Учение о плодородии почвы.
В интенсивном земледелии под плодородием следует понимать способность почвы на основе её физических, химических, физико-химических и биологических свойств служить культурным растениям средой обитания, источником и посредником в обеспечении земными факторами жизни при строгом соответствии почвы современным технологическим, экологическим и экономическим требованиям. Учение о плодородии пахотных почв, его воспроизводстве – теоретическая основа научного земледелия.
Плодородная почва должна отвечать следующим условиям:
· Содержать достаточное количество питательных веществ и воды и максимально эффективно воспринимать, аккумулировать и предоставлять растениям воду и питательные вещества, вносимые извне; обеспечивать условия оптимального воздушного и теплового режимов.
· Быть пригодной для применения новейших технологий обработки и выращивания полевых культур, устойчивой к различного рода факторам разрушения;
· Характеризоваться сильно выраженным фитосанитарным эффектом, т.е. способностью в минимальные сроки устранять явления «почвоутомления» при возделывании культур в севооборотах, быть чистой от семян сорняков, вредителей и возбудителей болезней.
Плодородие почвы формируется под действием таких факторов: биологических, агрофизических и агрохимических.
1. К биологическим факторам плодородия относятся: содержание и состав органического вещества почвы, почвенная биота и чистота почвы от сорняков, вредителей и болезней.
2. В группу агрофизических факторов относятся: гранулометрический состав почвы, структуру и строение пахотного слоя, мощность пахотного слоя.
3. К агрохимическим факторам плодородия почвы относятся: содержание и режим питательных веществ, а также щелочно-кислотные и поглотительные свойства почвы.
Системы земледелия, обеспечивающие резкое повышение продуктивности земледелия, невозможны без искусственного восстановления и повышения исходного плодородия, его воспроизводства. Возрастающее применение факторов интенсификации земледелия (применение удобрений, орошение, новых технологий возделывания с.-х. культур и т.д.) лимитируется в первую очередь уровнем почвенного плодородия как посредника в использовании этих факторов. Возрастает и экологические значение плодородия – как элемента биосферы, устойчивости этого элемента к деградации.
В настоящее время особенную актуальность приобретает программированное воздействие на почву, дозирование этого воздействия, создание теоретически и практически наиболее целесообразных моделей (параметров) плодородия. Т.к. воздействие человека на почву сейчас практически безгранично.
Управление плодородием почвы в интенсивном земледелии строится на нормативно-технологической основе, т.е. определение оптимальных параметров факторов плодородия в конкретных условиях производства и программированное воспроизводство оптимальных уровней плодородия.
При разработки систем земледелия в основу агротехнического, мелиоративного и экологического блоков закладывается технологическая модель плодородия почв – это экспериментально установленное сочетание важнейших свойств почв (факторов плодородия), находящихся в тесной корреляции с величиной урожая при прочих равных условиях его получения (климат, растение, производственная деятельность человека).
В технологическую модель плодородия включены факторы:
· из биологических (содержание гумуса и фитосанитарное состояние почвы);
· из агрофизических (структура, плотность и гранулометрический состав);
· из агрохимических (содер-ние подв. форм Р2О5 и К2О, а также рН КСl).
Важнейшие особенности технологических моделей плодородия почв:
· теоретическая и экспериментальная обоснованность агрономической эффективности (обеспечение заданных урожаев) и воспроизводства (простого и расширенного) избранной модели земледелия;
· экономическая эффективность технологических моделей плодородия (сравнение стоимости полученного урожая с затратами на воспроизводство модели и получение урожая);
· дифференциация модели плодородия в зависимости от гранулометрического состава почвы;
· дифференциация модели плодородия в зависимости от уровня интенсификации земледелия в конкретном хозяйстве и его экономических показателей от специализации севооборота (соответствие биологическим особенностям основных культур);
· экологическая сбалансированность технологических моделей плодородия.
Организация земельной территории хозяйства и севооборотов.
Планово-организационной основой, объединяющей и взаимоувязывающей все части любой системы земледелия в единое целое является научно обоснованная организация земельной территории хозяйства со всеми его угодьями – пашней, естественными сенокосами и пастбищами (лугами), лесными массивами, водными бассейнами, дорогами, производственными постройками и т.д.
В зависимости от местных почвенно-климатических условий соотношение площадей основных угодий (пашни, естественных кормовых угодий, леса, водоёмов) будет неодинаковым.
В южных районах страны с большей распаханностью земель (до 80-90%) преобладает пашня, в более северных – лесные и естественные кормовые угодья (до 60-70%). В зависимости от удельного веса пашни и естественных кормовых угодий, специализация хозяйств планируется структура посевных площадей, севообороты, агротехнические и другие мероприятия (пример с хозяйством в Карпатах (З. Украина): земли – 27 тыс. га; пастбищ – 5 тыс. га; лесов – 10 тыс. га; пустырей – 2 тыс. га; чагарников – 5 тыс. га; пашни – 500 га (овощи)).
Наилучшей формой организации земельной территории хозяйства в настоящее время считается землеустройство в рамках целых водосборных бассейнов с нарезкой полей севооборотов с учетом рельефа местности (крутизны, ориентации по сторонам света, размеров) и состояния почвенного покрова (подверженность его водной и ветровой эрозии, пестроты по плодородию и т.д.).
Организация земельной территории каждого хозяйства должна обязательно иметь противоэрозионный (почвоводоохранный) характер и создавать лучшие условия для организации защиты земель от разрушения.
У нас в Луганской области: 2,5 млн. га земли, а пашни – 1,4 млн. га » 60% земли распахано, а плотность населения самая высокая (в Донбассе > чем в Китае): Горловка, Алчевск, Северодонецк, Донецк, Луганск, - шахтёрский край. В Луганской области – 2 млн. 757 тыс. человек, причем в селе » 10-14% от всего населения.
Зональная систем земледелия – это система, все звенья которой (структура посевных площадей, севообороты, системы семеноводства, обработки почвы, удобрения, защиты растений …) тщательно учитывают и наиболее полно реализуют местные почвенно-климатические и материально-технические ресурсы. Она соединяет в себе новейшие достижения науки и практики по размещению, специализации, организации и технологии производства растительной продукции.
Все зональные системы земледелия должны обладать следующими свойствами: базироваться на зонах земледелия, быть комплексными по содержанию, иметь почвоохранную направленность, состоять из новейших энергосберегающих и почвозащитных технологий, создающих условия для высокопроизводительного труда, т.е. они должны быть экономически эффективными.
Высшей формой выражения и реализации зональной системы земледелия является научно обоснованная система ведения земледелия в каждом конкретном агроформировании. В ней интегрируются все составные: земля, трудовые ресурсы, техника, прогрессивные технологии, другие достижения НТП.
Следующий шаг совершенствования работы с землёй – конкретные технологии возделывания каждой с.-х. культуры на конкретном поле. Именно через технологии в настоящее время осуществляется НТП в той или иной отрасли, производстве продукции, материализуются и реализуются системы земледелия. ВЫ настоящее время интенсивные технологии носят энерго- и ресурсосберегающий характер и являются экологически чистыми.
Главной задачей современных систем земледелия является получение высоких и устойчивых урожаев и валовых сборов зерна, другой с.-х. продукции на основе их дальнейшей интенсификации и совершенствования, наиболее рационального использования земли, удобрений и других ресурсов, повышения плодородия почв.
Агрономическое обоснование зональности систем земледелия.
Территория Украины по природно-климатическому и экономическому районированию подразделяется на 3 основные зоны: Полесье, Лесостепь, Степь. Каждая характеризуется разными почвенно-климатическими условиями.
Полесье занимает северную и западную часть Украины, Площадь » 5 млн. га, или 24,9 от всей площади земли Украины. Пахотные земли » 5,7 млн. га или 16,7% от пахоты в Украине. В состав входят: северные районы Ровненской , Волынской, Киевской, Черниговской и Сумской Областей, а также северо-западная часть Львовской, часть тернопольской, и Хмельницкой областей. Предгорные и горные районы Карпат – 3,5 млн. га земли. Климат: умеренно-континентальный. Средняя месячная температура января = -6,5…-2,90С, лето тёплое, температура = +14…+190С. акт t (>100С) в Закарпатье = 30280С, в Карпатах - 11700С, в других районах от 1135 до 25800С. => в среднем (>100С) – 2400-26000С, обеспеченность теплом большинства с/х культур кроме кукурузы достаточная. В Полесье только ранние гибриды кукурузы, а в Карпатах, и Закарпатье – любые. ГТК =1,3-2,0. Вег. п-д = 190 дней. Это зона достаточного увлажнения. осадков за год 600…700 мм, из которых » 66-70% выпадают в тёплый период. Количество осадков в центре Карпат = 900-1000 мм, а кое-где 1400 мм в год. Испарение воды из почвы не более 400-450 мм => коэффициент увлажнения = 1,9…2,8. Переувлажнение обуславливает развитие подзолистого и болотного процессов почвообразования. Все с/х культуры в зоне хорошего обеспечения влагой. Почвы:разнообразны. Небольшую площадь занимают малоплодородные дерново-подзолистые (слабогумусир. с повышенной кислотностью) гумусный горизонт не > 14 см, а его содержание 0,6-1,1%. Есть еще на юге зоны серые лесные, черноземы оподзоленные и перегнойно-карбонатные. На левобережье встречаются засоленные и солонцеватые почвы, торфоболотные почвы. В Карпатах: буроземно-среднеоподзоленные, дерново-среднеоподзоленные.
Лесостепь. Занимает 33,6% территории Украины. Площадь пашни составляет » 12,6 млн. га или 36,8% от всей площади земли Украины. В состав входят лесостепные районы Волынской, Ровненской, Львовской, Тернопольской, Черновицкой, Хмельницкой, Житомирской, Харьковской, Киевской, Черниговской, Сумской, Одесской, Кировоградской, Полтавской, а также Винницкая и Черкасская области. Средняя (>100С) = 2500-29000С.
Климат: умеренно теплый. Среднемноголетняя температура января -4…-8; июля +10…+200С. акт t западной Лесостепи 2300-25000С, центральной – 2500-27000С, восточной – 2600-29000С, т.е. ранние гибриды кукурузы вызревают везде, а поздние – только в восточных (29000) районах Лесостепи. ГТК – 1-1,3. Вег. п-д = 190-215 дней. Делится на 3 подзоны. Достаточного увлажнения (Волынская, ровненская, Львовская, Тернопольская, Черновицкая, Хмельницкая и Житомирская, часть Винницкой, Черниговской, Сумской области). осадков = 525-645 мм. За вег. п-д = 380-450 мм. В ней нет длительных засушливых периодов. Запасы воды в почве восстанавливаются до весны следующего года. Неустойчивого увлажнения (Винницкая, Черкасская, Черновицкая, Одесская, Кировоградская, Киевская, черниговская, Харьковская, Сумская, часть Полтавской). осадков = 430-480 мм, а 300-340 мм выпадает в течении вегетационного периода. Тут каждый третий год засушливый.
Степь. Наибольшая по территории зона Украины. Охватывает 41,5% площади земли, 45,5% площади с/х угодий и 46,5% или » 16 млн. га пашни. Она занимает Одесскую, Николаевскую, Херсонскую, Кировоградскую, Днепропетровскую, Запорожскую, Донецкую, Луганскую, Харьковскую области и Крым. Северная подзона Степи: Днепропетровская, Луганская, Донецкая, северные районы Кировоградской, Полтавской, Харьковской, северные районы Николаевской, Херсонской и Запорожской, северные и центральные районы Одесской области. Рельеф равнинный. Почвы: черноземы обыкновенные » 9 млн. га, это малогумусные (3-5%) и среднегумусные (6%), преимущественно тяжелосуглинистые. По гранулометрическому составу встречаются также мало- и среднегумусные глубокие чернозёмы, а также черноземы на твердых породах 9в центре Донбасса). Это тяжелые малогумусные бесструктурные почвы. акт t (>100С) = 2900-34000С. Вегетационный период = 210-240 дней. ГТК = 0,5-1. осадков – 400-500 мм. Среднемноголетняя t0 января -4…-80С, а июль +21…+230С. Вегетационный период = 200-230 дней. Можно выращивать все с/х культуры. Но отрицательные стороны: пыльные бури, периодические засухи, суховеи, ветровая эрозия, неустойчивый снежный покров и температура во время зимовки озимых культур. Южная подзона Степи: юг Одесской, Николаевской, Запорожской, Херсонской и северные районы Крымской областей. Почвы: черноземы тяжелогумусные южные (3 млн. га), темно-каштановые и каштановые почвы (гумус 2-3%), (почвы солонцеватые, тяжелого механического состава), в особенности на прилегающих к Черному и Азовскому морям территориях. В горный районах Крыма среднегодовая температура воздуха = 9…110С, а количество осадков – 380-500 мм, преобладающие почвы – черноземы карбонатные южные. Южная зона, особенно восточные (Херсон, Николаев, Запорожье, Днепропетровск, Крым, Луганск) характеризуется пыльными бурями.
Ориентировочная структура посевных площадей в хозяйствах зоны Полесья (Максимальное производство технического сырья, кормов и продукции животноводства)
| Специализация отрасли | Структура посевных площадей | |||||
| Животно-водства | Растение-водства | Зерновые | Картофель и овощные культуры | Лён-долгунец | кормовые | |
| всего | В т.ч. много-летние травы | |||||
| Общая | Зерно-карто-фельная | 45-55 | 20-25 | - | 20-25 | 6-12 |
| Скотоводство | Зерно-карто-феле-льняная | 50-52 | 10-15 | 5-14 | 25-28 | 10-15 |
| Производство говядины | Зерно-кормовая | 46-50 | 10-14 | 7-10 | 30-34 | 10-18 |
| Производство молока | Зерно-кормовая | 44-50 | 9-13 | 4-8 | 33-40 | 9-22 |
| Выращивание нетелей | Зерно-кормовая | 39-48 | 8-13 | 3-8 | 38-45 | 3-24 |
На дерново-подзолистых почвах и серых оподзоленных почвах Полесья с успехом выращивают озимую пшеницу, рожь, картофель, лен, горох, речку, люпин, клевер и сахарную свеклу.
В структуре товарной продукции хозяйств зоны максимум продукции на скотоводство (>50%). Оно постепенно расширяется, а на растениеводство = 40% товарной продукции.
Ориентировочная структура посевных площадей в хозяйствах Лесостепи (максимальная часть в структуре посевных площадей занимают озимые и яровые зерновые и технические культуры)
| Специализация отрасли | Структура посевных площадей | ||||
| Животно-водства | Растение-водства | Зерновые | Сахарная свекла | кормовые | |
| всего | В т.ч. многолетние травы | ||||
| Скотоводство | Зерно-свекловая | 55-60 | 15-18 | 21-25 | 10-12 |
| Производство свинины и птицеводство | Зерно-фуражная | 65-70 | 10-18 | 15-20 | 8-12 |
| Производство говядины | Зерно-кормовая | 44-52 | 15-18 | 32-36 | 12-18 |
| Производство молока | Зерно-кормовая | 45-50 | 15-18 | 30-38 | 12-20 |
| Выращивание нетелей | Зерно-кормовая | 45-48 | 10-13 | 32-44 | 14-23 |
Ориентировочная структура посевных площадей в хозяйствах Степи (Часть (доля) зерновых увеличивается с севера на юг, а сахарной свеклы в основном выращивают на севере Степи, для подсолнечника – во всех подзонах, кроме районов с бедными каштановыми, солонцеватыми почвами. В Северной Степи кукурузы должно быть больше, а ячменя меньше, а на юге - наоборот).
| Специализация отрасли | Структура посевных площадей | |||||
| Животно-водства | Растение-водства | Зерно-вые | Технические (подсолнечник и сахарная свекла) | Чистый пар | кормовые | |
| всего | В т.ч. много-летние травы | |||||
| Скотоводство | Зерно-масляная | 55-60 | 10-20 | 5-10 | 20-25 | |
| Производство свинины и птицеводство | Зерно-фуражная | 65-70 | 5-10 | 5-10 | 15-20 | |
| Производство говядины | Зерно-кормовая | 50-52 | 8-10 | 5-8 | 30-35 | |
| Производство молока | Зерно-кормовая | 48-50 | 8-10 | 5-8 | 32-37 | |
| Выращивание нетелей | Зерно-кормовая | 45-50 | 5-10 | 5-8 | 35-40 |
Примеры севооборотов для зон Украины
Полесья:
Общая специализация: 1. Клевер на 2 укоса. 2. Озимая пшеница. 3. Лён. 4. Озимые + пожнивные посевы. 5. Картофель. 6. Ячмень. 7. Кукуруза на силос, кормовые корнеплоды. 8. Овес, ячмень с подсевом клевера.
Зерно-кормовой севооборот: 1. Многолетние травы. 2. Многолетние травы. 3. Озимая пшеница. 4. Лён ½ + кукуруза на силос ½. 5. Озимые + пожнивные посевы. 6. Картофель + корнеплоды. 7. Ячмень. 8. Кукуруза и однолетние травы на з/к + поукосные посевы, люпин. 9. Яровые зерновые с подсевом люцерны с клевером (на > плодородных землях).
Овоще-молочного направления: 1. Многолетние травы. 2. Многолетние травы. 3. Овощи. 4. Ячмень. 5. Кукуруза на силос и однолетние травы на з/к. 6. Озимая пшеница + пожнивные посевы. 7. Овощи и кормовые корнеплоды. 8. Овес на зерно и однолетние травы с подсевом многолетних трав.
Фермерский на производство молока: 1. Клевер. 2. Оз. пш. на зерно и з/к + пожнивные посевы. 3. Картофель, кормовая свекла, кукуруза на зерно. 4. Кук-за на силос и з/к + поукосные посевы. 5. Ячмень с подсевом клевера.
Фермерский на производство молодняка КРС: 1. Клевер. 2. Озимая пшеница на зерно и з/к + пожнивные посевы. 3. Кукуруза на зерно, картофель. 4. Кукуруза на силос, зерно. 5. Ячмень с подсевом клевера.
Фермерский на производство свинины: 1. Клевер. 2. Озимая пшеница. 3. Кормовая свекла, кукуруза на зерно. 4. Горох, кукуруза на зерно. 5. Ячмень с подсевом клевера.
Лесостепи:
Достаточное увлажнение:
Зерно-свекло-животноводческого направления: 1. Клевер на 2 укоса. 2. Оз. пшеница. 3. Сахарная свекла. 4. Горох. 5. Озимые + пожнивные культуры. 6. Ку-за на силос. 7. Оз. пшеница. 8. Сахарная свекла, картофель, гречиха. 9. Кукуруза на зерно. 10. Ячмень с подсевом клевера. (Еще) 1. Много- и однолетние травы. 2. Озимая пшеница. 3. Сахарная свекла. 4. Горох. 5. Оз. пшеница. 6. Сах. свекла. 7. Ячмень с подсевом клевера, кук-за.
Фермерский на производство зерна, сахарного сырья, молока, мяса: 1. Клевер. 2. Озимая пшеница. 3. Сахарная свекла. 4. Кукуруза на зерно, силос, гречка с подсевом многолетних трав.
Фермерский на производство свинины: 1. Клевер луговой. 2.Озимая пшеница + пожнивный посев. 3. Кукуруза на зерно, горох. 4. Картофель. 5. Ячмень с подсевом клевера лугового.
Неустойчивое увлажнение:
Зерно-свекло-животноводческого направления: 1. Многолетние травы на 1 укос. 2. Озимая пшеница. 3. Сахарная свекла. 4. Кукуруза на зерно. 5. Горох. 6. Озимая пшеница. 7. Сахарная свекла. 8. Кукуруза на силос и з/к. 9. Озимая пшеница и рожь + пожнивный посев. 10. Ячмень, овес, просо с подсевом многолетних трав.(Еще) 1. Многолетние и однолетние травы. 2. Озимая пшеница. 3. Сахарная свекла. 4. Кукуруза на зерно, просо. 5. Горох. 6. Озимая пшеница. 7. Сахарная, кормовая свекла, картофель, подсолнечник. 8. Кукуруза на силос, гречиха. 9. Оз. пшеница, ячмень с подсевом мног. трав.
Недостаточное увлажнение:
Зерно-свекло-животноводческого направления: 1. Черный и ранний зан. пары. 2. Оз. пшеница. 3. Сахарная свекла. 4. Ячмень, овес, просо с подсевом мног. трав. 5. Мног. травы. 6. Оз. пшеница. 7. Сахарная и кормовая свекла. 8. Горох, кукуруза на силос. 9. Оз. пшеница. 10. Кук-за на зерно, подс-ник.
Степи:
Северная Степь. Зерно-масло-скотоводческое направление: 1. Черный и ранний занятый пары. 2. Озимая пшеница. 3. Сахарная свекла, кукуруза на зерно. 4. Яровые (ячмень, овес…). 5. Кукуруза на силос. 6. Озимая пшеница. 7. Кукуруза на зерно. 8. Горох. 9. Озимая пшеница. 10. Подсолнечник.
Южная степь. Зерно-масло-скотоводческая специализация: 1. Черный пар. 2. Озимая пшеница. 3. Кукуруза на зерно. 4. Ячмень с подсевом многолетних трав. 5. Многолетние травы. 6. Озимая пшеница. 7. Кукуруза на силос. 8. Озимая пшеница. 9. Кукуруза на зерно, подсолнечник.
Фермерский специальный севооборот зерновой: 1. Черный пар. 2. Озимая пшеница. 3. Яровой ячмень. 4. Подсолнечник ½ + кукуруза ½.
Природно-экономические особенности Донбасса.
Климат Донбасса резко континентальный, с сильными и постоянными юго-восточными ветрами, засушливо-суховейными явлениями, неравномерным распределение осадков в течение года и большим колебанием их количества по годам.
Летом осадки в виде ливней, с большим испарением и стоком воды в овраги и т.д. и очень мало усваивается растениями. Среднемноголетнее количество осадков за год с очень большим их колебанием по месяцам в разные годы. Волноваха – 532 мм, Донецк – 565 мм, Луганск – 528 мм, Старобельск – 505 мм, Сватово – 492 мм.
Основные почвенные разности имеют полевую влагоёмкость 160-190 мм. Но бывают годы, когда рано весной в почве содержится 100 мм, что значительно меньше нормы.
Бывает летом относительная влажность воздуха уменьшается до 30% и < 15-20% (засуха). Из-за сухих ветров, которые повышают испарение влаги из почвы и иссушают воздух. В Донбассе господствуют западные (приносят осадки) и восточные (суховеи).
Среднегодовая температура воздуха в центральной части Донбасса +7,9…8,20С. Начало весны (ІІІ декада марта) – среднесуточная температура поднимается до 00. Безморозный период 240-260 дней. Устойчивая среднесуточная температура > 50С (в І декаде апреля, сейчас это 28.ІІІ - ВВВВ). Бывают отклонения 5-10-15-20 дней (последние годы). Уменьшение температуры ниже +50С – в ІІІ декаде октября – І декаде ноября – прекращение осенней вегетации. Но бывают зимние оттепели, и озимые продолжают вегетацию, что плохо. Период с устойчивой температурой > 100С – в конце ІІ – начале ІІІ декады апреля и длится 170-180 дней до ІІ декады октября. суточных положительных температур этого периода – 3000-32000. Что позволяет выращивать теплолюбивые культуры в районе. Последние заморозки – во ІІ декаде мая, а первые осенние – (-2…-30) – в І-ІІ декаде сентября. Период с устойчивой температурой > 150С устанавливается во ІІ декаде мая и до ІІ декады сентября.
Почвы Донбасса – > 170 видов отличаются механическим составом, почвообразующей породой, степенью эродированности, солонцеватости и солончаковости. Но основная почвенная разновидность – черноземы обыкновенные средне- и малогумусные, сформированные на тяжелосуглинистом лёссе (81% пашни). 15-27% пашни в Луганской области имеют плохую обеспеченность N, 22,6% - фосфором, 5,1% - K. Среднюю обеспеченность N имеют 66,6% пашни, фосфором 62,8%, калием – 35,6%. Повышенную и высокую обеспеченность N имеют 7% пашни, Р – 14,6%, калием – 59,3% (Акентьева Л.И., Лавровский, Плотников, 1981 – Научно обоснованная система земледелия по Ворошиловградской области на 81-85 гг.).
Площадь эродированной пашни в с/х предприятиях ***** 895,2 тыс. га (64%), а эродионноопасной 1265 тыс. га (90,4%). Необходимо отметить по Луганской области – территория 26,7 тыс. га, а население 2757 тыс. чел. (1996 г.), из них 2382 тыс. (86%) городское и 375 тыс. чел (14%) – сельское. В области 146 городов и ПГТ, 793 сельских населённых пунктов.