

Порядок выполнения работ по внедрению такой системы следующий:

• составление подробных карт земельных угодий хозяйства;

• составление карт урожайности, по которой поля разбиваются на более или менее однородные по урожайности земельные участки;

• обследование этих участков (почвенного покрова, агрохимического состояния, эродированности, рельефа, засорённости) и определение на каждом лимитирующих урожаеобразующих факторов;

• разработка агротехнологии по каждому участку и её введение в компьютерную программу.