Почему посев многолетних трав улучшает плодородие почв

Обновлено: 27.08.2024

При нынешней системе земледелия Ростовская область через два поколения может превратиться в пустыню. Чтобы не допустить этого, учёные предлагают переходить на бинарные посевы с использованием многолетних трав. Они не только удерживают почвы от деградации, но и повышают урожайность на 30-40%. Что такое бинарные посевы и в чём их преимущества, рассказал декан агрономического факультета ДонГАУ, заведующий кафедрой растениеводства Николай Зеленский.

- То, как сейчас эксплуатируются наши почвы, совершенно недопустимо. Чередование культур в севообороте нарушено, средняя урожайность с гектара сокращается, почвы истощены. Почти 4,5 млн гектаров земель в Ростовской области подвержено эрозии. Если в начале ХХ века содержание гумуса в донских чернозёмах составляло 6-8%, то сейчас эта цифра в лучшем случае 3-3,5%. Да, на наш век плодородия ещё хватит, и нашим детям тоже. Но потом донская земля может превратиться в пустыню. В мировой истории уже есть примеры, когда процветающие цивилизации, имевшие богатейшие почвы, исчезли с лица земли из-за безответственного отношения к ним: дельта Нила, междуречье рек Тигр и Евфрат. Многие почему-то считают, что у нас такое уже невозможно, - и совершенно напрасно.

Понятно, что севооборот нарушается селянами не от хорошей жизни. Тот же подсолнечник, чьи посевы у нас уже в 2,5 раза превышают научно обоснованную величину, - очень выгодная культура. Но при постоянно прогрессирующей деградации почв даже доходные культуры могут стать невыгодными. Попытки повысить урожайность за счёт удобрений, покупки импортной техники только увеличивают затраты и делают производство нерентабельным. А из-за экономических сложностей многие хозяйства вообще не вносят никаких удобрений. Очевидно, что в идеале надо снижать себестоимость продукции и одновременно повышать плодородие почв. Но как это сделать?

По нашему мнению, помочь в решении проблем может увеличение в севооборотах доли многолетних трав - эспарцета, вайды красильной, донника жёлтого, озимой вики, люцерны. Они восстанавливают плодородие почв естественным для природы образом. Это отечественная технология земледелия строится на монокультурах. А в природе не бывает отдельно растущих злаковых или бобовых - всё растёт в симбиозе.
За счёт использования многолетних трав объём минеральных удобрений, необходимых для внесения, уменьшается на 25-30%. В массе корневых остатков содержится большое количество азота, фосфора, калия. Вдобавок к этому травы перекачивают наверх те калийные и фосфорные соединения, которые содержатся в глубине почв.

Благодаря мощной корневой системе многолетние травы разрыхляют почву, придают ей структурность, предотвращают эрозию. Поэтому влага атмосферных осадков проникает далеко вглубь земли и хорошо сохраняется там. Предотвращается нагревание почвы, создаётся водно-воздушный режим, благоприятный для многих биохимических процессов. А как известно, на хорошо структурированной почве можно получать высокие урожаи до 5-6 лет. Но потом необходимо снова возделывать многолетние травы в течение 2-3 лет.
Сочетание многолетних трав с техническими и зерновыми культурами повышает урожайность последних. Например, в нашем сортоиспытательном учебном центре мы получали с одного гектара пашни до 25 центнеров подсолнечника. А урожайность озимого ячменя и вовсе доходила до 58 центнеров. И это не предел.

Многолетние травы можно использовать как сопутствующую или предшествующую культуру. К примеру, бинарные посевы подсолнечника с озимой викой, донником и люцерной применяются в качестве предшественника для озимых зерновых. Донник хорошо подходит для сидерального или занятого пара, люцерна - для кулисно-мульчирующего. К слову, донник вообще способен всего за два года полностью восстановить плодородие почв. Бинарный посев люцерны вместе с пшеницей позволяет обойтись почти без минеральных удобрений. Помимо озимой пшеницы после бинарных посевов подсолнечника с озимой викой можно высевать тритикале, озимый ячмень и другие культуры. Существует до 20 вариантов бинарных посевов.
При этом многолетние травы являются хорошей кормовой базой для животноводства. Да, сейчас оно развито слабо. Но как показывают наши исследования, там, где развиваются бинарные посевы, начинает возрождаться и разведение КРС.

Самая страшная беда наших аграриев - это консерватизм мышления. Они до сих пор ведут работу в соответствии со знаниями, полученными десятки лет назад. Я твёрдо уверен, что рано или поздно мы придём к бинарной системе. Но времени может быть потеряно очень много.

\u043f\u043e\u0434 \u0432\u043b\u0438\u044f\u043d\u0438\u0435\u043c \u043c\u043d\u043e\u0433\u043e\u043b\u0435\u0442\u043d\u0438\u0445 \u0442\u0440\u0430\u0432 \u0441\u043e\u0437\u0434\u0430\u0451\u0442\u0441\u044f \u0445\u043e\u0440\u043e\u0448\u0430\u044f \u0441\u0442\u0440\u0443\u043a\u0442\u0443\u0440\u0430 \u043f\u043e\u0447\u0432\u044b \u043a\u043e\u0442\u043e\u0440\u0430\u044f \u043d\u0430\u043a\u0430\u043f\u043b\u0438\u0432\u0430\u0435\u0442 \u0437\u043d\u0430\u0447\u0438\u0442\u0435\u043b\u044c\u043d\u0443\u044e \u043c\u0430\u0441\u0441\u0443 \u043e\u0440\u0433\u0430\u043d\u0438\u0447\u0435\u0441\u043a\u0438\u0445 \u043e\u0441\u0442\u0430\u0442\u043a\u043e\u0432 ">]" data-testid="answer_box_list">

Ответ:

под влиянием многолетних трав создаётся хорошая структура почвы которая накапливает значительную массу органических остатков

Новые вопросы в Биология

3. Роздивись рисунки будови серця хребетних тварин. Визнач та підпиши серце риб, амфібій, плазунів та ссавців. Підпиши цифрами камери серця.

Рассчитайте хромосомный набор для организма-тетраплоида (4n), если исходная форма имела диплоидный набор хромосом в клетках равный 16.

Помогите пожалуйста. Эфир майлары, комыркышкыл газы, фермент тер, неткар, гидатодтар, туздар, буйрек, окпе, теры, су, шайыр, аскорыту бездеры, безды т … уктер, несепнар, су буы, шырнелыктер

Многолетние травы — группа культур севооборота, объединяющая прежде всего кормовые бобовые культуры — клевер, люцерну и кормовые злаковые травы — тимофеевку, овсяницу, райграс многоукосный, житняк и другие. Их качества, как предшественника, определяются способностью бобовых растений накапливать азот в почве, комплексным положительным воздействием на плодородие и продуктивность последующих культур.

Сильно развитая корневая система с большой массой злаковых трав позволяет накапливать гумус в почве, положительно сказываясь на баланс органического вещества. Масса растительных остатков достигает 7-8 т/га абсолютно сухого вещества. Нередко группа многолетних трав по воздействию на плодородие и урожайность озимых зерновых и других культур превосходит занятые и чистые пары при условии достаточного увлажнения из-за большого влагопотребления. Недостаток влаги резко снижает урожайность многолетних трав, приводит к изреживанию и засорению сорными растениями. По этой причине многолетние травы применяются в районах достаточного увлажнения, а также на орошаемых землях в качестве предшественников озимых культур. Их последействие сохраняется на вторую и третью культуры, определяет их универсальность и разнообразность использования в качестве предшественника.

Особенности использования многолетних трав в севооборотах

В первый год многолетние травы развиваются медленно и не дают большого урожая. В этот период у них формируется корневая система, которая сохраняется под покровом основной культуры, после уборки которой травы продолжают вегетировать и уходят под зиму. Весной следующего года вегетация возобновляется. Многолетние травы позволяют за лето провести 2-3 укоса кормовой массы. Период их использования может составлять в полевых севооборотах 2-3 года, в кормовых и специализированных — 4-5 лет и более.

Многолетние травы чаще всего подсевают под покров предшествующих однолетних трав или зерновых культур или высевают одновременно с ранними яровыми. Для этого используют зернотравяные сеялки.

Подсев многолетних трав в условиях Нечерноземной зоны проводят весной под покров яровых и озимых зерновых культур. Однако при высокой урожайности зерновых до 3,5-5 т/га зерна, подсеянные многолетние травы угнетаются со стороны покровной культуры, что приводит к значительному их изреживанию. По этой причине многолетние травы подсевают под покров однолетних трав, озимых культур или викоовсяной смеси на корм.

Многолетние травы являются, помимо зерновых, хорошими предшественниками для картофеля (при отсутствия проволочника), яровых зерновых, проса, конопли, капусты. Для льна-долгунца клевер и некоторые другие многолетние травы являются особенно ценными предшественниками, снижая засоренность посевов, поражаемость болезнями и вредителями, дает высокий урожай семян и льноволокна.

В восточных районах Нечерноземной зоны многолетние травы служат хорошим предшественником для яровой пшеницы при условии отсутствия проволочника.

Сильная зараженность проволочником делает многолетние травы непригодными к использованию в качестве предшественника для картофеля, кукурузы, яровой пшеницы.

Посев пропашных культур — сахарной свеклы, кукурузы, картофеля, конопли, табака и других по обороту пласта многолетних трав показывает хорошие результаты.

В условиях орошения и южных увлажненных районах люцерна 2-3 года использования является хорошим предшественником озимых культур и риса. В Средней Азии она прерывает бессменные посевы хлопчатника. В этих районах возможны беспокровные посевы многолетних трав, при этом они уже в первый год посева дают первый урожай кормовой массы. В этом случае год посева является для них первым годом пользования.

На эффективность многолетних трав прежде всего влияет увлажнение. Помимо этого — сроки и способы разделки дернины, масса и состав корневых и поукосных остатков, степень зараженности болезнями и вредителями, засоренность.

Многолетние травы выполняют экологическую функцию защиты почвы от эрозии. Благодаря сильному травостою, они укрывают почву от интенсивных атмосферных осадков и ветра. Их мощная корневая система создает укрепленных от разрушающего воздействия воды и ветра верхних пласт почвы.

За счет накопления большого количества растительных и корневых остатков, многолетние травы важный фактор повышения плодородия почвы. Накопленные запасы органического вещества от разложения растительных остатков структурируют и улучшают показатели плодородия почвы, повышая её влагоемкость, аэрацию, долю доступных и закрепленных форм питательных веществ, в том числе от вносимых удобрений.

Растениям необходимо дать то количество воды, которое ему требуется. Тоже самое касается нормы внесения питательных веществ, соблюдения правильного посева с выдерживанием необходимой глубины, нормы высева, ухода. У каждой культуры есть большой потенциал. Почему к такому выводу пришла ученая? Дело в том, что при выращивании растений в теплицах, фитотронах специалисты добиваются урожайности 1000 тонн зеленой массы люцерны. Причем это совершенно реальная цифра. Основная задача селекционеров — получение урожайности, подходящей для каждого индивидуального хозяйства.

Первоначально ученые ВНИИОЗ начали работать с многолетними бобовыми травами по причине их наибольшей отзывчивости. Первоначально работа по программированию началась в Нижнем Поволжье в засушливых условиях, на орошении.

Травы являются отзывчивыми в выращивании. Именно по этой причине одним из главных факторов программированного выращивания бобовых, мятликовых и любых других трав является установление правильных режимов орошения.

Основные аспекты программированного выращивания сельскохозяйственных культур

1. Закон равнозначности или незаменимости факторов

Орошение невозможно заменить внесением минеральных удобрений и наоборот. Факторы, на которые опираются при выращивании растений, являются равнозначными, незаменимыми, ценными и важными для культур.

2. Закон ограничивающего фактора (закон минимума)

В зоне Нижнего Поволжья закон минимума касается запасов почвенной и оросительной влаги и является ограничивающим. Если не обеспечить растения достаточным количеством влаги, невозможно рассчитывать на получение хорошего, а тем более запрограммированного урожая.

3. Закон возврата

Для поддержания плодородия почвы и дальнейшего роста урожайности необходимо внесение питательных элементов. Многолетние травы требовательны к внесению минеральных удобрений в связи с трех-четырехразовым покосом за сезон.

4. Закон оптимума (закон совокупности)

Наивысшей продуктивности растений можно достичь только при оптимальном сочетании таких факторов, как вода, удобрения, свет, тепло, норма высева, густота посева, борьба с сорняками и так далее. Данных факторов очень много и все их нужно обязательно учитывать.

5. Закон регуляторной системы растений

Растения непрерывно получают информацию из внешней среды и реагируют на нее. Понимание этой информации позволяет организовать выращивание культуры максимально грамотно для достижения высоких результатов по урожайности.

6. Закон физиологических часов

Растения чувствительны к продолжительности светового дня. И если в регионе Поволжья световой день в июле — августе составляет 16-18 часов, то в Подмосковье в этот же период года световой день значительно короче. По этой причине запланированная урожайность в этих двух регионах не может быть одинаковой — в Подмосковье планировать урожайность следует изначально в меньшем размере.

При ориентировании на выращивание многолетних трав следует учитывать следующие величины:

приход фотосинтетически активной радиации;
коэффициент использования солнечной энергии травами;
влагообеспеченность травостоя;
коэффициент водопотребления;
урожай, который может быть получен за счёт запасов почвы и солнечной энергии;
количество воды, требуемое для получения планируемого урожайности.

Уровень эффективности плодородия почвы — это содержание NPK и других элементов питания, коэффициент использования питательных веществ из почвы, а также коэффициент использования питательных веществ из удобрений.

Если в хозяйстве хорошая материально-техническая база, и его потенциал — выход на урожайность в 80 т/га, специалисты ВНИИОЗ предоставляют рекомендации по режиму орошения, расчетные дозы минеральных удобрений, а также подбирают сорта, способные дать такую урожайность.

В таблице продемонстрирована многолетняя работа, которую ученые ВНИИОЗ проводили в опытных условиях, а также на базе хозяйств Волгоградской, Астраханской, Ульяновской областей, Республики Татарстан, Западной Сибири.

На начальных этапах работ с люцерной специалисты изучали сорта этой культуры из разных эколого-географических зон России, Ближнего и Дальнего Зарубежья. Плодотворной оказалась совместная работа с украинским научно-исследовательским институтом орошаемого земледелия, где российские ученые позаимствовали местные сорта люцерны и районировали их для 75-го региона (Нижнее Поволжье). Многообразие сортов позволяет аграриям выбирать из ассортимента наиболее подходящие для региона, полностью отвечающие требованиям почвенно-климатических условий.

Почему ставка была сделана в пользу других многолетних культур

Массовое распространение на люцерне такого заболевания, как карликовая кустистость растений стало своеобразным толчком для ученых, чтобы найти альтернативные решения в выращивании многолетних трав, в частности, бобовых культур, которые по долговечности, урожайности, качеству корма и влиянию на плодородие почвы мало бы чем отличались от люцерны.

Всего было изучено около 80 сортов люцерны синегибридной, пестрогибридной и желтогибридной. Выделившиеся в опытах сорта украинской селекции Синская, Надежда, Зарница, Вавиловка, Полтовчанка, из Сибири Чишминская, Капчагайская, Кокше, татарская Айслу, Флора, Краснокутская пестрогибридная, Якутская желтая довольно широко распространены благодаря отечественным селекционерам в Нижнем Поволжье, а 7 сортов (Надежда, Синская, Айслу, Вега, Клоп 124, Кевсала) районированы в 8 регионах.

Также была проведена по агроэкологической оценке многолетних бобовых трав, ранее не распространенных на орошаемых землях. Специалисты исследовали биологические особенности клевера лугового (красного), клевера белого, козлятника восточного, лядвенца рогатого, вязеля пестрого, донника белого и желтого, эспарцета виколистного и песчаного.

При этом, если в год посева, все изучаемые виды и сорта бобовых трав по урожайности значительно уступали лучшим сортам люцерны, то на второй год жизни урожайность, близкую к люцерне сформировали посевы клевера, которые на 3-й год жизни превзошли ее.

Урожайность многолетних бобовых трав разных лет жизни (т/га зеленой массы)

Следующий этап работы ученых — определение для клевера сочетания регулируемых факторов, чтобы получить запланированные урожаи.

Важность клевера для Нижнего Поволжья

По словам ученой, именно за клевером — будущее. В люцерне содержится большое количество азота и протеина, однако зачастую у животных диагностируется тимпания. Люцерну не рекомендуется скармливать животным в чистом виде: либо ее необходимо сеять вместе со злаками, либо обязательно кормить провяленной массой, так как избыток азота вызывает вздутие и очень часто бывает наносится большой вред. У клевера же такого явления как тимпанит не бывает — у растения содержание азота меньше, чем в люцерне, но в тоже время облиственность у самих растений и качество корма значительно выше.

Содержание основных элементов и питательность многолетних бобовых трав (% в сухой массе)

Одной из задач исследований ВНИИОЗ последних лет был поиск альтернативных люцерне бобовых трав, способных давать в наших условиях 3-4 укоса, 60-70 т зеленой массы с высоким содержанием белка и отменной энергии и при этом являться хранителем почвенного плодородия.

Это в полной мере относится к культуре клевера лугового, для посевов которого учеными ВНИИОЗ впервые в Нижнем Поволжье установлены рациональные сочетания регулируемых факторов для получения запланированных урожаев ценной бобовой культуры клевера лугового.

Урожайность в пределах 30 т/га зеленой массы он формирует при поддержании 70%-ного порога увлажнения и внесении N₈₀P₅₅K₉₀, а на режиме 80% НВ он формирует 30 т/га без удобрений. Оросительная норма 1600-2000 м³/га.

Для получения 50 т/га зеленой массы влажность почвы можно поддерживать проведением пяти поливов — 70% НВ и внесением N₁₁₅P₈₀K₉₀, а 80% НВ – N80P55K60. Оросительная норма — 2600-3000 м³/га.

Урожайность 70 т/га формируют посевы клевера при 80%-ной влажности почвы и внесении N₁₁₅P₈₀K₉₀. Оросительная норма — 2600-3000 м³/га.

Урожайность клевера по годам жизни

С именами выдающихся русских учёных В.В. Докучаева, В.И. Вернадского и В.Р. Вильямса, посвятивших всю свою жизнь решению важнейшей проблемы сохранения земли, связан крупный прорыв в развитии биологии, географии, экологии, рационального природопользования, сельскохозяйственной науки и освоении в практике их результатов. Рассмотрены глобальные биосферные проблемы природопользования, в результате которого активизируется развитие негативных экологических процессов в агроландшафтах. Показаны пути рационального природопользования в сельском хозяйстве.

1. Добровольский Г.В. Деградация почв – угроза глобального экологического кризиса // Век глобализации. – 2008. – 2. – С. 54–65.

3. Государственный (национальный) доклад о состоянии и использовании земель Российской Федерации. – М.: Роскомзем, 1993. – 95 с.

5. История науки. Василий Робертович Вильямс / В.М. Косолапов, И.А. Трофимов, Л.С. Трофимова, Е.П. Яковлева. − М.: Угрешская типография, 2011. – 76 с.

6. Полынов Б.Б. Роль В.В. Докучаева и В.Р. Вильямса в естествознании и сельском хозяйстве / Академик Б.Б. Полынов. Избранные труды. − М.: Изд-во АН СССР, 1956. − С. 726−740.

8. Вильямс В.Р. План организации курсов департамента земледелия при Москов-ском сельскохозяйственном институте для подготовки специалистов по луговодству и культуре кормовых растений, показательного хозяйства при них и объяснительная к нему записка. − М.: Типо-лит. В. Рихтеръ, Тверская, Мамоновскiй пер., соб. домъ., 1915. − 62 с.

9. Трофимов И.А., Косолапов В.М., Савченко И.В., Трофимова Л.С., Яковле-ва Е.П., Лебедева Т.М. Агроландшафтно-экологическое районирование кормовых угодий и стратегия управления агроландшафтами Волго-Вятского экономического района // Кормо-производство. –2009. – № 1. – С. 2–10.

10. Трофимова Л.С., Трофимов И.А., Яковлева Е.П. Агроландшафтно-экологическое районирование кормовых угодий Северо-Западного природно-экономического района Российской Федерации // Кормопроизводство. – 2010. – № 8. – С. 10–13.

11. Трофимов И.А., Трофимова Л.С., Лебедева Т.М., Яковлева Е.П. Агроланд-шафтно-экологическое районирование и оптимизация агроландшафтов Поволжского эконо-мического района // Поволжский экологический журнал. – 2005. – № 3. – С. 292–304.

12. Трофимов И.А., Трофимова Л.С., Яковлева Е.П., Лебедева Т.М. Стратегия управления агроландшафтами Поволжья // Поволжский экологический журнал. – 2008. – № 4. – С. 351–360.

14. Концепция сохранения и повышения плодородия почвы на основе биологиза-ции полевого кормопроизводства по природно-экономическим районам России. – М.: Ин-формагротех, 1999. – 108 с.

17. Косолапов В.М., Трофимов И.А., Трофимова Л.С., Яковлева Е.П. Многофунк-циональное кормопроизводство России // Кормопроизводство. – 2011. – № 10. – С. 3–5.

18. Трофимов И.А., Косолапов В.М., Савченко И.В., Трофимова Л.С., Яковле-ва Е.П., Лебедева Т.М. Агроландшафтно-экологическое районирование кормовых угодий и стратегия управления агроландшафтами Волго-Вятского экономического района // Кормо-производство. – 2009. – № 1. – С. 2–10.

19. Косолапов В.М., Трофимов И.А. Всероссийский НИИ кормов: итоги научной деятельности за 2010 и 2006-2010 годы // Кормопроизводство. – 2011. – № 1. – С. 3–4.

20. Косолапов В.М., Трофимов И.А. Мелиорация – важный фактор развития кор-мопроизводства // Достижения науки и техники АПК. – 2011. – № 1. – С. 43–45.

Существенную роль в усилении эрозионных процессов играет интенсификация сельскохозяйственного производства с ориентацией на пропашные монокультуры и чистые пары, оголяющие почву, ослабляющие почвозащитные и противоэрозионные свойства агроэкосистем. Так в Кукурузном поясе США, в самом плодородном его районе (юг штата Айова) за 100 лет потеряна уже половина плодородного пахотного слоя почвы [2]. Слой плодородного чернозема на северо-востоке Китая, где интенсивно возделываются кукуруза, рис, пшеница, за 50 лет сократился в 2 раза (с 1 м до менее 0,5 м) и продолжает сокращаться со скоростью 0,3–1,0 см в год. На черноземах России за 100 лет, по обобщенным данным, уменьшение запасов гумуса на пашне в пахотном слое 0–30 см составило в лесостепной зоне – до 90 т/га (0,7–0,9 т/га в год), в степи – 50–70 т/га (0,5–0,7 т/га в год). За 100 лет черноземы России потеряли до 30–50 % гумуса [3].

В решение проблем сохранения земли наибольший вклад внесли выдающиеся ученые В.В. Докучаев и его ученики В.Р. Вильямс, который на протяжении всей жизни считал себя учеником и последователем В.В. Докучаева, и В.И. Вернадский – его прямой ученик, 150-летие со дня рождения которых исполнилось в 2013 году. Они внесли особый вклад в познание биологической сущности почвообразования. Особая роль в почвообразовании принадлежит живым организмам, прежде всего зеленым растениям и микроорганизмам. Благодаря их воздействию осуществляются важнейшие процессы превращения горной породы в почву и формирование ее плодородия.

В начале XX века В. Р. Вильямс основал биологическое направление в изучении почв, создал учение о биологическом круговороте веществ, органическом веществе почвы и едином почвообразовательном процессе, управлении плодородием почв. Им внесено много важнейших элементов в новое докучаевское учение о почве и почвообразовании, открыты новые стороны в понимании почвы, значении многолетних трав в формировании почвенного плодородия, методологии почвоведения, создана новая наука – луговедение [4, 5].

По мнению академика Б.Б. Полынова, два исключительно выдающихся представителя нашей отечественной науки В.В. Докучаев и В.Р. Вильямс сыграли огромную роль в развитии естествознания и сельского хозяйства [6]. От генетического принципа почвообразования, который разрабатывали оба этих ученых, они пришли, по сути, к ландшафтно-аналоговому принципу управления сельскохозяйственными землями, познавая и используя законы природы, подражая природе, беря ее в свои союзники. Они были первыми, кто понял, что законами природы можно управлять, создали и применили свою систему управления сельскохозяйственными землями на практике.

В.В. Докучаев и В.Р. Вильямс разрабатывали систему управления сельскохозяйственными землями на основе системного подхода, исходя из новых принципов повышения не только их продуктивности, но и устойчивости. Они исходили из того, что сельскохозяйственные земли являются элементами ландшафта, сельскохозяйственной системы, единого целого живого организма, включающего и пашню, и луга, и леса, и воды. Все эти элементы тесно взаимосвязаны и влияют друг на друга. Продуктивность сельскохозяйственных угодий есть производное не только пахотных почв, а всего природного комплекса, а значит, для управления ими нужны новые эффективные рычаги.

По своей сути она является системой управления агроландшафтами (агроэкосистемами высшего порядка – системами систем) и использует многочисленные рычаги управления агроландшафтами, а не только пахотными землями. В.Р. Вильямс рассматривает травопольную систему земледелия как единый и неразрывный комплекс, который включает в себя следующие элементы управления агроландшафтами:

1) правильная организация сельскохозяйственной территории, где оптимизируются структура агроландшафтов, поле сочетается с лугом и лесом;

2) система севооборотов, где предусмотрена ротация, сочетание полевого и кормового севооборотов и рациональное использование земельных угодий;

3) система полезащитных лесных насаждений на водоразделах, по границам полей севооборотов, по склонам балок и оврагов, по берегам рек и озер, вокруг прудов и водоемов, а также облесение и закрепление песков;

4) система обработки почвы;

5) система применения органических и минеральных удобрений;

6) посев отборными семенами приспособленных к местным условиям высокоурожайных сортов сельскохозяйственных культур;

7) развитие орошения на базе использования вод местного стока путем строительства прудов и водоемов.

Травяные экосистемы из многолетних трав представляют собой важный компонент биосферы (по площадям, автотрофности, продуктивности), важную составную часть в инфраструктуре агроландшафта (ландшафтостабилизирующую, почво- и средоулучшающую), неисчерпаемый, воспроизводимый, автотрофный устойчивый ресурс (энергетический, кормовой). Многолетние травы в управлении агроландшафтами традиционно используют как один из наиболее эффективных факторов почвообразования, почвоулучшения и почвозащиты [9, 10].

Многолетние травяные экосистемы выполняют важнейшие продукционные, средообразующие и природоохранные функции в агроландшафтах и оказывают значительное влияние на экологическое состояние территории страны, способствуют сохранению и накоплению органического вещества в биосфере. Благодаря многолетним травам, кормопроизводство как никакая другая отрасль сельского хозяйства основано на использовании природных сил, воспроизводимых ресурсов (энергии солнца, агроландшафтов, земель, плодородия почв, фотосинтеза трав, создания клубеньковыми бактериями биологического азота из воздуха). Развитие эрозии, снижение плодородия почв и устойчивости сельскохозяйственных земель к негативным процессам связаны с разбалансированностью агроландшафтов, нарушением их структуры и функционирования. Потеря общего плодородия почв связана также с некомпенсируемым отчуждением с урожаем органических и минеральных веществ [11, 12].

Сохранение ценных сельскохозяйственных земель и плодородия почв возможно только при создании благоприятных условий для почвообразования и развития почвенной биоты, обеспечения активной жизнедеятельности основных почвообразователей – многолетних трав и микроорганизмов. Важнейшая почвообразующая роль многолетних трав связана с особенностью их корневой системы. У многолетних трав в степи масса корней превышает надземную массу, часть которой отчуждается с урожаем, на порядок и более. Лучшие почвы мира – черноземы образовались под многолетней степной растительностью.

Многолетние травы создают и поддерживают комковатую или зернистую структуру почвы, что является одной из важнейших задач земледелия. При комковатой или зернистой структуре улучшаются водный и воздушный режимы почвы. Вода легче проникает в почву и лучше сохраняется в ней, чем в плотной, где она по капиллярам поднимается к поверхности и испаряется. Многолетние травы необходимы для восстановления почвенной структуры, которая неизбежно разрушается при возделывании только одних однолетних культур при высоких нагрузках на агроэкосистемы техники и химических средств. Смесь многолетних злаковых трав с многолетними бобовыми растениями играет важнейшую роль в почвообразовании, она снабжает почвы достаточным количеством необходимых для образования почвенной структуры перегноя и кальция и обеспечивает создание достаточно мощного структурного слоя почвы. Это замечательное свойство травосмесей из многолетних злаковых и бобовых трав позволяет управлять структурой и плодородием почв.

В.И. Вернадский, развивая идеи В.В. Докучаева, создал учение о биосфере, где жизнь является определяющим геологическим фактором развития, возрастающем влиянии научной мысли и деятельности человека в биосфере и ее преобразовании в ноосферу [13]. Основные предпосылки возникновения ноосферы:

1) расселение Homo sapiens по всей поверхности планеты и его победа в соревновании с другими биологическими видами;

2) развитие всепланетных систем связи, создание единой для человечества информационной системы;

3) открытие таких новых источников энергии как атомная, после чего деятельность человека становится важной геологической силой;

4) победа демократий и доступ к управлению широких народных масс;

5) все более широкое вовлечение людей в занятия наукой, что также делает человечество геологической силой.

Но одних предпосылок недостаточно. Сегодня необходимо активное участие человека в создании ноосферы. Основные принципы создания и существования ноосферы:

1) осознание людьми необходимости сохранения биосферы, цивилизации и человечества на Земле;

2) создание благоприятной среды обитания и ресурсов жизнеобеспечения;

3) экономное расходование и сбережение природных ресурсов;

4) переход к здоровому образу жизни и сокращение необязательного потребления;

5) забота о будущих поколениях.

Многолетние травы являются единственной группой сельскохозяйственных культур, способствующей расширенному воспроизводству органического вещества в почве. В этом состоит их важное преимущество по сравнению с однолетними культурами, особенно пропашными. В среднем по России плодородие почв (содержание гумуса) возрастает под многолетними травами (0,2–0,6 т/га в год) и снижается под однолетними культурами (0,4–1) и чистыми парами (1,5–2,5) [14].

Заложенные В.В. Докучаевым ландшафтно-экологические принципы хозяйственной деятельности получают развитие в современной методологии конструирования агроландшафтов и адаптивно-ландшафтного земледелия [15, 16]. Моделями созданных агроландшафтов являются Докучаевский агроландшафтный комплекс в Каменной степи (Воронежский НИИСХ имени В.В Докучаева), охватывает все сельскохозяйственные, лесные, водные и другие угодья, существует около 120 лет. Дочерние агроландшафтные комплексы: Алтайский (Алтайский НИИСХ, ОПХ им. В.В. Докучаева, 40 лет); Волгоградский (ВНИАЛМИ, Нижнее-Волжский НИИСХ); Донской (Донской НИИСХ, Ростовская область); Красногвардейский районный комплекс, Белгородская область, более 25 лет); Красноярский (Красноярский НИИСХ); Курский многолетний стационар (ВНИИ земледелия и защиты почв от эрозии, г. Курск, 30 лет); Саратовский (НИИСХ Юго-Востока); Сибирский (Сибирский НИИ земледелия и химизации); Ставропольский (Ставропольский НИИСХ); Ульяновский (Ульяновский НИИСХ, ОПХ Новоникулинское, 40 лет); Хакасский (Хакасский НИИ АПК, более 50 лет); Челябинский (Челябинский НИИСХ, 20 лет) и др.

Однако в целом по стране наблюдается иная ситуация. Низкая продуктивность и неустойчивость производства сельскохозяйственной продукции; снижение поголовья скота, которое повлекло за собой снижение посевов многолетних трав, дефицит кормов для животноводства (энергии, белка); деградация сельскохозяйственных земель (агроландшафтов): пашни, кормовых угодий, эрозия, потеря гумуса являются хроническими проблемами сельского хозяйства России.

В земледелии России сложился отрицательный баланс питательных веществ. Ежегодный их вынос из почвы вследствие сельскохозяйственной деятельности в 3 раза превышает их возврат с вносимыми минеральными и органическими удобрениями. В современном земледелии большая часть урожая формируется за счет ранее накопленных питательных веществ и мобилизации почвенного плодородия без достаточной компенсации выносимых с урожаем элементов питания.

В научно обоснованных системах земледелия кормовые культуры, в первую очередь многолетние травы, являются основным источником углерода и азота для пополнения запасов гумуса, а также основным фактором защиты почв от эрозии.

Под многолетними травами занято 10,5 млн га или менее 60 % посевных площадей кормовых культур. Ежегодно высевается 0,35–0,40 млн га многолетних трав. Среди многолетних трав преобладают (более 50 %) старовозрастные травостои с низкой продуктивностью (13–15 ц/га сена). В целом по кормовым культурам низким остается удельный вес бобовых культур (не более 30 %), определяющих протеиновую питательность кормов и плодородие почв.

Решение проблемы биологизации земледелия основывается, прежде всего, на расширении посевов бобовых культур и резком повышении их продуктивности. Недостаточная их доля в структуре посевных площадей и севооборотов не обеспечивает эффективную защиту сельскохозяйственных земель от воздействия засух, эрозии, дефляции и дегумификации.

Соблюдение требований рационального природопользования, охраны окружающей среды и оптимизации управления агроландшафтами становится одним из основных условий повышения продуктивного долголетия агроэкосистем, агроландшафтов и эффективности сельскохозяйственного производства [17–20].

Читайте также: