УДК 631,582 АДАПТИВНО - ЛАНДШАФТНЫЕ СИСТЕМЫ ЗЕМЛЕДЕЛИЯ РСО-АЛАНИЯ: ПРОБЛЕМЫ И ЗАДАЧИ

УДК 631,582
АДАПТИВНО - ЛАНДШАФТНЫЕ СИСТЕМЫ ЗЕМЛЕДЕЛИЯ
РСО-АЛАНИЯ: ПРОБЛЕМЫ И ЗАДАЧИ
Мамиев Д.М., Гериева Ф.Т.
СКНИИГиПСХ, с. Михайловское,
РСО-Алания
В работе рассматриваются основные разновидности адаптивноландшафтных систем земледелия РСО-Алания, обеспечивающие повышение
продуктивности
пашни
и
рентабельности
сельскохозяйственного
производства на 10-12 %.
Ландшафтная организация земледелия является в настоящее время
наиболее передовым и прогрессивным направлением в аграрной науке.
Переход на ландшафтные системы земледелия должен позволить решить
комплекс важных вопросов: упорядочить использование земли и других
природных ресурсов, улучшить охрану окружающей среды, а также
снижения техногенной нагрузки на природные объекты, дифференцировать
технологии сельскохозяйственного производства и т.д [1].
До последнего времени при разработке систем земледелия основная цель заключалась в достижении заданного уровня урожайности
с.-х. культур, и усилия ученых и практиков были направлены на
удовлетворение биологических потребностей растений. На новом этапе
разработки
и
совершенствования
систем
земледелия
цель
максимального производства продукции остается, но достигаться она
должна на основе максимально сбалансированного использования
ресурсного потенциала без ущерба для окружающей среды [2,3].
В основу разработки ландшафтных систем земледелия должны
быть положены принципы, использование которых обеспечит
условия для расширенного воспроизводства плодородия почв и
устойчивое ведение отрасли. Это системный подход, учитывающий
зональность, адаптивность культур, и технологий их возделывания
к условиям местности, природоохранную направленность, социально экономическую целесообразность, экологическую безопасность и
эстетическую привлекательность. Это достигается путем рациональной
трансформации
земельных
угодий;
подбора
культур
и
совершенствования структуры посевных площадей, адаптированной
к местным почвенно-климатическим и гидрологическим условиям,
дифференцированного размещения с.-х. культур по ареалам пашни
с учетом сопряженного влияния агроэкосистем; рационального
использования природных кормовых угодий; противоэрозионных
комплексов; оптимального отвода с.-х. угодий под другие виды угодий
(лесные насаждения, гидротехнические сооружения и т. п.) [4,5].
Опыт освоения зональных систем земледелия уже с середины 80-ых
годов показал необходимость более глубокое их дифференциации к
различным применительно к различным агроэкологическим условиям и
адаптации их к различным уровням интенсификации производства,
хозяйственным укладом к рынку сельскохозяйственной продукции. Выходом
из сложившегося положения могло быть только освоение устойчивых и
безопасных систем земледелия на ландшафтной основе с максимальным
использованием биоклиматического потенциала и при оптимальном
сочетании природных и антропогенных ресурсов.
Основоположник адаптивно-ландшафтного земледелия акад. А.Н.
Каштанов на Алтае разработал контурно-мелиоративную систему
земледелия, положившую начало новому направлению в земледелии.
Академиками РАСХН В.И. Кирюшиным и А.Л. Ивановым (2000)
разработана методология агроэкологической оценки земель, проектирование
адаптивно-ландшафтных систем земледелия и агротехнологий в России. Она
положена в основу концепции формирования высокопродуктивных
экологически устойчивых агроландшафтов, положивших начало научным
исследованиям в различных регионах страны, в т.ч. и в Северной Осетии [6].
Территория РСО-Алания расположена одновременно в равнинной,
предгорной и горной частях региона. Здесь резкая смена ландшафтов – от
полупустынь до вечных снегов и ледников, что определяет своеобразие и
неоднородность не только природных условий, но и почв. Основной
закономерностью распределения почв, как и всего комплекса природных,
является вертикальная зональность и высотная поясность. Только в равниной
части региона встречается более четырех типов почв: каштановые, луговочерноземные карбонатные, выщелоченные и оподзоленные. Значительные
площади засорены камнями, переувлажнены, обладают повышенной
кислотностью, подвержены ветровой и водной эрозии, 80% почв
подстилаются галечником или плотными горными породами на глубине 1520 см, 70% земель расположены на склонах с крутизной более 3-50 [7].
Организационно-хозяйственные мероприятия в горах должны
сводиться к правильной организации территории с учетом характера рельефа,
свойств почвы, эрозионного состояния угодий, почвозащитного влияния
различных сельскохозяйственных культур. Все эти меры на эродированных
или эрозионно-опасных землях должны быть направлены на снижение
процесса эрозии. На склонах крутизной 1-7º поля и рабочие участки должны
быть прямоугольной формы и размещаться длинными сторонами поперек
основного склона; на более крутых склонах целесообразно полосоное
размещение культур поперек склона. В севооборотах должны преобладать
посевы многолетних трав и полностью отсутствовать пропашные культуры.
Земли, расположенные на склонах крутизной более 8-10º, отводят под
сплошное залужение или многолетние насаждения с предварительным
террасированием.
Использование
склоновых
земель
для
выращивания
сельскохозяйственных культур зависит от места расположения их над
уровнем моря. На низкогорных площадях до 1000-1200 м н.у.м. с
достаточным количеством тепла и продолжительным вегетационным
периодом выращивают зерновые сплошного посева (пшеница, рожь, ячмень,
овес), пропашные (кукуруза, картофель, сорго), зернобобовые (соя, горох,
вика).
На среднегорных (1200-2200 м н.у.м.) землях выращивают картофель,
яровые зерновые, многолетние травы и кормовые культуры на зеленый корм.
На средне-высокогорных (2200-3000 м. н.у.м.) землях культивируются
картофель, многолетние травы и однолетние кормовые культуры на зеленый
корм и сено (овес с горохом, викой в смеси), горчица белая с овсом
сплошным рядовым способом, а для приготовления силоса можно сеять
кукурузу с подсолнечником с шириной междурядий 35-40 см и густотой 300350 тыс. растений на гектар поперек склонов.
Высокогорные участки (3000 м и выше н.у.м.), в сильной степени
утратившие
свои
положительные
агротехнические
свойства,
и
малопродуктивные для возделывания сельскохозяйственных культур,
подлежат переводу из пашни в сенокосы и пастбища, а также залужению.
Одним из основных элементов систем земледелия на ландшафтной
основе является адаптивное размещение сельскохозяйственных культур,
которое базируется на агроэкологической группировке пахотных земель и
обеспечивает устойчивое удовлетворение потребностей населения в
продуктах питания и промышленности в сырье.
На южных склонах и низко расположенных участках возделывают
обычные районированные сорта.
На высоко расположенных землях северных склонов с прохладным
летом целесообразно на пашне размещать сорта с укороченным
вегетационным периодом с достаточной холодоустойчивостью – озимую
рожь, корнеклубнеплоды, пивоваренный ячмень и картофель для
обеспечения нужд жителей гор [8,9].
Одним из факторов стабилизации плодородия пашни является
положительный баланс органического вещества в почвах.
Как показали наши исследования, одни минеральные удобрения без
органических (навоз и др.) не приводят к стабильному повышению
плодородия почвы и высоким урожаям. Важную роль в решении повышения
плодородия почвы и стабилизации продуктивности растений имеют
подсевная и пожнивная сидерация. В качестве подсевной сидеральной
культуры клевер - под покровом ярового ячменя или овса с запашкой всей
фитомассы под озимую пшеницу - обеспечил повышение содержания гумуса
в почве на 0,02 % и стабильно высокие урожаи зерна озимой пшеницы - 58,6
ц/га высокого качества. Весьма эффективен в предгорьях пожнивной посев
капустных культур - рапса, редьки масличной, горчицы белой и их
многокомпонентных смесей с озимой рожью, овсом, райграсом однолетним
под пропашные культуры.
С интенсификацией систем земледелия в XX веке произошло снижение
гумуса в пахотных почвах на 15-25 %, а в ряде случаев потери достигли 40%
и более. Одним из приемов улучшения баланса гумуса является внесение
соломы. Cолома по сравнению с навозом является наиболее простым,
доступным и дешевым способов регулирования гумусного состояния почвы.
Прирост урожая с применением соломы, в наших опытах, достигался при
меньшем количестве внесения азота, фосфора и калия на единицу урожая.
Более эффективными способами заделки соломы в почву в севообороте
оказались два варианта: ежегодная вспашка с равномерным распределением
измельченной соломы по всему пахотному профилю (вертикальная мульча) и
ежегодное плоскорезное рыхление с оставлением соломы на поверхности
почвы (горизонтальная мульча). Внесение соломы обеспечило прирост
продуктивности севооборота в среднем на 6 %. На фоне умеренной дозы
минеральных удобрений и средств защиты растений оно эффективно
обеспечило положительный баланс гумуса.
Важное место в ландшафтных системах земледелия отводится
переходу на минимальную обработку почвы, что позволяет экономить 2530% топлива по сравнению с обычной обработкой. При правильном
комбинировании технических средств можно сэкономить 15-20 % ГСМ, а
при использовании технологии уплотненных посевов затраты на единицу
площади снижаются на 60-70 %.
Главное заключается в том, что при интенсивных обработках
проявляются отрицательные изменения в почве; она переуплотняется,
ухудшаются ее структура, водно-физические и биологические свойства;
ускоренно протекают процессы минерализации органического вещества и
потери элементов питания, а также гумуса; резко снижается интенсивность
деятельности
микроорганизмов.
Переуплотнение
почвы
техникой
значительно повысило сопротивление обработке, увеличилась глыбистость и
глубина распространения существенного уплотнения, снизилась ее
водопроницаемость, эффективность вносимых удобрений, возрос недобор
урожая.
В зависимости от набора культур в севообороте и почвенноклиматических условий применяют различные комбинированные системы
обработки почвы, сочетающие отвальную вспашку (под пропашные
культуры) при одновременном внесении органических, фосфорных и
калийных, а также местных цеолитосодержащих удобрений в запас на ряд
лет с безотвальными способами обработки почвы, глубокой и мелкой
культивацией, чизелеванием, дискованием вплоть до прямого посева под
непропашные культуры. Если не используются органические удобрения и сидерация, то вместо отвальной вспашки применяется глубокое рыхление.
В целом же исходят из необходимости всесторонней оценки
положительных и отрицательных последствий полного или частичного
отказа от вспашки, чтобы не допустить недобора урожая и снижения
плодородия почвы. Возможности сокращения обработки почвы
ограничиваются
неблагоприятными
водно-физическими
свойствами,
наличием уплотненных горизонтов и другими факторами. Минимализация
обработки почвы предусматривает сокращение глубины и частоты основной
обработки, а также применение комбинированных почвообрабатывающих и
посевных агрегатов.
В засушливых условиях степной зоны почвозащитная обработка почвы
имеет отчетливо выраженную направленность в сторону минимализации до
нулевой, а в сложных ландшафтах предгорной зоны противоэрозионная
обработка должна включать также глубокое рыхление, щелевание и другие
способы, обеспечивающие аккумуляцию влаги и сокращение поверхностного
стока. На практике важно учитывать степень уплотнения и типы почвы,
засоренность полей, погодные условия, чередование культур в севообороте и
другие факторы.
Для изучения состояния пашни в горной зоне на горно-луговых почвах
при крутизне склона до 5° северо-западной экспозиции на высоте 1450 м
н.у.м. (с.Даргавс) заложен шестипольный почвозащитный севооборот с
чередованием культур: 1) овес+многолетние травы; 2) многолетние травы I
т.п.; 3) многолетние травы 2 т.п.; 4) овес на зерно; 5) озимая рожь на зерно; 6)
картофель. В связи с ограниченной в условиях гор площадью пашни,
пригодной под картофель, практикуется повторное и бессменное его
возделывание. Поэтому для таких участков разработан биологизированный
способ возделывания картофеля с использованием различных органических
удобрений и сидеральных культур.
В результате проведенных исследований содержание гумуса в
пахотном слое в горах уменьшается за год под зерновыми культурами на 0,30,4 т/га, под картофелем - на 1,5-2 т/га и только под многолетними травами 2
г.п. не улавливались изменения в его содержании. Пылеватая фракция почвы
увеличивалась под картофелем на 10-12 %, а под зерновыми культурами на
2-3 %.
Многолетние травы улучшали водопрочность почвенных агрегатов на
4-6 % и сводили к минимуму содержание пыли в почве. Объемная масса
почвы под всеми культурами севооборота находилась в пределах
оптимальных значений (0,95-1,18 г/см3).
Внесение перепревшего навоза в расчетных дозах под посадки
картофеля, при запрограммированной урожайности 200 ц/га, обеспечило
получение 197 ц/га экологически чистого картофеля, выращенного без
применения химических средств.
Многолетние травы с урожайностью 500-600 ц/га зеленой массы и
рожь озимая с урожайностью 40-42 ц/га зерна обеспечивают высокую
конкурентную способность по отношению к сорнякам и сводят к минимуму
сток и смыв почвы за счет мощного растительного покрова и
фитомелиорирующей способности их корневой системы.
На склоновых землях предгорий повсеместно наблюдается тенденция
усиления эрозионных процессов, потери гумуса, ухудшение физикохимических свойств почв и снижение их плодородия. Так, запасы гумуса на
плакоре в слое почвы 0-10 см составили 4,5, в слое 10-20 см - 4,3 и в 20-30 см
- 2,8 %, на склоне содержание гумуса снижалось до 3,6 %, а к тальвегу
возрастало до 4,7 %. На пахотных склоновых землях, занятых кукурузой, почти ежегодно образуются промоины глубиной до 20-25 см, а урожайность
зерна снижается в 2-3 раза. Эти данные говорят о необходимости научно
обоснованного подбора культур и их чередования на пахотных землях
предгорий.
На выщелоченных черноземах в предгорной зоне на высоте 600 м
н.у.м. сравнивалась эффективность восьмипольных травопольных и
зернопропашного севооборотов. В результате экспериментов установлено,
что типы севооборотов, подбор культур и их чередование оказывают влияние
на содержание гумуса, структурно-агрегатный состав, водопрочность
агрегатов и объемную массу почвы. Запасы гумуса в травопольном и
зернопро-пашном севооборотах под различными культурами варьировали в
пределах 5,64-6,21 %, меньше гумуса - 5,64 % было под пропашными
культурами, под зерновыми культурами сплошного посева - 5,92 и больше
всего гумуса оказалось под многолетними травами -6,11- 6,12%).
Разрабатываемые коллективом ученых института экологически
безопасные технологические приемы при выращивании зерновых, кормовых
культур и картофеля, почвозащитные, интенсивные севообороты с
внедрением травосеяния, чередование биологически различных культур и
фитомелиорантов против сорняков, широкое применение в качестве
удобрений - навоза, сидератов, местных руд цеолитов, а также контурномелиоративная система земледелия, минимальная, разноглубинная и поверхностная обработки почвы позволяют получать стабильные урожаи
экологически чистой продукции. При этом обеспечивается охрана природы
от загрязнения, энтомофауны от гибели, сбалансированность в ландшафтах
пашни, лесов, кустарников, водных источников и др., почва не подвергается
эрозии и восстанавливается утраченное плодородие с.-х. угодий,
нормализуется приземная воздушная среда за счет существенного
сокращения химобработок и перевода части сильно эродированных земель на
консервацию на 5-7 лет путем залужения.
На основании многолетних данных НИР рекомендуем следующие
примерные адаптивно-ландшафтные системы земледелия по основным
природно-климатическим зонам гор и предгорий Северного Кавказа.
Горная зона, где преобладает водная эрозия; с сильно рассеченными
ландшафтами, сложенными из глинистых, щебеночно-супесчаных и
известняковых отложений. В основе адаптивно-ландшафтного земледелия экологическая сбалансированность угодий: пашни-леса-луга, водных
источников.
В структуре посева важное место должны занимать многолетние
бобовые и бобово-злаковые травосмеси, а также картофель, зерновые,
зернобобовые культуры и овощи. Сложность рельефа, мелкоконтурность,
малая мощность гумусового слоя, сформированного на горных породах,
высокая уязвимость территорий требует:
- контурной и контурно-полосной обработки почвы при контурно-мелиоративной организации территории;
- на северных и северо-западных склонах – почвозащитных,
плодосменных и травопольных севооборотов с возделыванием корнеклубнплодов, зерновых и холодостойких овощных культур;
- на южных склонах - возделывания преимущественно зерновых и
зернобобовых культур;
преимущества
альтернативного
земледелия
с
применением
органических удобрений;
-применения безотвальной и минимальной обработки почвы навесными культиваторами чизельного типа под мелкосемянные
культуры;
- контурно-ступенчатой
вспашки
плугом
с
одновременным
гребневанием под картофель, корнеплоды и многолетние бобовые культуры;
-формирования плакорных, склоновых и тальвеговых агро-фитоценозов
с залужением крутых склонов (7-9 и более градусов);
- подзимнего щелевания с внесением удобрений и мелкокапельного
орошения на южных склонах гор с целью влагонакопления;
- рекультивации отвалов, шахт, сильноэродированных и других
бросовых земель.
Предгорная зона, где выпадает достаточное и повышенное количество
осадков и наибольший ущерб в сельском хозяйстве наносит водная эрозия;
характеризуется холмисто-равнинными и среднегорными ландшафтами,
сложенными глинистыми сланцами, суглинистыми и гравийногалечниковыми подстилающими породами. Здесь значительный удельный
вес занимают тяжелые смытые почвы, половина которых - подстилаемые и
засоренные камнями. Организация территории - прямолинейная и
прямолинейно-контурная.
На склоновых землях - контурно-мелиоративная система земледелия с
формированием буферных полос, а на равнинной части - адаптивноландшафтная.
Научно-обоснованные севообороты - травопольные, плодосменные,
зернотравяные и зернопропашные. Максимальное уплотнение севооборотов
промежуточными культурами на зерно, корм и многокомпонентная
сидерация до 35-40%, которые усиливают их биологическую,
фитосанитарную, почвозащитную и экологическую роль.
Система
разноглубинной,
безотвальной
и
комбинированной
минимальной обработки почвы с использованием чизельных плугов и
культиваторов и метода прямого посева кукурузы, сои и подсолнечника.
Технология возделывания с профилированием поверхности почвы в
гребни и гряды под картофель создает оптимальные условия для
возделывания пропашных культур, с учетом охраны окружающей среды.
Удобрения органо-минеральные с известкованием кислых почв и рыхление с
кротованием, щелеванием и гребневанием на тяжелых периодически
переувлажняемых почвах, за счет осадков и подтопления.
Почво-водоохранный комплекс направлен на охрану сильно
эродированных земель с последующим залужением и облесением. Сочетать с
регулированием уровня нитратов и пестицидов в воде, почве и растительной
продукции, максимальным использованием факторов биологизации
воспроизводства плодородия почвы при чередовании культур в севооборотах
на принципах плодосмена и использования сидератов в пару и на зяби, нетоварной части урожая на удобрения, а также применения подстилочного и
жидкого навоза. Сочетать с интенсификацией и максимальным
использованием симбиотической и ассоциативной азотфиксации (посевом
бобовых культур).
Равнинная степная зона, где проявляется в основном ветровая эрозия,
а также совместное действие ветровой и водной. Она характеризуется
равнинными, волнистыми, среднерасчлененными ландшафтами, которые
сложены лессовидными и песчано-галечниковыми отложениями. В этих
условиях в первом минимуме - влагообеспеченность.
Поэтому непременным условием должны быть:
- прямолинейная и прямолинейно-контурная организация территории с
полосовыми посевами поперек направления ветров;
- почвозащитный комплекс от ветровой и водной эрозии (технологий,
специальные с.-х. орудия и др. приемы);
- рациональная структура посевных площадей;
- освоение паропропашных севооборотов на богаре и зерно-травянопропашных на орошаемых землях с уплотнением промежуточными
сидеральными культурами и сидеральным паром;
- использование многокомпонентных смесей кормовых и зерновых
культур для повышения проективного покрытия поверхности почвы и
продуктивности пашни;
- почвозащитная плоскорезная и чизельная обработка почвы в
сочетании с отвальной вспашкой;
- влагонакапливающая технология обработки почвы - минимальная с
поверхностным покрытием почвы растительными остатками;
- экономичные способы орошения, интенсивные технологии
возделывания с.-х. культур, оптимум норм внесения удобрений и
интегрированная защита растений;
Таким образом, адаптивно-ландшафтные системы земледелия,
обеспечивают повышение продуктивности пашни на 12 %, расширенное
воспроизводство почвенного плодородия и устойчивость агроэкосистем.
Литература
1. Модель адаптивно-ландшафтной системы земледелия (АЛСЗ) для
горной зоны РСО – Алания/ Абаев А.А., Адиньяев Э.Д., Айларов А.Е., Мисик
Н.А., и др. – Владикавказ, 2010. – 100с.
2. Айларов А.Е., Абаев А.А., Адиньяев Э.Д., Мамиев Д.М. Модель
адаптивно-ландшафтной системы (АЛСЗ) для предгорной лесостепной зоны
РСО-Алания.// Известия Горского государственного аграрного университета.
Т.48, ч.1, Владикавказ, 20011. –С.25-29.
3. Тугуз Р.К., Мамсиров Н.И. Агроэкологическая оценка земель
Республики Адыгея. //Земледелие. – № 3 . – 2012. – С. 21-23.
4. Модель адаптивно-ландшафтной системы земледелия (АЛСЗ) для
предгорной зоны РСО – Алания./Абаев А.А., Адиньяев Э.Д., Айларов А.Е.,
Мисик Н.А. и др. – Владикавказ, 2008. – 185с.
5. Адиньяев, Э.Д. Земледелие горных и склоновых земель.
Владикавказ: Изд-во ФГОУ ВПО «Горский агроуниверситет», 2010. – 672 с.
6. Кирюшина В.И. Агроэкологическая оценка земель, проектирование
адаптивно-ландшафтных систем земледелия и агротехнологий /
В.И.
Кирюшина, А.Л. Иванова - Москва, ФГНУ «Росинформагротех», 2000.-784с.
7. Мамиев Д.М., Абаев А.А., Тедеева А.А., Кучиев С.Э. Разработка
адативно-ландшафтной системы земледелия для предгорной зоны РСОАлания //Известия ГГАУ -Том 49 часть4.,21012г- С.79-83.
8. Мамиев Д.М. Усовершенствованные севообороты для горной зоны
РСО-Алания. // Научная жизнь, 2013. – №2 –С.49-53.
9. Мамиев Д.М., Абаев А.А., Айларов А.Е., ШалыгинаА.А.
Агроэкологическая районирование и основные разновидности адаптивноландшафтных систем земледелия горной зоны РСО-Алания// Известия ГГАУ
- Том 50 часть1., 2013г - С.68-71.