Основы агроэкологии (стр. 3 из 7)

Применяются следующие типы севооборотов:

1. Полевые севообороты – предназначены для производства зерна, технических культур, кормов. Около 50% пашни занято зернобобовыми и техническими культурами.

а) пар чистый – ячмень - овес

б) пшеница – картофель - ячмень

в) пар чистый – пшеница – ячмень - овес

2. Кормовой севооборот – предназначен для производства кормов (грубых, сочных, зеленых), где около 50% составляют травы.

а) однолетние травы – однолетние травы - ячмень

б) пшеница – рапс - горох – овес

В таблице 1 приведена продуктивность агроэкосистем за 3 года.

Таблица 1 Оценка продуктивности агроэкосистем за 3 года

Культуры	Урожайность, ц/га
	2007 год	2008 год	2009 год
Зерновые и зернобобовые в т.ч.ПшеницаЯчменьОвесГорох	20,921,317,328,6	22,723,018,729,9	23,324,0-31,0
Картофель	214,5	216,7	230,7
Рапс	17,0	17,9	-
Однолетние травы на зеленый корм	173,3	176,5	184,6
Корнеплоды	-	99,4	103,0
Кукуруза на силос	-	121,0	-

Из таблицы 1 видно, что урожайность таких культур как пшеницы, ячменя, гороха, картофеля, рапса, однолетних трав возросла. В 2009 году не возделывались овес, рапс и кукуруза на силос.

7. Оценка устойчивости агроэкосистем, расчет показателей экологичности земледелия

Для достижения высокой продуктивности посевов необходимы грамотные системы земледелия и агротехнологии, обеспечивающие рациональное использование местных почвенно-климатических ресурсов, новые сорта, оптимальное снабжение их всех необходимыми элементами питания, эффективная защита растений от вредителей, болезней и сорняков.

Основные задачи, стоящие перед земледелием России, - получение в необходимых объёмах растениеводческой продукции, стабилизации сельскохозяйственного производства, его интенсификация в целях обеспечения продовольственной безопасности страны.

Экологическая безопасность – это состояние, при котором отсутствует угроза нанесения ущерба окружающей среде и здоровью человека. Пределы равновесного состояния экосистем и их компонентов образуют экологическую норму. Состояние экосистем в области экологической нормы определяется как допустимое. Антропогенное воздействие на границе допустимого и за пределами приводит к устойчивому ухудшению состояния экосистем, что заканчивается их деградацией. Деградация ландшафтов характеризуется крайней степенью изменения их структуры, что проявляется в утрате способности выполнять ресурсо- и средообразующие функции.

В интенсивном земледелии повышение урожайности культур обеспечивается благодаря эффективному использованию средств химизации, биологических способов защиты растений, мелиоративных приемов, внедрению прогрессивных технологий, учитывающих зональную почвенно-экологическую специфику, что, в конечном счете, способствует повышению плодородия почв и охране агроландшафтов от загрязнения и деградации.

Современное управление устойчивостью агроэкосистемы и использование для этого практических средств должны предусматривать достижение разумного компромисса между количеством продукции, ее качеством, масштабами затрачиваемых природных и технических ресурсов и нарушениями в окружающей среде. Эти параметры характеризуют новый тип современного земледелия – адаптивный, под которым понимают экологическую дифференциацию агротехнологий, направленную на достижение высокой степени соответствия аграрных форм деятельности природным механизмам саморегуляции экосистем путем оптимизации или компенсации внешних и внутренних факторов и свойств, лимитирующих развитие продуцентов агроэкосистемы.

Расчет экологической системы земледелия

В качестве критериев оценки влияния сельскохозяйственной деятельности на агроэкосистемы предложено использовать показатель экологичности земледелия (Кэз), для расчета которого служат следующие характеристики: урожай культуры (У) и их количество (n), коэффициент гумификации растительных остатков (Кr), масса вносимых органических удобрений (Мо) и коэффициент их гумификации (Ко), масса минерализации гумуса и количество пожнивных остатков (Ммп), масса потерь гумусовых веществ за счет эрозии (Мэв), масса расхода гумуса на формирование урожая (Мгу), коэффициенты, выражающие повторяемость культуры за ротацию севооборота (Кр) и долю данной культуры в севообороте (Кд).

Расчет устойчивости агроэкосистем при различных системах земледелия (звеньях севооборота):

1. Звено: пар-пшеница (с внесением органических удобрений):

То же самое без внесения органических удобрений:

Вывод: при расчете экологической системы земледелия на модели пар - пшеница без внесения органических удобрений выяснилось, что в результате происходит активный расход гумуса. Меньшее значение Кэз свидетельствует о недостаточной экологичности земледелия. Поэтому необходимо разрабатывать мероприятия по улучшению экологичности за счет уменьшения эрозионных процессов, улучшения системы севооборотов, увеличения количества сидеральных культур и многолетних трав.

8. Экологическая устойчивость почв. Расчет степени устойчивости почвенного блока агроэкосистем

Разрушение и создание органического вещества составляют сущность почвообразования. Из этого общеизвестного положения вытекает принципиально важное следствие – соотношение между процессами минерализации и гумификации обуславливает экологическое равновесие в почве. Сбалансированность названных процессов отражает суть экологической устойчивости почв, а, следовательно, и агроэкосистемы в целом. Определение количественных параметров, соответствующих состоянию экологического равновесия в почве, раскрытие его природы и разработка на этой основе методов целенаправленного воспроизводства почвенного плодородия – важная научно-практическая задача, требующая комплексных решений, в том числе с учетом и агроэкологических аспектов проблемы.

Оценку сбалансированности процессов гумификации и минерализации в почвенном блоке агроэкосистемы реально проводить, основываясь на определении агроэкологического параметра – коэффициента биологической утилизации азота удобрений (КNут). Названный показатель подсчитывают как суммы коэффициентов усвоения возделываемыми растениями элемента из удобрения (КNусв) и аккумуляции его в приросте гумуса за ротацию севооборота по отношению к количеству, определяемому перед закладкой опыта (КN ак). Отношение коэффициента усвоения азота удобрений к коэффициенту его аккумуляции (КNусв/КNак) отражает степень сбалансированности в почве процессов минерализации и гумификации, а значит, и направленность процесса почвообразования за ротацию севооборота. Степень устойчивости почвенного блока агроэкосистемы определяют по формуле:

Эуст = КNусв/ КNак

Где Эуст – интегральный показатель экологической устойчивости почвенного блока агроэкосистемы;

КNусв – коэффициент усвоения азота культурами за ротацию севооборота, %;

КNак – коэффициент аккумуляции азота в приросте гумуса за ротацию севооборота, %.

Расчет показателей экономической устойчивости почвенного блока при практикуемых звеньях севооборота:

1. Звено севооборота: пар – пшеница.

Общий расход азота на создание 23,3 ц/га – 83,88 кг (3,6*23,3)

Общий расход гумуса – (83,88 *100)/5=1,7 т/га

Содержание азота в соломистых остатках – 15,7 кг/га (3135*0,5):100, где 3135 кг/га биологическая масса соломы, 0,5% - содержание азота в соломе.

Таким образом, в звене пар – пшеница создаётся отрицательный баланс азота –68,18 кг/га (83,88 - 15,7).

2. Звено: люцерна – пшеница.

Приход органического вещества с корневыми и пожнивными остатками люцерны составляет 12 т/га (3,5 т – пожнивные и 8,5 т – корневые остатки).

Приход азота в звене составит 122,2 кг/га.

Содержание азота в растительных остатках люцерны составляет 2 %.

Таким образом, в звене люцерна – пшеница создается положительный баланс азота - +54,02 кг/га [(122,2+15,7)-83,88].

Эуст = 83,88/137,9 = 0,6

Вывод: результаты расчетов показали, что коэффициент экологической устойчивости почвенного блока является довольно высоким. Следовательно, процессы гумификации и минерализации, протекающие в почве, находятся в экологическом равновесии, что говорит о высокой устойчивости данной агроэкосистемы.

9. Агроэкологический мониторинг, задачи, анализ

Агроэкологический мониторинг, являющийся важной составляющей частью Единой Государственной системы экологического мониторинга, направлен на создание высокоэффективных, экологически сбалансированных агроценозов на основе оптимального использования и расширенного воспроизводства почвенного и ресурсного потенциала. Исследования в системе агроэкологического мониторинга имеют как научный, так и прикладной характер. На основе результатов мониторинговых исследований возможна разработка краткосрочных (оперативных) и долговременных задач по решению проблем устойчивого ведения сельскохозяйственного производства, что и определяет значимость и актуальность поставленных на изучение вопросов.

Цели и задачи исследований. Цель многолетних исследований в системе полигонного, локального и сплошного агроэкологического мониторинга - дать теоретическое обоснование и комплексную оценку различным технологиям возделывания сельскохозяйственных культур, рельефу местности и степени использования ресурсного потенциала по их влиянию на основные показатели почвенного плодородия, продуктивности земель и экологическое состояние агроландшафтов.