Меню
Главная
Авторизация/Регистрация
 
Главная arrow Агропромышленность arrow Оценка и прогноз качества земель

ОЦЕНКА ОСНОВНЫХ ПАРАМЕТРОВ ПЛОДОРОДИЯ ЗЕМЕЛЬ

Плодородие почв как интегральный показатель качества земель сельскохозяйственного назначения

Критерием оценки экологического состояния сельскохозяйственных угодий прежде всего является уровень плодородия почв, как основа функционирования этой категории земель. Именно плодородие почв приводит уровень производительности земель, их хозяйственную значимость и стоимость. В соответствии с Законом Украины "Об охране земель" плодородие почв определяется как способность почвы удовлетворять потребности растений в элементах питания, воде, воздухе и тепле в достаточных количествах для их нормального развития, которые в совокупности являются основным показателем качества почвы. Плодородие - основное специфическое свойство грунтов, качественно отличает их от исходной (материнской) горной породы. На целине плодородие тесно связана с генетическими особенностями почв, а на пашне, кроме того, еще и с характером их сельскохозяйственного использования. Ее уровень зависит от состава почвы, агрономически ценных свойств и режимов, в свою очередь обусловлены как почвообразовательного процесса, так и технологиями выращивания сельскохозяйственных культур.

Таким образом, плодородие - не только естественное, но и социально-экономическое явление. По сути оно очень сложное, многофакторное, разнообразное, относительное и динамичное. Поэтому для характеристики плодородия используют многие термины. Наиболее обобщенная классификация терминов по плодородия почв разработал Б.А. Никитин ( рис. 2.1 ).

Приведены на рисунке сроки характеризует или особенности генезиса плодородия и проявления ее через урожай сельскохозяйственных культур или отражают уровень экономического

Классификация сроков по плодородию (по Б.А. Никитиным)

Рис. 2.1. Классификация сроков по плодородию (по Б.А. Никитиным)

состояния плодородия. Например, распределение плодородия на естественную и искусственную связан с ее происхождением; потенциальной и эффективную - со степенью экономической целесообразности использования почв на определенном этапе развития земледелия. Не останавливаясь на толковании представленных на рисунке сроков, рассмотрим суть потенциальной, эффективной и экономичной плодородия.

Потенциальное плодородие пахотных земель (по определению В.В. Медведева) - это та часть полной плодородия, которая заложена в ее агрономических свойствах как возможность получения максимального урожая сельскохозяйственных культур, но по объективным причинам не может быть полностью реализована.

Потенциальная родючисть- определяется составом и совокупностью относительно устойчивых свойств почвы. Поэтому при использовании обычных агротехнических приемов она относительно стала и меняется, как правило, медленно. Однако под влиянием интенсивной мелиорации (осушения, промывка от солей, мелиорация кислых и солонцовых почв), а также вследствие загрязнения токсичными веществами, вторичного засоления и других неблагоприятных факторов потенциальное плодородие почвы может быстро и существенно изменяться (Шишов Л.Л. и др., 1987).

При сельскохозяйственном использовании почв часть потенциального плодородия реализуется в урожае культурных растений. Именно она и представляет собой эффективное плодородие почвы. При этом происходят определенные "расходы" не только питательных веществ почвы, но и другого вещественного состава и агрономических свойств.

Теоретически эффективная плодородие должна оцениваться совокупности показателей свойств почв, от которых зависит обеспечение урожая. Однако в связи с тем, что наука еще не выработала критерии оценки "издержек" всех агрономических свойств (за исключением поглощенных растениями питательных веществ), то практически она измеряется уровнем урожая. Некоторые авторы предлагают взять за основной показатель величину питательных веществ, перешедших в биомассу за вегетационный период на единице площади (Никитин Б.А., 1981).

Эффективная плодородие достаточно динамичная не только в многолетнем цикле, но и в течение вегетации. Потому как минимальный период времени для определения ее уровня можно использовать ту или иную фазу развития сельскохозяйственных растений, которые выращивают на данной почве (Шишов Л.Л. и др., 1987).

Уровень эффективного плодородия в естественных условиях, несмотря на зависимость от погоды, имеет определенные пределы величин, характерных для равновесного состояния данного биогеоценоза. На сельскохозяйственных угодьях они могут сильно колебаться в зависимости от сортов растений, агротехнических приемов, экономических условий. В связи с этим эффективная плодородие на почвах сельскохозяйственных угодий проявляется в форме экономической (Никитин Б.А., 1981) или природно-экономической (Медведев В.В., 1992). Она формируется в условиях конкретной хозяйственной деятельности человека, когда возможны значительные Отклонение биологического круговорота веществ от нетронутых природных ценозов как в сторону понижения, так и повышения ее емкости. Отсюда экономическое плодородие может быть прибыльной, минимальной и критической.

На современном этапе развития земледелия разрабатывается новый подход к управлению плодородием почв. В основу его положена идея создания моделей высокоплодородных фунтов с помощью ЭВМ. Для решения такой задачи необходимы достаточно широкие исследования с изучением закономерностей функционирования потенциальной и эффективного плодородия, отработки диагностических показателей и их оптимальных параметров для контроля состояния плодородия как в целом, так и отдельных ее составляющих компонентов. Проследим закономерности эволюции эффективной и потенциального плодородия фунтов при освоении и использовании их в земледелии на примере черноземов типичных Лесостепи. По Я. Чесняк (1980) в период освоения (первые 7-12 лет после распашки целины) эффективная плодородие (урожай сельскохозяйственных культур) заметно возрастает при одновременном снижении потенциальной (уменьшаются содержание гумуса, валовые запасы азота и фосфора, ухудшаются физико-химические и физические свойства и т.д.) . В последующие годы (примерно до 50 лет) эффективная плодородие черноземов снижается до определенного уровня, но еще остается высокой. После этого в условиях неизменной агротехники выращивания сельскохозяйственных культур, неиспользование удобрений и мелиорантов эффективная плодородие старопахотных черноземов поддерживается примерно на одинаково низком уровне за счет мобилизации и выпахивания потенциального плодородия. В конце это приводит к снижению как эффективной, так и потенциального плодородия.

Таким образом, человек, используя почву в сельскохозяйственном производстве, способствует резкой активизации потенциального плодородия, что обусловливает высокие урожаи культурных растений при освоении почв. Высокий уровень эффективного плодородия при неполной компенсации факторов почвенного плодородия поддерживается за счет одновременного снижения потенциальной. Но при длительном таком использовании почв значительно снижается и эффективная плодородие. В результате формируются деградированные, истощенные почвы с низкой потенциальной и эффективной плодородием.

На формирование деградированных почв в условиях агроценозов влияют не только некомпенсированный круговорот веществ в системе почва - растение, но и негативные последствия от использования агротехнических приемов, а также от уплотнительной действия ходовых систем тракторов и сельскохозяйственных машин на почву. Это в целом приводит к потере гумуса, кальция, разрушение структуры, уплотнение, змитисть почв.

Для поддержания потенциального плодородия пахотных земель нужно систематически и своевременно компенсировать потери органического вещества и кальция ( табл. 2.1 ). На пахотных почвах концентрируется значительное количество фитомассы, причем в Лесостепи и Степи даже больше целину. Однако, поступления растительных остатков в почву на пашне по сравнению с природными аналогами резко уменьшается. Вследствие этого многие выносится питательных веществ и теряется гумуса из почвы, что требует компенсации со стороны человека. Но в этом случае отдельных мер недостаточно, нужен комплексный системный подход к окультуривания почв.

Таблица 2.1

Количество и качество растительных остатков, шо поступают в почву и биопродуктивность природных и культурных ценозов

угодья

Прирост фитомассы в год, ц / га сухого вещества

Фитомассы растительных остатков, ц / га / год сухого вещества

Кальций в растительных остатках, кг / га / год

Дерново-середньопидзолисти почву

лес

110

65

35

пашня

64

25

33

Пашня интенсивного использования

92

32

25

чернозем типичный

перелог

143

143

51

пашня

178

28

13

Пашня интенсивного использования

226

34

10

Темно-каштановый слабосолонцюватий почву

перелог

40

40

64

пашня

93

26

10

Пашня интенсивного использования, орошаемая

309

55

61

Окультуривания почв (по В.В. Медведевым) - это экологическая реорганизация почвенного тела и изменение почвенных процессов в соответствии с требованиями главной группы сельскохозяйственных культур с целью устойчивого роста их урожайности на основе повышения потенциальной и эффективного плодородия. Поэтому плодородие почвы обязательно в свое понятие включает растение и отражает степень соответствия в системе почва-растение. Поскольку определенные растения ставят неодинаковые требования к свойствам почвы и в разной степени способны использовать потенциальное плодородие почвы, то отсюда логически вытекают следующие задачи по окультуриванию:

- Неоднозначная изменение важнейших агрономических свойств почв;

- Установление оптимальных взаимоотношений между почвой и главной экологической группой выращиваемых на нем растений;

- Специализация земледелия с учетом агроэкологических и экономических условий.

Сейчас уже созданы теоретические предпосылки управления грунтовой плодородием как относительно простого, так и расширенного воспроизводства, при этом "система контроля и управления плодородием почвы должна строиться на основе почвенно-экологического районирования с учетом специализации и концентрации сельскохозяйственного производства.

Земельные ресурсы Украины значительно дифференцируются по плодородию. В условиях тяжелого экономического положения большинства сельхозпредприятий требования растений удовлетворяются практически за счет только естественного плодородия почв. Ее параметры по отношению к ведущим сельскохозяйственных культур определяются генетическими особенностями почв, их гранулометрическому составу, степени увлажнения и предшественниками и имеют значительные различия в зонально- региональном плане. Например, по данным полупан и др. (2002) агропотенциал озимой пшеницы после занятого пара за естественного плодородия почв в средние по увлажнению годы и при высоком уровне агротехники колеблется от 7-9 до 34-38 ц / га. Урожайность 7-9 ц / га свойственна дерновым оподзоленными песчаным почвам, 10-15 ц / га - дерновым "оподзоленными связно-песчаным, буро-подзолистым кислым поверхностно оглеенные легко- и середньосуглинкових, светло-серым и серым поверхностно-оглееним недренированное легко - и середньосуглинкових; светло-серым и серым поверхностно-оглееним; 16- 21 ц / га - дерново-подзолистые Автоморфные и глинистые легкосупищаним (11-15% физической глины), каштановыми и темно каштановыми средне- и важкосуглинкового и легкоглинистим; 23- 26 ц / га - дерново-подзолистые Автоморфные и глинистые важкосупищаним (16-20% физической глины), черноземам южным важкосуглинкового и легкоглинистим, черноземам обычным важкосуглинкового восточной части центрального Степи; 27-30 ц / га - черноземам обычным глубоким важкосуглинкового; 31-33 ц / га - серым лесным, темно-серым оподзоленными, черноземы оподзоленные и черноземы типичные северной части Лесостепи с содержанием физической глины 26-40%; 34-38 ц / га - темно-серым, черноземы оподзоленные середньосуглинкових влажной части Лесостепи; темно-серым оподзоленными, черноземы оподзоленные и черноземы типичные важкосуглинкового и легкоглинистим южной части Лесостепи, черноземам обычным глубоким легкоглинистим Северной Степи. При внесении удобрений и проведении мелиоративных мероприятий в оптимальных объемах параметры плодородия растут на 10-30% для почв Сухой Степи, Степи и южной части Лесостепи, 30-50% - северной и влажной части Лесостепи, до 100-200% - на почвах Пылесосы, до 300% - на поверхностно-оглеенные почвах. Аналогичная дифференциация по параметрам природного и эффективного плодородия свойственна почвы также относительно других культур. Реализация указанных ее уровней достигается только при условии высокой агротехники, качественного семенного материала и тому подобное.

В Украине, в зависимости от региона, до 30-60% земель находится на склонах. Ухудшены условия почвообразования на них вследствие аридизации водного режима находят отражение как в формировании различных по параметрам профиля почв, так и существенному - на 15-50% в зависимости от степени ксероморфность - снижении их плодородия. Кроме этого, для них характерен периодический развитие эрозии, приуроченной к естественной микрорельефной стокоскиднои сети в виде папилярив стока. Реорганизация сельскохозяйственного землепользования в ходе проведения земельной реформы привела к увеличению количества границ, дорог и т.д. как искусственных рубежей на пути естественного сброса поверхностного стока, грозит усилением водной эрозии.

За 50 лет после окончания крупномасштабно обследований земельных ресурсов 1957-1961 pp. почвенный покров претерпел изменения. В связи с этим оценить реальное состояние земельных ресурсов возможно лишь при повторном сплошного исследования почвенного покрова. Тем более, что переход к рыночным отношениям, реформирования аграрного сектора экономики и введение частной собственности на землю требует точной информации о качественном составе земельных ресурсов для определения их агропромышленных возможностей, оценки стоимости, налоговой политики, мониторинга за состоянием почв с целью недопущения их деградации, повышение эффективности производства путем внедрения адаптированных к почвенно экологических условий технологий земледелия и тому подобное. По результатам повторного крупномасштабного исследования почв Украины для каждого землепользователя должны быть разработаны материалы для использования в практических целях:

1. Сертификаты качества почв по свойствам и содержанию токсичных загрязнителей и интерпретация их по степени благоприятности для сельскохозяйственных культур и обоснование достижения оптимального уровня.

2. агропотенциал естественной и эффективной плодородия почв в разрезе ведущих сельскохозяйственных культур.

3. Рекомендации по рациональному использованию природного потенциала почв и повышения их эффективного плодородия в условиях меняющейся рыночной конъюнктуры.

4. Разработка проектов мелиорации или реорганизации землеустройства, если земли потребует мелиорации или подвергаются деградации вследствие недостатков существующего землеустройства.

Основные факторы и неблагоприятные почвенные процессы, обусловливающие снижение почвенного плодородия:

1) водная и ветровая эрозия;

2) дегумификация;

3) Агрофизические деградация почв;

4) трансформация щелочных и кислых почв;

5) процессы засоления и осолонцевания орошаемых почв;

6) явления в почвообразовании на осушенных землях;

7) процессы техногенного загрязнения почв.

Несмотря на современное экстенсивное ведение земледелия, деградационные процессы грунтового покрова Украины продолжают расти в связи с неопределенностью в соотношении между сельскохозяйственными угодьями, несбалансированностью биогеохимических веществ и энергии в агроландшафтах, несовершенством противоэрозионных систем охраны земель и отсутствием агрогрунтового мониторинга.

Выбор показателей агрогрунтового мониторинга обусловлен необходимостью адекватной характеристики основных функций почв, почвообразующих - или грунторуйнивних процессов, а также основных режимов и параметров важнейших для растений. Существуют различные теоретические подходы к выбору классификации контрольных показателей в зависимости от структуры и назначения мониторинга.

Концепция агроэкологического мониторинга предложена Милащенком Н.З. и др. (1990) предусматривает решение экологических проблем земледелия на основе наиболее полного учета почвенно-климатических, хозяйственно-экономических особенностей агроэкосистемы, качественного и количественного состояния всех составляющих ее блоков- компонентов (почва - растение - вода - атмосфера). По мнению авторов этой концепции, агроэкологический мониторинг представляет собой систему постоянного и длительного 'наблюдения В пространстве и времени с каждым блоком-компонентом с использованием соответствующих параметров и показателей. Принцип подбора показателей таков: из многочисленных показателей выбирают Те, обусловленные основной задачей зонального агроэкологического мониторинга, его функциональной схеме. Показатели группируют в специальные категории; В блоци- компоненте "почва" они делятся на 11 групп для характеристики основных свойств и процессов.

Агроэкологический мониторинг в интенсивном земледелии согласно более ранней публикацией Милащенка Н.З. и др. (1988) в первую очередь предполагает ранжирование показателей на три группы:

первая - включает те, характеризующие кратковременные изменения S свойств;

вторая - долгосрочные;

третья - показатели для ранней диагностики.

Затем авторы концепции предлагают ранжировать показатели на категории, которые, очевидно, подчинены только одной из целей мониторинга - контроль за санитарным состоянием среды:

1) для определения содержания веществ, необходимых для нормального функционирования агроэкосистемы;

2) для выявления веществ, которые в определенных концентрациях оказывают отрицательное влияние;

3) для характеристики токсичных веществ, присутствие которых или совсем исключается или допустимая в микроколичествах. Аналогичный принцип классификации показателей ( необходимы, допустимые в определенных количествах, недопустимы) положен в основу методического подхода к группировке показателей качества воды в сельскохозяйственном водопользовании.

Общеизвестные методы расчета обобщенного показателя агро- и физико-химических свойств почв, с помощью которых многочисленные разнообразные признаки, обусловливающие основные параметры грунтовых режимов, выражают через комплексную оценку плодородия с учетом ее эффективности и эволюции.

В частности, в Беларуси этот принцип нашел широкое применение (Кулаковская Т.Н., 1978), но со временем он видоизменился: каждый отдельный показатель свойств почв теперь выражают в процентах от оптимального значения для данного типа почвы с последующим расчетом "комплексного агрохимического бала", или "индекса окультуренности", как среднеарифметического из нормируемых параметров. Однако и в этом индексе не вполне учитывают влияние худших свойств почв (малых значений составляющих). Например, для дерново-подзолистых суглинистых почв, индекс окультуренности равна 100 баллов (оптимум) при pH 6,5, содержании Р2O5 - 28 и К2O - 24 мг / 100 г почвы и гумуса 2,2%. Если предположить, что по содержанию Р2O5, К2O и гумуса почва сохраняет эти оптимальные значения, а уровень солевого pH достигает 4,5, то индекс окультуренности снижается только до 82 баллов, то есть остается не просто достаточно высоким, а также соответствует уровню плодородия почвы выше средний. Следовательно, этот метод, как и большинство ранее предложенных, не лишен общего недостатка, то есть не соответствует такому требованию: если хотя бы по одному отдельным показателем качество неудовлетворительное, то в целом она не может оцениваться высоко.

При решении задач с несколькими зависимыми переменными перспективно сейчас использовать так называемую функцию желательности (Медведев В.В., 1992). Под этим понимают тот или иной желаемый уровень параметра оптимизации. Согласно данным методом, все показатели (х) трансформируют таким образом в (у), чтобы лучшем значению определенного показателя отвечала единица (или 100), а худшем - ноль.

Лишен недостатков других аналогичных методов, метод комплексной оценки эволюции плодородия почв по сводному показателю качества почв (ЗПЯГ) (Гринченко Т.А., 1992). Исходя из принципа функции желательности предлагается следующее функциональное преобразование отдельных параметров оптимизации уровня почвенного плодородия (агрохимических, физико-химических, биологических и других свойств почв) (формула 2.1.):

(2.1.)

где:

Y и - преобразованный показатель качества почвы;

X и - выходной;

а i - оптимальное значение;

b и - наихудшее значение;

"к = 5" и "п = 3" - коэффициенты преобразования, которые подбирают в соответствии с промежуточных уровней показателей х i и в i.

Затем составляют среднее геометрическое уже преобразованных показателей - отдельных параметров оптимизации и получают ЗПЯГ.

Т.О. Гринченко (1992) метод апробирован на примере расчета ЗПЯГ для дерново-подзолистых и серых лесных почв Полесья Украины, которые различаются по степени опидзолення, оглеения, гранулометрическим составом и окультуриванием. Расчеты проведены с использованием шести показателей:

1.) pH солевой;

2) гидролитическая кислотность;

3) содержание Р2О5;

4) содержание K2O;

5) содержание гумуса;

6) степень насыщенности основаниями.

В таблице 2.2 приведены значения ЗПЯГ по 100-балльной шкале в пределах административных областей Украины по результатам первого и четвертого туров агрохимического обследования почв.

Таблица 2.2

Индекс окультуренности почв Украины [1]

область

ЗПЯГ в баллах по турам агрохимического обследования

1-й

4-й

Волынская

44

54

Ровенская

49

56

Житомирская

34

55

Черниговская

49

61

Киевская

52

59

Сумская

63

69

Львовская

35

42

Тернопольская

52

63

И вано-Франковская

33

55

Закарпатская

37

54

Черновицкая

43

59

Хмельницкая

48

55

Винницкая

59

66

Черкасская

74

76

Полтавская

76

78

1 Харьковская

71

80

Установлено, что в период между турами на Полесье индекс окультуренности почв повысился от 41 до 55 баллов, а в Лесостепи - от 63 до 69 баллов. Максимальное значение ЗПЯГ (+22 балла) отмечено в Житомирской и Ивано-Франковской областях. Анализ корреляционных связей между индексом окультуренности и урожайностью основных сельскохозяйственных культур показал, что на Полесье, например, эти связи не только тесные (коэффициент корреляции г = 0,8), но и значимые (дисперсионная отношение F> F 01 ). иначе говоря, совокупность агрохимических показателей, на основе которых рассчитывали сводный показатель, во многом предопределяет урожайность сельскохозяйственных культур.

Отметим, что в интервале от 25 до 50 баллов выход зерновых единиц составлял 19-25 ц / га, а в интервале 50-75 - 40 ц / га. Дальнейшее увеличение индекса окультуренности (75-100 баллов) обеспечивает выход зерновых единиц от 40 до 57 ц / га. Таким образом, каждые 10 баллов соответствуют прироста урожая 7 ц / га.

  • [1] По данным Т О Гринченко, 1992
 
< Предыдущая   СОДЕРЖАНИЕ   Следующая >
 
Предметы
Агропромышленность
Банковское дело
БЖД
Бухучет и аудит
География
Документоведение
Естествознание
Журналистика
Инвестирование
Информатика
История
Культурология
Литература
Логика
Логистика
Маркетинг
Математика, химия, физика
Медицина
Менеджмент
Недвижимость
Педагогика
Политология
Политэкономия
Право
Психология
Региональная экономика
Религиоведение
Риторика
Социология
Статистика
Страховое дело
Техника
Товароведение
Туризм
Философия
Финансы
Экология
Экономика
Этика и эстетика
Прочее