Изучение влияния природоохранных мероприятий, почвозащитной системы земледелия и структуры посевных площадей на плодородие почв
Изучение влияния природоохранных мероприятий,
почвозащитной системы земледелия и структуры посевных
площадей на плодородие почв
- Краткое обоснование темы
Развитие сельского хозяйства России, в том числе Чувашии до конца ХIХ века шло в условиях исключительно большого разнообразия почвенно-климатических, экологических и других факторов. В ХХ веке технический прогресс резко изменил соотношение сил природы и человека и поставил в повестку дня проблему сохранения окружающей среды, агроэкосистем и проблему производства продовольствия, отвечающего санитарно-гигиеническим нормам. Несмотря на сильный экономический спад в стране с конца 90-х годов ХХ столетия, расширяется техногенное воздействие на окружающую среду, возрастает поступление в организм человека широкого спектра токсикантов с сельскохозяйственной продукцией.
По мнению большинства ученых и специалистов, нынешнее состояние окружающей среды, в т.ч. почвенного покрова и агроэкосистем, оценивается как кризисное, а во многих регионах – близкое к катастрофе. В России загрязнение окружающей среды в настоящее время достигло таких масштабов, что может рассматриваться как угроза национальной безопасности. Этот тревожный симптом был отмечен на совместном заседании Совета Безопасности, Президиума Госсовета и Совета при Президенте Российской Федерации по науке и высоким технологиям, состоявшимся 20 марта 2002 года в Кремле. Поэтому, здесь научные исследования в области экологии и рационального природопользования признаны приоритетными направлениями.
На территории Чувашии ведущими типами техногенеза в агросфере являются агро-ядохимизационный, транспортный, мегаполисный и гидроэнергетический. Кроме того, на агроэкосистемы негативно накладываются процессы дегумификации, водная эрозия, переуплотнение почв и другие виды деградации из-за резкого сокращения работ, направленных на поддержание плодородия почв.
Одним из главных направлений оздоровления агроландшафта, производимой растениеводческой и животноводческой продукции является биологизация земледелия. Вопросы биологизации земледелия особенно остро встали в последние 10-15 лет, когда возникла насущная необходимость строгого ограничения применения химикатов в аграрном секторе с целью оздоровления общей экологической обстановки на Земле.
Однако необходимо четко различать здесь два понятия – биологизация и биологическое (экологическое, альтернативное) земледелие.
Первое в узком смысле слова предполагает максимальную замену минеральных удобрений органическими, посев многолетних бобовых трав и сидеральных культур, более полное использование растительных остатков, в том числе и соломы, снижение применения пестицидов за счет сокращения распространения болезней, вредителей и сорняков в посевах при улучшении фитосанитарного состояния полей.
Суть биологического (экологического) земледелия заключается в создании замкнутого круговорота питательных веществ, используя природные, биологические механизмы регуляции: сохранение плодородия почвы за счет выращивания в севооборотах многолетних и однолетних бобовых культур, промежуточных культур и растений с глубокорастущей корневой системой, внесение компостированных и некомпостированных органических материалов, исключение использования быстродействующих синтетических минеральных удобрений, применение только определенных биологических средств защиты растений и некоторых старых химических средств (сера, бордосская жидкость, силикат натрия и др.), запрет трансгенных растений, экономия и сохранение невозобновляемых ресурсов, энергии и сырья за счет использования возобновляемой энергии (биогаз, растительные масла, солнечная и ветровая энергии), объединение в хозяйствах растениеводства и животноводства, развитие животноводства, в основном, на собственной кормовой базе.
Несмотря на большую привлекательность, с точки зрения повышения саморегуляции агроценозов и получения экологически чистой продукции, биологическое земледелие, как альтернатива иным системам земледелия, не имеет перспективы. Оно имеет место сегодня в странах с перепроизводством продовольствия, основанного на субсидировании сельского хозяйства. Многочисленные опыты и анализы хозяйств показывают, что экономическая эффективность биологического земледелия значительно ниже, чем при традиционном производстве. В зависимости от местных условий и культур, урожайность при биологическом земледелии снижается на 20-50%. Кроме того, затраты труда на единицу продукции вследствие трудоемких технологий и невысоких урожаев выше, чем при традиционном и интегрированном земледелии. Низкая урожайность и продуктивность при биологическом земледелии не компенсируется снижением затрат на минеральные удобрения и средства защиты растений. Только повышенные цены на продукцию дают возможность получить одинаковые или более высокие доходы, чем при других системах земледелия. Так как при рыночных условиях цены определяются спросом и предложением продукции, большое влияние на развитие биологического земледелия имеет рынок. Однако готовность населения покупать продукты питания по повышенным ценам имеет границы. Например, в Германии в 2002 году население по результатам опроса было готово за продукты экологического производства платить только 13%, а в России эта цифра на порядок меньше.
Таким образом, система биологического или экологического земледелия при полном ее соблюдении не может обеспечить устойчивое развитие сельского хозяйства, производство продовольствия в необходимом объеме. Для устойчивого сельскохозяйственного землепользования необходим экологически допустимый, экономически эффективный, социально ответственный и ресурсосберегающий способ хозяйствования на земле. Поэтому сегодня наукой и практикой выдвинуты другие концепции землепользования. К таковым относятся концепция «интегрированного земледелия», которой придерживаются, в частности, в Германии и в других европейских странах, и стратегия «адаптивной интенсификации сельского хозяйства», поддерживаемая Россией. Стратегия адаптивной интенсификации сельского хозяйства в отличие от традиционной интенсивной или биологической (экологической) систем земледелия, ориентирует на:
- комплексное использование техногенных и биологических факторов в продукционном и средообразующем процессе агроэкосистем;
- исключение загрязнения и разрушения природной среды при использовании удобрений, пестицидов, мелиорантов, обработке почвы и пр.;
- экологизацию и биологизацию интенсификационных процессов на уровне технологий, агроэкосистем и агроландшафтов;
- снижение расходов техногенной энергии на каждую единицу продукции;
- уменьшение зависимости продуктивности и экологической устойчивости агроэкосистем от «капризов» погоды;
- получение высококачественных продуктов питания и сырья для промышленности (Жученко А. А., 1993).
Таким образом, устойчивое развитие сельского хозяйства в целом сегодня и в перспективе возможно только на основе адаптивной интенсификации системы земледелия, соответствующей экологическим, экономическим и социальным требованиям. При этом интенсификация предполагает максимальную биологизацию земледелия с целью частичной или полной замены в перспективе агрохимикатов для регулирования режима питания и защиты растений от болезней, вредителей и сорняков.
Принципиальным отличием систем удобрений и повышения плодородия почвы в условиях биологизации земледелия от традиционных является внесение органических удобрений во всех возможных формах: навоз, компосты, биогумус, зеленое удобрение, солома и другие органические материалы. Использование органических удобрений – это прием многоплановый, многостороннего воздействия на почву, растения и окружающую среду. В связи с этим в зависимости от назначения органического удобрения его следует использовать в разных формах, что в целом определяет его воздействие на структуру почвы, повышение в ней содержания гумуса и питательных веществ, фитосанитарное воздействие и т.д.
В настоящее время
в России в связи с резким уменьшением
объемов использования традицио
Одним из прогрессивных
и перспективных направлений
сельскохозяйственного производ
- вермикультивирование, при котором размножают полезных животных – дождевых компостных червей или получают их биомассу;
- вермикомпостирование, главной целью которого являются экологически безопасная переработка различных органических отходов и получение массы экскрементов дождевых компостных червей – копролита (биогумус, вермикомпост) – ценного органического удобрения.
С одной стороны
применение вермитехнологии
Научные исследования по адаптации и совершенствованию технологии вермикомпостирования для производства биогумуса ведутся в России с начала 80-х годов. В Брянской, Владимирской, Калужской, Московской и других областях накоплен опыт вермикомпостировния различных органических субстратов. В Московском государственном университете имени М.В. Ломоносова и во Владимирском педагогическом институте занимаются селекцией дождевых компостных червей и вывели новые отечественные штаммы этих животных, превосходящие калифорнийского червя по эффективности в 2 раза и более.
Последние годы отмечены особым вниманием к проблемам экологии. В связи с этим возрастает интерес к вермитехнологии. Увеличивается число предприятий, пытающихся размножать дождевых компостных червей, производить их биомассу их копролит. Однако, разнообразие по качеству и составу исходного сырья, природных и местных условий в хозяйстве и многих других факторов обуславливает необходимость разработки научно обоснованных рекомендаций по вермитехнологии в каждом конкретном случае, а также установить оптимальные и эффективные нормы и способы внесения получаемого биогумуса в производстве продукции различных сельскохозяйственных культур.
В республике в силу сильноволнистого характера мезорельефа, высокой распаханности территории и пестроты почвенного покрова преобладающей должна стать адаптивно-ландшафтная почво-водоохранная ресурсосберегающая биологизированная система земледелия, приспособленная к месту хозяйствующего объекта, в котором при соблюдении экологических и экономических требований, применяются все доступные и пригодные технологии земледелия и растениеводства в оптимально возможном сочетании, на длительное время обеспечивающих стабильно высокие урожаи необходимого качества.
В настоящее время
Международный экологический
В нашей почвенно-климатической зоне примером ведения производства экологически чистой аграрной продукции на основе организованной адаптивно-ландшафтной почво-водоохранной ресурсосберегающей биологизированной системы земледелия является колхоз «Ленинская искра» Ядринского района.
Автор данной работы, заложивший начало мониторинга земель сельскохозяйственного назначения в Чувашии, вот уже 15 лет ведет постоянные наблюдения и производственные эксперименты в данном хозяйстве по оценке комплексного влияния организации территории, лесомелиоративных, гидромелиоративных, агротехнических и биологических мероприятий на эрозию плодородие почвы, на ее биологическую активность, агробиоценоз и продуктивность сельскохозяйственных культур. В 2008 году впервые была предпринята попытка экологической оценки по некоторым показателям зерна, почвы и воды с дальнейшим сравнением этих результатов с результатами, где более интенсивно используется современные агрохимикаты в виде минеральных удобрений и средств защиты растений.
- Цель и задачи исследования
Целью данной работы являются производство экологически чистой продукции в системе адаптивно-ландшафтного биологизированного земледелия.
Задачей работы является
сравнительное изучение содержания
в почве и продукции
Объект исследования и место выполнения работы:
- растениеводческая продукция, произведенная в адаптивно ландшафтном биологизированном земледелии колхоза «Ленинская искра» Ядринского района, почва и вода с территории данного хозяйства и растениеводческая продукция, произведенная в интенсивном земледелии ООО «Агрофирма «Санары» Вурнарского района.
В колхозе «Ленинская искра» Ядринского района изучались:
- структура посевных площадей за 2001-2008 г.г. по книге «История полей», паспорту поля и отчетам главного агронома;
- урожайность сельскохозяйственных культур по данным бухгалтерского отчета за 2001-2008 г.г.;
- другие показатели по данным мониторинга земель, проводимого нами в данном хозяйстве с 2004 года.
Отбор почвенных образцов производился под озимой пшеницей в III поле 2-го полевого севооборота на площади 119 га. Для этого по двум диагоналям поля в 24 местах (по 12 мест на каждой диагонали) отбирали образцы почвы из пахотного слоя 0-25 см примерно по 300-400 г. Затем эти образцы тщательно перемешивались, и, из перемешанной почвы отбирался один смешанный образец массой в 2 кг, который доставлялся в испытательный лабораторный центр.
Зерно озимой пшеницы отбиралось из 10 бункеров комбайна во время прямой уборки, по 0,5-0,6 кг из каждого 10 бункеров. Затем зерно высушивалось в закрытом помещении, путем растила на мешковине, и для анализа отбирался смешанный образец массой 1 кг.
Вода была взята из родника в деревне Алешкино потому, что родник близко расположен к полю с озимой пшеницей, т.е. к III полю 2-го севооборота, в специальную стеклянную посуду, выданную лабораторным центром гигиены эпидемиологии в Чувашской Республике.
Почва и зерно озимой пшеницы в ООО «Агрофирма «Санары» отбирались теми же методами, что и в колхозе «Ленинская искра».
Образцы клубней картофеля отбирались в поле 4 первого полевого севооборота, размещенного на площади 52 га после озимой пшеницы Казанская 560. Образцы отбирались в пяти местах, по диагонали. На каждом месте клубни отбирали с 10 кустов, а в сумме с 50 кустов – по 2 клубня. Из 100 отобранных и смешанных клубней в лабораторный центр было направлено 20 клубней.
Методика санитарно-
3. Результаты исследования
3.1. Краткая характеристика колхоза «Ленинская искра»
Территория
колхоза расположена в северо-
- гармония между человеком и природой, рациональное сочетание сельскохозяйственного производства и экологической обстановки;
- прекращены эрозионные процессы в оврагах и балках, значительно сокращена плоскостная эрозия;
- улучшился водный режим и микроклимат территории колхоза, значительно уменьшился поверхностный сток талых вод и ливневых осадков, поднялся уровень грунтовых вод, оживают родники. Выпадает сильная роса, часты стали туманы, необходимые хмелеплантациям и ряду других культур;
- повышается плодородие земель. Значительно возросла биологическая активность почв и биологическая продуктивность всей территории колхоза. Например, на пашне урожаи зерновых культур с 8 ц в середине 60-х годов поднялись до 35 ц и выше с одного гектара. В 2007 году урожайность озимой пшеницы по различным предшественникам и технологиям варьировала от 36,1 до 67,2 центнера с гектара.
В колхозе
создана адаптивно-ландшафтная
В агротехническом комплексе произведено коренное изменение структуры посевных площадей на пашне путем увеличения площадей многолетних трав (прежде всего люцерны и клевера) до 50-54%. На пашне организована система севооборотов, включающая 4 полевых, 4 почвозащитных севооборота и 1 кормовой. Достигнуто значительное регулирование баланса гумуса, а в почвозащитных севооборотах наметилась четкая тенденция нарастания гумуса.
Прекращен выпас скота в балках и оврагах. Выделены пастбища для выпаса скота жителей на пашне вокруг всех 14 деревень.
Проведено выполаживание оврагов и балок, превращение их склонов в высокопродуктивные сенокосы за счет люцерны в первые годы после выполаживания, а затем переход на естественный луговой травостой.
На 725 га пашни организована контурно-мелиоративная почвозащитная система для кардинального решения проблемы плоскостной эрозии.
В лесомелиоративном
комплексе выполнены
Весь комплекс овражно-балочных, полезащитных и водорегулирующих лесных полос в настоящее время занимает 217 га.
Гидромелиоративный комплекс включает:
- прекращение добычи камня и гравия на днищах оврагов;
- организацию каскада плетневых и фашинных запруд в оврагах;
- закрепление днищ оврагов от размыва, берегов речек колышками, хворостом, ботвой хмеля, зарослями ивы и т. д.;
- организацию сети гидросооружений. В настоящее время на территории колхоза сооружен 61 пруд с зеркальной площадью 84 га.
Коренное изменение системы земледелия с комплексом агротехнических, лесомелиоративных и гидромелиоративных мероприятий значительно улучшило экологическую обстановку агроландшафта колхоза «Ленинская искра» и позволило постепенно перевести земледелие на биологическую основу, которое включает:
- широкое возделывание на пашне многолетних бобовых трав, занимающих половину территории колхоза, в сочетании с рациональным комплексом лесополос и гидрографической сетью;
- отказ от применения пестицидов на полях колхоза с 1979 года. Частично они используются для протравливания семян;
- значительное сокращение применения минеральных удобрений. Особый интерес представляет то, что при 4-х кратном уменьшении использования туков, продуктивность пашни не уменьшилась, даже несколько возросла в результате увеличения биологической активности почвы (на территории колхоза ведется мониторинг земель сельскохозяйственного назначения с 1994 года);
- создание в свое время 9 энтомологических заказников для поддержания численности полезных насекомых и, в первую очередь, энтомофагов и опылителей.
Положительные изменения в колхозе, связанные с улучшением ведения всей системы земледелия и сельскохозяйственного производства, с улучшением экологического каркаса территории дали возможность в доперестроечное время значительно поднять экономику колхоза и на этой основе успешно решать проблемы личного подворья (70% растениеводческой продукции с сельскохозяйственных угодий колхоза поступает в личные подсобные хозяйства), образования, культуры, здравоохранения и воспитания молодежи. Все 14 деревень, входящие в колхоз, газифицированы, соединены асфальтированными дорогами.
С 2004 года в колхозе (почти первыми в республике) начали постепенно переходить к ресурсосберегающим технологиям производства растениеводческой продукции в таком звене севооборота: яровые зерновые с измельчением соломы при уборке – чистый пар – озимая пшеница. Чистые пары являются временным звеном, и они выполняют основную функцию по окультуриванию поля, по выравниванию поверхности, и, самое главное, - по сороочищению. Для Чувашии как показывает опыт, чистые пары необходимы и неизбежны для переходного периода.
Вся технология выполнялась отечественной техникой. К сожалению, по ряду экономических причин, после начала реформ в России, колхоз оказался не в состоянии приобретать современную высокотехнологичную и производительную технику. Основной парк сельскохозяйственных машин и орудий выработал срок эксплуатации. Ремонт и техническое обслуживание требует больших затрат. В последние годы из новых машин и орудий приобретены трактор МТЗ 1221, универсальный посевной агрегат АУП-18, дискатор БДМ 3х4, зерноуборочный комбайн ДОН-1500 с измельчителем.
Главной помехой в расширении ресурсосберегающих технологий в севооборотах в целом является очень низкий уровень технического обеспечения в колхозе. Из-за этой причины не удается своевременно, качественно и производительно выполнить весь комплекс технологических операций.
Таким образом, в колхозе «Ленинская искра» создана основа сберегающего земледелия, его базис – адаптивно-ландшафтная организация территории с эффективным экологическим каркасом является уникальным не только для Чувашии, но и для всей России. Созданный территориальный каркас, охватывающий весь земельный массив, позволяет воспроизводить плодородие ландшафта и получать экологически чистую продукцию. Поэтому этот опыт должен быть сохранен и расширен путем создания инновационного центра для ускорения и масштабного внедрения сберегающего биологизированного земледелия в лесостепной зоне, включая точное земледелие и ресурсосберегающие технологии.
Колхоз мог бы стать центром переподготовки руководителей АПК всех регионов, специалистов и других работников сельского хозяйства Приволжского федерального округа для перехода к сберегающему земледелию в целом. Для создания такого центра колхоз располагает земельной территорией, помещениями-аудиториями, сетью дорог и другой инфраструктурой, кроме системы сельскохозяйственных машин. Имеется научный потенциал. Колхоз является лабораторией экологически чистой продукции и социального развития села Чувашской государственной сельскохозяйственной академии. Как было указано выше, на территории колхоза силами ученых ЧГСХА (Ильина Т. А., Васильев О. А.) ведется мониторинг земель, а ресурсосберегающие технологии внедряются при тесном сотрудничестве с профессором ЧГСХА Мутиковым В. М.
3.2. Условия производства, способствующие получению
экологически чистой аграрной продукции в колхозе «Ленинская искра».
Анализ производства растениеводческой продукции за 2001-2008 г.г.
Сельское
хозяйство исторически
В Чувашской Республике в силу ряда объективных и субъективных причин из всех природных ресурсов в большей мере пострадала почва – основное средство производства аграрной продукции. Она интенсивно деградировала, начиная с 20-х – 30-х годов ХХ века под влиянием главного негативного фактора – эрозии почвы. В Приволжском федеральном округе, да и в России в целом, Чувашия имеет наибольшую долю смытых почв. Главными причинами такого разрушающего почву фактора, как эрозия, являются сведение лесов, особенности рельефа местности, выражающиеся высокой степенью изрезанности оврагами и балками, рыхлая, неустойчивая к разрушению почвообразующая порода, распашка эрозионно опасных земель, увеличение доли пашни в сельскохозяйственных угодьях, переувлажнение пашни и ухудшение инфильтрации воды. Не последнюю роль в деградации почв через эрозию играют традиционная технология в земледелии с преимущественным использованием отвальной вспашки, высокая плотность населения и др.
Поэтому 40 лет назад в Чувашии большую опасность разрушения экологической среды, т.е. самой среды обитания и благополучия местного населения осознали в колхозе «Ленинская искра» Ядринского района. Айдаку А. П., возглавлявшему хозяйство более четырех десятилетий, удалось решить широкий круг вопросов экологических и социальных проблем и осуществить комплекс мероприятий по рациональному природопользованию и формировать у населения бережное отношение к природе. Многолетняя целенаправленная работа по рациональному природопользованию охватывает все природные ресурсы территории, закрепленные за хозяйством, - земли, леса, водные источники, растительный и животный мир. Сохраняется, воспроизводится и повышается плодородие почв, выращиваются стабильно высокие урожаи экологически чистой сельскохозяйственной продукции, рационально используются биологические ресурсы, все многообразие растительного и животного мира.
В колхозе осуществлен широкий комплекс противоэрозионных мер, включающий организационно-хозяйственные, агротехнические, луголесомелиоративные и гидротехнические, которые обеспечили почти полное прекращение эрозионных процессов. Так, наши специальные исследования методом стоковых площадок, так и расчетным методом по Уашмайеру и Смиту показали, что среднегодовая величина смыва почвы плоскостной эрозией в полевых севооборотах составляет 3,1, в кормовом – 3,9 и в почвозащитных – 4,1 тонны с каждого гектара. Это на фоне интенсивности смыва для Сурского правобережья Ядринского района, равного 10-20 тонн с гектара в год. Таким образом, продуманный системный комплекс противоэрозионных мер в 3-5 раз уменьшил потерю почвы на пашне. В хозяйстве в больших объемах осуществлено защитное лесоразведение – наиболее эффективное средство борьбы с эрозией почв. В 1985 году на склоновых землях для более полного решения проблемы плоскостного смыва почвы в колхозе была развернута работа по контурно-мелиоративной организации территории с созданием системы горизонтальных водорегулирующих лесных полос из двух рядов деревьев с водопоглощающей канавой между ними. Такую организацию склоновых земель осуществили на площади более 700 гектаров.

- Изучение влияния техносферы на биосферу
- Изучение внимания у детей 10-12 лет
- Изучение возможностей предприятия
- Изучение возможности создания искусственного интеллекта
- Изучение возобновления дуба пушистого на территории Михайловского природного комплекса
- Изучение газового хозяйства
- Изучение гендерных проблем в современной социологии
- Изучение атмосферных электрических явлений
- Изучение аэро и космических изображений. Сравнение снимка с картой
- Изучение банковской деятельности на примере АО “Банка ТуранАлем”
- Изучение бедности как социального явления. Проблемы бедности в Кыргызстане
- Изучение биографии и творческого наследия Н.Трубецкого, П.Савицкого, В.Вернадского
- Изучение Вернадского о ноосфере
- Изучение влияния бытовой химии на человека