2. Адаптивно-ландшафтное направление земледелия

При разра­ботке систем земледелия адаптация технологий увязывалась с природно-сельскохозяйственным районированием.

Еще сто лет назад В.В. Докучаев сформулировал общие положе­ния экологически рационального земледелия: «Необходима выработка норм, определяющих относительные площади пашни, лугов, лесов и вод; такие нормы, конечно, должны быть соображены с местными климатическими, грунтовыми и почвенными условиями, а равно и с характерном господствующей сельскохозяйственной культуры и пр.». И, что особенно важно, он показал практический пример такого земледелия в Каменной степи Воронежской губернии.

В процессе длительной эволюции естественные ландшафтные системы выработали, в частности, способность к саморегуляции и самовоспроизводству. При переходе естественных ландшафтов в агроландшафты значительно изменяются вещественно-энергетические и информационные связи в прежде целостном организме. Измененные до известных пределов ландшафты сохраняют свои свойства. Ланд­шафты, нарушенные выше допустимых пределов, теряют способность к самовоспроизводству основных компонентов и в результате этого бы­стро деградируют. Деградация ландшафтов в конечном итоге выра­жается в снижении их продуктивности и резком ухудшении общей экологической ситуации.

Таким образом, методологическая формула урожая, согласно которой урожай есть результат системного взаимодействия почвы, растения, климата, деятельности человека и времени, должна логически дополниться фактором «ландшафт».Внутренняя структура ландшафта состоит из следующих при­родных компонентов: рельеф, геологическое строение, почвы, кли­мат, вода, растительный и животный мир.

Ландшафт - это единая территория, в которой все основные компоненты находятся в естественном взаимодействии, образуя единую, целостную систему. Например, степной, лесостепной и подтаежный ландшафт. Таким образом, ландшафт - это индивидуальная, неповторимая единица, имеющая свой внешний облик и внут­реннюю структуру. Природные (естественные) ландшафты включают только ранее названные природные компоненты и являются саморе­гулирующими системами, стремящимися к стабильному состоянию.

В настоящее время рациональное земледелие начинается с рационального землепользования - научно обоснованного сочетания природных ландшафтов с агроландшафтами. Природные ландшафты являются саморегулирующимися системами, стремящимися к стабильному состоянию. Однако в результате воздействия человека естественный ландшафт трансформируется в агроландшафт. Для земледелия представляют интерес лесостепной, степной и подтаежный ландшафты, однако первостепенное значение имеет то, какую часть будут занимать в них агроландшафты. Необходимо иметь наилучшее (оптимальное) их соотношение и размещение. В ландшафтных систе­мах земледелия должны гармонично сочетаться все отрасли сельско­го, лесного и водного хозяйства, а в землепользовании соблюдаться нормы определенного соотношения пашни, сенокосов, пастбищ, лу­гов, лесов и вод. Агроландшафт будет устойчивым в том случае, если в нем будет соблюдаться адекватность между его компонентами и агротехнологиями, т.е. когда не нарушается саморегуляция структуры и свойств агроландшафта.

Так, в Красноярском крае распаханность сельскохозяйственных угодий в лесостепной и степной зонах достигла 70-80%, в подтаежной - 40-50%, поэтому в лесостепной, степной зонах такое состояние землепользования оценивается как критическое, а в подтайге - относительно благополучное.

Термин «адаптивная» означает «соответствие (приспособление)» систем земледелия к условиям и факторам природной среды, а также определенным производственным и социально-экономическим условиям. Суть адаптации - найти, учитывая биологические и агротехни­ческие требования сельскохозяйственных культур, отвечающие им агроэкологические условия или создать их путем последовательной оптимизации лимитирующих факторов.

Термин «ландшафтная» подчеркивает дифференциацию земле­делия относительно внутренней и внешней структуры ландшафта, а не на уровне зоны и подзоны.

Классификация земель по пригодности для сельскохозяйствен­ного использования разрабатывалась в разных странах, в том числе и России, и оказалась весьма сложной задачей. В настоящее время име­ется классификация в целом для страны, которая включает в себя следующие категории и классы земель.

Категория I. Земли, пригодные под пашню.

Классы земель: 1 - окультуренные;

2 - дренированные водораз­делы и слабовыраженные склоны (до 2°), суглинистые и легкосугли­нистые, некарбонатные;

3 - дренированные водоразделы и слабовы­раженные склоны (до 2°), суглинистые и легкосуглинистые, карбо­натные;

4 - дренированные водоразделы и слабовыраженные склоны (до 2°) повышенного влияния легких пород, супесчаные и песчаные;

5 - дренированные водоразделы и слабовыраженные склоны (до 2°) повышенного влияния тяжелых пород, глинистые, включая слитные;

6 - дренированные водоразделы и слабовыраженные склоны (до 2°) повышенного влияния плотных пород и валунно-галичных отложений, суглинистые;

7 - слабодренируемые кратковременно переувлажняемые, глинистые и суглинистые, некарбонатные;

8 - слабодренируемые кратковременно переувлажняемые, глинистые и суглинистые карбонатные;

9 - слабодренируемые кратковременно переувлажняемые, супесчаные и песчаные на глинах и суглинках;

10 - слабо эрозионно-опасные пологие склоны (2-5°), глинистые и суглинистые на рыхлых породах, включая слабосмытые;

11 - слабо эрозионно-опасные пологие склоны (2-5°), супесчаные на рыхлых породах, включая слабосмытые;

12 - эрозионно-опасные покатые склоны (5-10°), глини­стые и суглинистые на рыхлых почвах, включая смытые;

13 - то же, супесчаные;

14 - повышенно эрозионно-опасные пологие и покатые склоны (2-10°), на плотных породах, включая смытые.

Категория П.Земли, пригодные преимущественно под сенокосы.

Классы земель: 1 - пойменные луговые, глинистые и суглини­стые; 2 - пойменные, луговые, супесчаные и песчаные; 3 - внепойменные луговые, глинистые и суглинистые; 4 - внепойменные луговые, супесчаные и песчаные.

Категория III. Земли пастбищные, после улучшения могут быть пригодны под другие сельскохозяйственные угодья.

Классы земель: 1 - переувлажняемые (заболоченные); 2 - солон­цовые и слитные автоморфные, включая средне- и сильнокомплекс­ные; 3 - солонцовые и слитные полутдроморфные, включая средне- и сильнокомплексные; 5 - особо эрозионно опасные крупных склонов (более 10°), включая смытые; 6 - маломощные, включая сильнокаменистые и щебинатные; 7 - пески задернованные.

Категория IV. Земли, пригодные под сельскохозяйственные уго­дья после коренных мелиорации.

Классы земель:

1 - болота торфяные низинные и переходные;

2 -болота минеральные низинные и переходные;

3 - сильно и очень сильно засоленные;

4 - такыры;

5 - овражно-балочные комплексы;

6 -пески, лишенные растительности (развеваемые).

Категория V. Земли, малопригодные под сельскохозяйственные угодья.

Классы земель: 1 - болота верховые; 2 - галечники, каменистые россыпи, щебнистые отложения и др.

Категория VI. Земли, непригодные под сельскохозяйственные угодья.

Классы земель: 1 - скалы, обнажения плотных пород, россыпи и др.; 2 - ледники, вечные снега, под водой.

Категория VII. Нарушенные земли.

Классы земель: I - торфоразработки; 2 - карьеры, горные выра­ботки, терриконики др.

В настоящее время предложена агроэкологическая классифика­ция земель, в основу которой положен принцип агроэкологического типа земель (т.е. территория, однородная по агроэкологическим тре­бованиям сельскохозяйственной культуры или близких культур).

Агроэкологическая классификация включает агроэкологические группы и подгруппы земель, классы, разряды, роды, подроды, виды и подвиды земель.

Выделены следующие агроэкологические группы земель:

1. группа. Плоские дренированные равнины с автоморфными зональными почвами.

2. группа. Эрозионные ландшафты различной сложности.

3. группа. Переувлажненные земли.

4. группа. Литогенные земли.

Vгруппа. Солонцовые земли.

Выделяются следующие роды земель.

1.Земли на равнинных дренированных участках с уклонами до 1° (элювиальные ландшафты).

2. Земли с крутизной склонов 1-3°, подверженные слабой эрозии, на которых возникает необходимость применения противоэрозионных агротехнических мероприятий. Обычно эти земли целесообразно делить на два рода: с крутизной 1-2 и 2-3°.

3. Земли с уклонами 3-5° используют в полевых севооборотах с исключением пропашных культур, чистых паров и выполнением противоэрозионного комплекса.

4. Земли с уклонами 5-7° используют в почвозащитных севообо­ротах с многолетними травами.

5. Земли с уклонами 7-9°, подверженные сильному смыву и раз­мыву, непригодные для возделывания полевых культур, используют в пастбищеоборотах.

6. Земли с уклонами 9-15° пригодны для ограниченного выпаса.

7. Земли с уклонами 15-30° непригодны для земледелия, отво­дятся под лесоразведение.

В процессе анализа рельефа выделяются элементы линейного расчленения (долинно-балочной сети): поймы и низкие террасы ма­лых рек, днища и склоны крупных балок и лощин, небольшие ложби­ны. Учитываются локальные замкнутые формы: положительные (мелкие холмы, бугры), отрицательные (замкнутые депрессии, запа­дины).

Разнообразие элементов рельефа определяет сложную картину перераспределения агроклиматических ресурсов, формирования микроклимата, состава и строения почвообразующих пород.

Влияние на растения относительной высоты, экспозиции и кру­тизны склонов проявляется через перераспределение агроклиматиче­ских ресурсов. В связи с изменением условий и инсоляции, ветрового режима, перераспределением воды и тепла продуктивность растений на разных элементах рельефа может значительно различаться. Даже в пределах равнин в условиях холмистого рельефа при разности высот порядка 20-100 м и крутизне склонов 2-7° имеют место существенные различия в росте и развитии растений. Прежде всего отмечается ускорение их развития на положительных элементах рельефа по сравне­нию с отрицательными, что связано с различием в суточном ходе температуры воздуха и в увлажненности участков.

Продолжительность вегетационного периода большинства сельскохозяйственных культур умеренных широт в условиях холмистого рельефа увеличивается вместе с увлажнением суточных колебаний температуры воздуха в направлении от вершины и верхней части склона к подножию его, ко дну долины. На вершинах и верхних частях склонов продолжительность вегетационного периода различных культур на 3-8 дней, а на средних частях склонов на 2-4 дня меньше по сравнению с открытым ровным местом.

В широких долинах и у подножий склонов продолжительность вегетационного периода у разных культур на 3-5 дней больше, чем на открытом ровном месте. Скорость развития растений изменяется также в зависимости от экспозиции склона: на южных склонах она, как правило, больше чем, на северных. Эти условия в земледелии учитываются редко, хотя состояние их изученности и имеющийся практический опыт позволяют существенно изменить размещение сельскохозяйственных культур и технологии их возделывания.

Состав и строение почвообразующих пород нередко являются определяющими в отношении условий почвообразования и произрастания тех или иных видов растений. В данной связи особо выделя­ются так называемые литогенные почвы, развитые на выходах древ­них отложений. Некоторые из них, например, на каолиновых горах выветривания или на третичных морских монтмориллонитовых гли­нах практически не пригодны для возделывания большинства поле­вых культур, другие, в частности на выходах морены, весьма неблагоприятны.

Проявление физических условий почв, их сложения и структурного состояния в значительной мере зависит от гуму­сового состояния почв, гранулометрического и минералогического составов, мощности пахотного слоя, степени окультуренности. Традиционно при оценке требований культур к физическим ус­ловиям почв основное внимание уделялось отношению их к гранулометрическому составу.

Большинство растений отличает экологическая приуроченность к определенным категориям почв, а для некоторых она весьма специфична. В различных природных зонах отношение к гранулометрическому составу сильно изменяется в зависимости от условий увлажнения и теплообеспеченности.В последние годы появилась довольно обширная информация, характеризующая требования растений к плотности и пористости почвы.

Полевые культуры проявляют различное отношение к плотности почвы. Для большинства культур сплошного сева эти значения нахо­дятся в пределах 1,1 -1,3 г/см³, для пропашных - в пределах 1,0 - 1,2 г/см³, что соответствует 55 - 60% общей порозности. Ряд культур, например, люцерна, клевер, люпин, хорошо развиваются при более высоких значениях плотности пахотного слоя. Особо выделяется рис, для нормального роста и развития которого необходима высокая уплотненность верхнего слоя. Некоторые пропашные культуры - картофель, свекла - требуют рыхлых почв с плотностью 0,7-0,9 г/см³. Проникновение корней большинства растений в уплотненные гори­зонты с объемной массой 1,4-1,6 г/см затруднено, их развитие угнета­ется, при более высоких значениях плотности рост корневой системы невозможен.

Почвозащитная эффективность зависит, прежде всего, от густоты стояния растений, количества растительных остатков на поверхности почвы, которые они оставляют после себя, а также влияния на структурное состояние почвы растений и технологий их возделывания. В данном отношении растения разделяют на три группы: хорошо-, средне - и слабозащищающие почву. К первой группе относятся мно­голетние травы, ко второй зерновые сплошного посева, особенно озимые и однолетние травы, к третьей - пропашные, овощные, технические культуры, плодовые и виноградные насаждения.