WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!

 

На правах рукописи

Чанышев Ильдар Олегович

ПОЧВЕННО-ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ

ОПТИМИЗАЦИИ ЗЕМЛЕПОЛЬЗОВАНИЯ В

РЕСПУБЛИКЕ БАШКОРТОСТАН

Специальности 06.01.03 – агропочвоведение, 

агрофизика;

06.01.01 – общее земледелие

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени

доктора  сельскохозяйственных наук

Барнаул 2009

Работа выполнена в Башкирском государственном аграрном университете

Научный консультант:

доктор сельскохозяйственных наук, профессор Кираев Р.С.


Официальные оппоненты:

доктор сельскохозяйственных наук Булгаков Д.С.,

доктор биологических наук Рассыпнов В.А.,

доктор сельскохозяйственных наук Сираев М.Г.


Ведущая организация:

Институт степи УрО РАН (г. Оренбург) биологии Уфимского научного центра Российской академии наук



Защита состоится «___» ___________ 2009 г. в _______ часов на заседании диссертационного совета Д.220.002.01 при Алтайском государственном аграрном университете по адресу: 656049, г. Барнаул, пр. Красноармейский, 98. 220.003.01 в Башкирском государственном аграрном университете по адресу: 450001, г. Уфа, ул. 50-летия О

ктября, 34, Башкирский

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Алтайского государственного аграрного университета аграрного университета

Автореферат разослан «____» ___________ 2009 г.

Ученый секретарь диссертационного совета  Е.Г. Пивоварова

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность исследования. Главными проблемами России, напрямую связанными с состоянием земельного фонда, являются продовольственная и экологическая. В связи с этим проблема воспроизводства плодородия почв стала одной из главных условий стабильного роста продукции растениеводства и животноводства в сельском хозяйстве. За последние десятилетия  причинами снижения почвенного плодородия стали процессы эрозии почв, ухудшение их водно-физических и физико-химических свойств, отрицательный баланс гумуса и элементов питания. Приостановить эти негативные явления невозможно без кардинального изменения существующей системы землепользования и разработки систем земледелия на почвенно-экологической основе. Приемы рационального использования земельных ресурсов следует рассматривать применительно к условиям конкретных земледельческих территорий. Специфика физико-географических условий Южного Урала, уникальность ландшафтов и их охрана требуют разработки и внедрения региональной системы природопользования. Поэтому особую актуальность приобретают вопросы адаптивной организации территории землепользования, научного обоснования и разработки севооборотов, почвозащитных технологий, обеспечивающих воспроизводство плодородия почв и повышения продуктивности сельскохозяйственных культур. Решению этой проблемы на примере Республики Башкортостан и посвящены наши исследования.

Цель и задачи исследования. Целью исследований является оптимизация сельскохозяйственного землепользования с учетом почвенно-экологических особенностей территории и организация землепользования на эколого-ландшафтной основе.

Исходя из этого нами  поставлены следующие задачи:

-изучить современное состояние и характер использования земельных ресурсов, дать экологическую оценку состояния плодородия почв республики;

-осуществить почвенно-экологическое районирование территории и разработать пути повышения плодородия почв на экологических и фитомелиоративных принципах;

-разработать агроэкологическую классификацию земель с учетом строения почвенного профиля и почвенной экологии растений;

-выполнить разработку проектов внутрихозяйственного землеустройства с учетом агроэкологических типов земель;

-оценить энергетическую эффективность залужения деградированной, малопродуктивной пашни и наметить наиболее оптимальные направления совершенствования структуры сельскохозяйственных угодий.

-разработать и обосновать концепцию и практические приемы воспроизводства плодородия лесостепных черноземов республики в интенсивных и энергосберегающих системах земледелия;

-разработать основные параметры моделей плодородия лесостепных черноземов республики Башкортостан;

Научная новизна. Разработана стратегия землепользования на основе почвенно-экологического районирования территории Республики Башкортостан. Составлена агроэкологическая классификация земель с учетом свойств и строения почвенного профиля. Сформулирована концепция экологически ориентированного управления плодородием почв как компонента агроэкосистемы. Обоснованы  пути оптимизации сельскохозяйственных угодий и структуры агроландшафтов на почвенно-экологической основе. Установлена эффективность проведения в республике работ по залужению и выводу из пахотного оборота деградированной пашни. Определены закономерности изменения количественных и качественных параметров плодородия лесостепных черноземов под действием многолетнего (15-20 лет) применения разных по интенсивности систем обработки почвы, удобрений и известкования в севооборотах различной специализации, что является одной из научных основ совершенствования системы управления плодородием черноземных почв в адаптивно-ландшафтных системах земледелия республики.  Обоснована роль севооборотов, систем обработки почвы, систем удобрений и известкования в воспроизводстве плодородия лесостепных черноземов. Разработаны и научно обоснованы основные параметры моделей эффективного плодородия лесостепных черноземов;

Практическая значимость и реализация результатов исследований.  Результаты исследований служат основой для разработки регионального экологического землепользования, базой для управления функцией агроценозов в условиях лесостепных и степных зон республики. Они использованы при разработке «Республиканской программы сохранения и повышения плодородия почв на 2001-2005 годы», «Сохранение и восстановление плодородия почв земель сельскохозяйственного назначения и агроландшафтов как национального достояния Республики Башкортостан на 2006-2010 годы», «Программы устойчивого функционирования и развития агропромышленного комплекса Республики Башкортостан до 2010 года».

При непосредственном участии автора в республике Башкортостан были приняты постановления Правительства Республики Башкортостан и приказы Министерства сельского хозяйства Республики Башкортостан, Государственного комитета Республики Башкортостан по земельным ресурсам и землеустройству по залужению деградированной, малопродуктивной пашни и вывода ее из пахотного оборота, об утверждении перечня особо ценных продуктивных сельскохозяйственных угодий, использование которых не допускается для целей, не связанных с сельскохозяйственным производством, по охране и использованию земель сельскохозяйственного назначения, по бесплатному однократному предоставлению земельных участков из земель сельскохозяйственного назначения, находящихся в государственной собственности, гражданам на праве общей долевой собственности.

Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались на Международных, Всероссийских, межрегиональных и республиканских научных конференциях (1998-2008), в том числе на Международных конференциях «Антропогенная деградация почвенного покрова и меры ее предупреждения» (Москва, 1998), «Почва. Жизнь. Благосостояние» (Пенза, 2000), «Проблемы и перспективы развития АПК регионов России» (Уфа, 2002), «Роль средств химизации в повышении продуктивности агроэкосистем» (Уфа, 2003), «Агроэкологическая роль плодородия почв и современные агротехнологии» (Уфа, 2008), на IV съезде Докучаевского общества почвоведов (Новосибирск, 2004), на Всероссийских научных конференциях «Повышение эффективности и устойчивости развития агропромышленного комплекса» (Уфа, 2005), «Уралэкология. Природные ресурсы» (Уфа-Москва, 2005), «Проблемы и перспективы инновационной деятельности в агропромышленном производстве» (Уфа, 2007), на межрегиональных и республиканских научно-практических конференциях «Создание высокопродуктивных агроэкосистем на основе новой парадигмы природопользования», посвященной 95-летию со дня рождения профессора С.Н.Тайчинова (Уфа, 2001), «Почвы Южного Урала и Среднего Поволжья» (Уфа, 2006).

Докладные записки рекомендательного характера представлялись в руководящие органы Республики Башкортостан.

Разработки автора легли в основу прочитанных курсов лекций перед студентами Башкирского государственного аграрного университета и слушателями Башкирского института переподготовки и повышения квалификации кадров АПК.

Основные положения, выносимые на защиту:

1.Особенности почвенного покрова Республики Башкортостан определяются широтной зональностью и высотной поясностью, спецификой геоморфологических провинций.

2.Почвенно-экологическое районирование территории Республики Башкортостан является естественно-исторической основой адаптивных систем землепользования, основой корректировки стратегии рационального использования земельных ресурсов и воспроизводства плодородия почв.

3.Учет свойств и строения почвенного профиля является основой агроэкологической классификации земель и размещение адаптированных к ним сельскохозяйственных культур в севооборотах.

4.Теоретическое и практическое обоснование системы воспроизводства и регулирования плодородия лесостепных черноземов в адаптивно-ландшафтных системах земледелия республики.

5.Модели плодородия лесостепных черноземов республики, адаптивные к антропогенному воздействию.

Публикация результатов исследований. Основные положения диссертации опубликованы в пяти монографиях и 55 печатных работах.

Объем и структура диссертации. Диссертация изложена на 275 страницах машинописного текста, состоит из четырех глав, выводов и предложений производству, содержит 71 таблицу, 21 рисунок. Список литературы включает 490 источников, в том числе 20 иностранных авторов.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

1. Условия, объекты и методы проведения исследований

Принципы почвенно-экологического районирования основываются на следующих положениях: законах зональности почв и биоклиматической почвенной провинциальности, структуре почвенного покрова, учете азональных, случайных факторов и оценке антропогенных воздействий.

Г.В. Добровольский, Г.С. Урусевская (1988) предлагают при почвенно-экологическом районировании принять следующие таксономические единицы: в равнинных условиях почвенная зона, почвенная провинция, почвенный округ и почвенный район, для горных территорий горная почвенная провинция, вертикальная почвенная зона, горный почвенный округ, горный почвенный район.

Суть предлагаемого нами почвенно-экологического районирования заключается в том, чтобы при переходе от более высокой к более низкой единице добиваться все большей однородности почвенного покрова. Выделение территорий  с более однородными природными условиями по мере дробления таксономических единиц является одной из главных задач районирования. Зоны,  округа, районы имеют равнозначные и в то же время присущие только им автономные и азональные явления и процессы, которые и следует выявлять.

Теоретической базой исследований служили Кодексы РФ (земельный, лесной, водный), нормативно-законодательные акты и документы комитетов и комиссий при представительных и исполнительных органах власти различных уровней по аграрным и земельным вопросам, а также научная и учебно-методическая литература отечественных и зарубежных авторов по тематике наших исследований.

При выполнении данной работы были учтены результаты и выводы исследований Тайчинова С.Н., Богомолова Д.Н., Такумбетова М.Н., Гарифуллина Ф.Ш., Хазиева Ф.Х., Миркина Б.М., Мукатанова А.Х.,  Ишемьярова А.Ш.,  Хабирова И.К.,  Кираева Р.С.,  Миндибаева Р.А., Суюндукова Я.Т., Акбирова Р.А. по характеристике почвенного покрова и экологии почв Южного Урала.

В качестве информационной базы были использованы данные Госкомстата РБ, Управления землепользования МСХ РБ, фондовые материалы института ВолгоНИИгипрозем, ФГУ ЦАС «Башкирский», ФГУ САС «Ишимбайская», ГУП «Башземоценка», научные отчеты Института биологии УНЦ РАН и БНИИСХ РАСХН.

Для  оценки  плодородия  почв  с  учетом конкретных  условий климата и рельефа И.И.Кармановым и Д.С.Булгаковым (1985) была разработана методика расчета почвенно-экологического индекса (ПЭи).

Технология расчета ПЭи по данной методике подробно рассматривается нами на примере Чермасано-Ашкадарского почвенно-экологического округа Предуральской степной природно-сельскохозяйственной зоны Республики Башкортостан (Кираев, Мукатанов, Чанышев, 2004).

Для сравнительной оценки природно-экологических условий по почвенно-экологическим округам нами были использованы агроэкологические индексы (АЭи), рассчитанные  по количеству осадков за год, среднегодовой температуре воздуха, сумме температур более 100С и величине уклона пахотных угодий относительно эталона для Республики Башкортостан (Кармаскалинский район). В качестве эталонных значений, оцениваемых 100 баллами, приняты 500 мм осадков, среднегодовая t02,80 и сумма t>100 23000, безморозный период 130 дней и среднеминимальное значение уклона пахотных угодий 2,80 (Такумбетов, Султанов, 1972; Тайчинов, Бульчук, 1975; Ишемьяров, 1985).

В соответствии с задачами исследований нами были выбраны ключевые мониторинговые участки на пахотных и сенокосных угодьях с различными типами почв (серые лесные, черноземы выщелоченные, типичные и обыкновенные) по природно-сельскохозяйственным зонам (Северная, лесостепная, Южная лесостепная, Предуральская степная и Зауральская степная). Сравнительный анализ изменения свойств почв и в целом почвенного покрова во времени осуществлялся с использованием фондовых материалов почвенных и агрохимических обследований, опубликованных литературных источников.

Экспериментальные исследования проводились в СПК «Рассвет» Туймазинского района (Предуральская степная зона) в Учхозе БГАУ (Южная лесостепная зона):

–полевой стационарный опыт “Влияние многолетних трав на воспроизводство плодородия выщелоченного чернозема”; заложен в 1997 году в СПК «Рассвет» Туймазинского района. В опыте изучается влияние залужения многолетними травами деградированной пашни (пять разновидностей бобовых, злаковых трав и их сочетаний) на воспроизводство плодородия почвы.

–трехфакторный полевой стационарный опыт “Разработка ресурсосберегающей технологии воспроизводства плодородия выщелоченного чернозема и совершенствование систем земледелия”; заложен в 1992 году на опытном поле Учхоза БГАУ. В опыте изучаются 2 севооборота, 3 системы обработки почвы и 9 систем удобрений;

–полевой стационарный опыт “Влияние возрастающих доз извести и удобрений на плодородие почвы и продуктивность культур зернопропашного севооборота”; заложен в 1983 году. В опыте изучаются 4 дозы извести и 2 фона удобрений.

Объектами исследований явились также наиболее контрастные и типичные для почвенно-экологических районов пахотные почвы Абзелиловского, Архангельского, Баймакского, Калтасинского, Кармаскалинского, Салаватского, Туймазинского, Уфимского, Хайбуллинского районов.

Эффективность мероприятий по залужению деградированной пашни оценили расчетами потерь гумуса в энергетических единицах (МДж).

Применялись общепринятые в агрохимии, земледелии и почвоведении методы исследований (Руководство по агрохимическому анализу почв, Аринушкина, 1962 ).

Для статистической оценки данных использовали методы дисперсионного и регрессионного анализа (Statistica 5.0 for Windows).

2. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ПЛОДОРОДИЯ ПОЧВ

РЕСПУБЛИКИ БАШКОРТОСТАН

Республика Башкортостан (14,3 млн. га.) является уникальным физико-географическим регионом, где стыкуются разнообразные ландшафты – от сухой степи до горной тундры. Территория обладает большим растительным биоразнообразием, множеством различных почвенных комплексов и является географическим стыком множества растительных формаций и типов почв.

В земельном фонде республики сельскохозяйственные угодья занимают на 1.01.2007г. 7342,9 тыс. га или 51,4% территории. В структуре сельскохозяйственных угодий на долю пашни приходится 50,1 % или 3678,8 тыс. га. Природные кормовые угодья (сенокосы и пастбища) занимают 3620,8 тыс. га или 49,3 %, многолетние плодовые насаждения – 43,3 тыс. га (0,6 %).

Почвенный покров их представлен сложными сочетаниями и мозаиками различных типов, подтипов, видов и разновидностей почв – преобладанием серых лесных (27,9 %), черноземов (31,7 %), горных (25 %) и аллювиальных (6 %).

По данным НИИ «Волгогипрозем», в Башкортостане насчитывается около 3000 разновидностей почв, характеризующихся различным уровнем естественного плодородия, обеспеченностью их элементами минерального питания растений.

В последние годы, особенно до 1991 г., сельское хозяйство довольно интенсивно снабжалось машинами, минеральными удобрениями, химическими средствами защиты растений. Однако желаемого повышения урожая не получилось: за 20 лет (1970-1990 гг.) урожайность зерновых культур в Республике Башкортостан повысилась всего на 3 ц/га. При этом энерговооруженность в расчете на одного работника возросла более чем в три раза. После 1991 г., урожайность зерновых культур пошла на убыль (в 1995 г. сказались и засушливые климатические условия), и лишь в последние годы наметилась тенденция к ее увеличению. Если урожайность зерновых культур в 1996 г. в среднем по республике составила 18,5 ц/га, то к 2006 году она возросла до 26,8 ц/га, в 2007 году достигла 27,4 ц/га за счет интенсификации сельскохозяйственного производства и более благоприятных климатических условий вегетационного периода.

Основными причинами снижения производительных функций плодородия пахотных земель и, как результат, неустойчивого функционирования агроэкосистемы в целом являются эрозионный снос и существенный дисбаланс гумуса, питательных элементов и кальция, сложившийся под современными агроценозами. Невыполнимый урон пахотным землям наносит усиление эрозионных процессов, приводящих к резкому снижению содержания и запасов гумуса и сопровождающихся формированием деградированной и малопродуктивной пашни, дальнейшее использование которой в пахотообороте не является целесообразным как с экономических, так и экологических позиций.

За 100 лет после Д.Д. Докучаева мощность гумусового слоя черноземов Южного Предуралья уменьшилась на 20-21 см (на 30 %), содержание гумуса на 2,4-4,1 % (в среднем на 32 %). Если учесть, что с каждым сантиметром гумусового слоя теряется на 10-12 т/га гумуса, то черноземы Башкортостана за 100 лет относительно приведенных в «Русском черноземе» данных, потеряли 200-250 т/га гумуса и вместе с ним 4188-5235 ГДж/га бионеэргии (Ишемьяров, 1988).

По нашим исследованиям, проведенным за последние десять лет, потери гумуса в почвенных разрезах, заложенных в одинаковых геоморфологических условиях, но на различных угодьях (целина – пашня), выглядят следующим образом. В пахотных почвах (различные типы и подтипы) относительно целинных (лесных) содержание подвижного гумуса снизилось на 23 - 60 %, общего гумуса - 10 - 38 %, запасы гумуса - 10 - 30 %. По степени убывания гумуса пахотные почвы Предуралья РБ располагаются в ряд: светло-серые – серые – темно-серые лесные почвы – черноземы выщелоченные – черноземы типичные

По данным института «Волгогипрозем», ежегодные потери почвы от эрозии в среднем по республике составляют примерно 15 т/га, или 0,9-1,0 т гумуса с каждого гектара. Потери гумуса на всю эродированную пашню превышают 2 млн. т.

Нами составлена карта-схема темпов потерь гумуса в пахотном слое почв Республики Башкортостан (рисунок 1). При составлении карты-схемы были использованы материалы почвенного мониторинга по  содержанию гумуса в почвах Госсортучастков и смежных колхозных полей, проведенные с интервалами в 15-20 лет, а также исследования гумусного состояния почв республики, проведенные лабораторией почвоведения Института биологии УНЦ РАН в последние 20-25 лет.

Группировка почв по содержанию гумуса проводилась в границах почвенно-экологических округов, так как дегумификация почв тесно связана с биоклиматическими условиями зоны и геоморфологической провинциальностью, а также особенностями сельскохозяйственного производства в них.

Рисунок 1 - Карта-схема потерь гумуса в пахотных почвах Республики Башкортостан по сравнению с целинными

здесь и в дальнейшем условные обозначения в левом углу означают:

1 – границы природно-сельскохозяйственных зон; 2 – границы почвенно-экологических округов; 3 – названия природно-сельскохозяйственных зон (I-Северная лесостепь, II-Северо-восточная лесостепь, III-Южная лесостепь, IV-Предуральская степь, V-Зауральская степь, VI-Горно-лесная зона); 4 – названия почвенно-экологических округов (в тексте)

Потеря гумуса в пахотных почвах оценивается по сравнению с их целинными аналогами, залегающими в одинаковых геоморфологических условиях. Нами были выделены 5 групп почв по темпам потерь гумуса за последние 30-50 лет: до 10, до 15, до 20, до 25, до 30 %.

Карта-схема отражает скорость процесса дегумификации в почвах Республики Башкортостан, за исключением горно-лесной зоны и Уфимского плато, и свидетельствует о повсеместном развитии этого процесса. Высокие темпы потерь гумуса характерны для Белебеевского возвышенно-ступенчатого округа с преобладанием неполноразвитых серых лесных, дерново-карбонатных почв и черноземов выщелоченных, а также Бельско-Уфимского возвышенно-мелкоувалистого округа с преобладанием серых лесных почв. В этих округах значительно проявление водной эрозии. В них налицо также усиление антропогенного «остепнения», что в какой-то мере сказывается на процессах гумификации, поэтому несколько меньше темп потерь гумуса в Общесыртинском увалисто-холмистом, Зауральском увалисто-предгорном округах с преобладанием неполноразвитых черноземных почв. В эту же группу относится и южная часть Белебеевской возвышенности. В указанных округах также развита водная эрозия.

Таким образом, распашка лесных почв приводит к сравнительно большим потерям гумуса, чем распашка черноземных целинных и залежных, что должно учитываться при специализации хозяйств и севооборотах. Меньшими темпами потерь гумуса отличаются Левобережный Прибельский волнисто-равнинный и Зауральский сопочно-равнинный (северная часть) округа. В них преобладают полноразвитые черноземы (выщелоченные в Предуралье, обыкновенные в Зауралье), которые отличаются высоким потенциальным плодородием. В этих почвенно-экологических округах эрозионные процессы проявляются в слабой степени и не более чем на 30 %  пахотной площади.

Средними темпами потерь гумуса характеризуются почвы в Чермасано-Ашкадарском пологоувалистом, Левобережном Прибельском волнисто-равнинном, Присакмарском межгорно-долинном, Айском возвышенно-равнинном и Юрюзано-Заайском полугорном округах.

Запасы гумуса в почвах Республики Башкортостан варьируют в очень широких пределах – 50-600 т/га и зависят в первую очередь от мощности всего почвенного профиля, т.е. геоморфологических условий формирования почв и, конечно, от генетических особенностей типов и подтипов почв, что отражает зональные биоклиматические условия. Контрастность почвенного покрова территории в первую очередь сказывается на запасах гумуса, меньше на содержании подвижного и общего гумуса. Нами выделено 7 групп почв: с очень низкими (менее 100 т/га), низкими (100-200), средними (200-300), повышенными (300-400), высокими (400-500) и очень высокими (более 500 т/га) запасами гумуса. Еще одну группу составляют почвы с чрезвычайно большими колебаниями градаций на близких расстояниях (100-500 т/га). Это почвы Зилаирского плато и Белорецкой впадины в горно-лесной зоне (Горный Урал). Остальная часть Горного Урала и Уфимское плато характеризуются низкими запасами гумуса в почвах.

Низкие запасы гумуса в почвах характерны и для Юрюзано-Заайского полугорного округа. Айский возвышенный округ отличается почвами черноземного типа и повышенными запасами гумуса. В северной лесостепи, Бельско-Уфимском возвышенно-мелкоувалистом округе, выделяется несколько районов. Почвы Забуйского мелкоувалистого, Буй-Таныпского мелкоувалистого эрозионно расчлененного, Приуфимского низкогорного районов характеризуются низкими, Уфа-Бельского мелкоувалистого междуречья средними, Буй-Тюйского равнинного, Пританыпского низменно-равнинного, Аскинского равнинно-возвышенного высокими запасами гумуса. Низкими запасами гумуса характеризуются почвы Присимского увалисто-предгорного и предгорные территории Правобережного Прибельского округов. Для Белебеевской возвышенности характерны градации почв со средними, повышенными и высокими запасами гумуса.

Наиболее высокие запасы гумуса характерны для черноземов Левобережного Прибельского волнисто-равнин­ного округа. Повышенными и высоким запасами гумуса в Предуралье выделяются черноземы Чермасано-Ашкадарского пологоувалистого и значительные площади Общесыртинского увалисто-холмистого округа. В Зауралье  повышенными и высокими запасами гумуса характеризуются черноземы Зауральского сопочно-равнинного и Присакмарского межгорно-долинного округов. В Зауральском увалисто-предгорном округе, где много еще пахотных массивов с недоразвитыми почвами, запасы гумуса варьируют от низких значений до повышенных.

В Предуралье и южной части Зауральской степи в черноземах уменьшение запасов гумуса происходит на фоне слабой выраженности уменьшения мощности гумусового горизонта (А+АВ), что позволяет сделать предположение о преобладании явлений выпаханности и потерях гумуса прежде всего из-за этого фактора. В данном случае высоки потери в результате минерализационных процессов.

Большие потери гумуса происходят из-за эрозионных процессов. Доля таких почв в Левобережном Прибельском волнисто-равнинном и Зауральском сопочно-равнинном округах незначительная (до 4 %). Много эродированных пахотных почв средней и сильной степени в Чермасано-Ашкадарском пологоувалистом (12-16 %), Белебеевском возвышенно-ступенчатом и Общесыртинском увалисто-холмистом (16-20 %) округах.

Рисунок 2 - Карта-схема средне- и сильноэродированных

пахотных почв Республики Башкортостан

Площади таких почв в Юрюзано-Заайском полугорном, Правобережном Прибельском равнинно-холмисто-предгорном, Зауральском увалисто-предгорном и Зауральском сопочно-равнинном округах составляет 8-12 %. В указанных округах много почв с неполноразвитым профилем, которые по генезису отличаются от эродированных. Однако по характеру использования их следует объединить в одну группу со среднеэродированными пахотными почвами (рисунок 2).

В Бельско-Уфимском возвышенно-мелкоувалистом и Айском возвышенно-равнинном округах доля средне- и сильноэродированных почв оказалась относительно не высока (4-8 %). В этих округах преобладает слабая эродированность, составляющая около 40 % от всей пахотной почвы.

Почвы горной части Южного Урала и Уфимского плато отнесены к группе почв потенциально эрозионно опасных. Поддержание лесистости этих регионов на уровне 70-75 % является совершенно необходимым для обеспечения их экологической роли и природоохранных мероприятий.

3. ПОЧВЕННО-ЭКОЛОГИЧЕСКОЕ РАЙОНИРОВАНИЕ

РЕСПУБЛИКИ БАШКОРТОСТАН

Различная история развития и формирования ландшафтов, геоморфологическое строение, составы пород, современные биоклиматические условия отдельных районов Республики Башкортостан, а также хозяйственная деятельность человека обусловили множество типов, подтипов, родов почв и их разноуровневых мозаик. Все это требует их систематизации для экологически ориентированного ведения сельского, лесного хозяйства по отдельным регионам, зонам, округам в пределах административных районов и даже отдельных хозяйств. Основой для этого служит почвенно-экологическое районирование.

Большие работы по агропочвенному районированию Башкирской АССР были осуществлены С.Н. Тайчиновым. В основу сельскохозяйственного и агропочвенного районирования территории Республики Башкортостан С.Н. Тайчиновым положено естественно-историческое подразделение территории на зоны и провинции. Выделенные шесть частей территории республики рекомендовано условно называть сельскохозяйственными зонами: I – Северная лесостепь, II – Северо-восточная лесостепь, III – Южная лесостепь, IV – Предуральская степь, V – Зауральская степь, VI – Горно-лесная зона.

Управлением Федерального агентства кадастра объектов недвижимости по Республике Башкортостан в 2007 году утверждены материалы по выделению агроклиматических оценочных зон и принята картосхема с выделением  на территории республики 9 агроклиматичесих оценочных зон. Выделения агроклиматических оценочных зон проведено по показателям суммы активных температур, коэффициенту увлажнения, континентальности, контурности. Результаты работ  послужат основой проведения кадастровой оценки земель сельскохозяйственного назначения. Анализ разработанных Роснедвижимостью материалов показывает, что в них слабо учитываются факторы зональности почв и биоклиматической почвенной провинциальности, структура почвенного покрова (геоморфология, коренные почвообразующие породы), учет зональных факторов и оценка антропогенных воздействий.

В условиях Республики Башкортостан дифференцированный подход к использованию почвенных ресурсов  целесообразно осуществлять через почвенно-экологическое районирование. По объему понятия этот вариант шире, чем агропочвенное районирование, тем более, если учесть, что территория Башкортостана на 38% покрыта лесами. Для углубления принципов адаптивного подхода необходимо развитие разномасштабного почвенно-экологического (агроэкологического) районирования, что в особенности перспективно для территорий, сложных в физико-географическом отношении.

Таблица 1 - Сравнительная оценка природно-экологических условий

Республики Башкортостан

Показатели природно-экологических условий

Природно-сельскохозяйственные зоны

Краснодар-ский край (эталон для РФ)

Северная лесостепь

Северо-восточная лесостепь

Южная лесостепь

Предуральская степь

Зауральская степь

Сумма осадков за год, мм

550

515

525

450

365

750

Сумма активных t > 100 С, град

1900

1700

2200

2250

2000

3500

Коэффициент увлажнения по Иванову (КУ)

0,73

0,74

0,70

0,65

0,54

0,80

t max (среднесуточная t0 самого теплого месяца), град

18,7

18,3

19,1

19,7

19,6

24,0

t  min (среднемесячная t0 самого холодного месяца), град

-16,8

-17,4

-14,8

-15,2

-16,8

5,0

Географическая широта местности (), град

56 с.ш

55 с.ш

54 с.ш

53 с.ш

52 с.ш

46 с.ш

Коэффициент  континентальности климата по Иванову

194

198

191

199

200

162

Сводный климатический показатель

4,72

4,22

5,29

4,89

3,60

10,69

Почвенно-экологический индекс (ПЭи)

47

42

53

49

36

100

Прогнозная оценка продуктивности агроэкосистем, ц/га корм.ед.

23,5

21,0

26,5

24,5

18,0

50,0

Фактическая продуктивность агроэкосистем за 1971-2000 г.г., ц/га корм. ед.

15,2

18,1

22,4

18,6

17,6


С учетом сложившейся системы разделения территории республики на природно-сельскохозяйственные зоны нами предлагается в равниной части Башкортостана выделить 14 почвенно-экологических округов. Названия их отражают природно-экологические условия, геоморфологическое строение территории и основные почвенные типы и подтипы (таблица 1, 2 и 3).

Для их характеристики важна оценка биопродуктивности ландшафтов. Основу потенциального плодородия почв составляет энергия, накапливаемая как в мелкоземе, так и в гумусе.

Поэтому необходимо знать запасы гумуса (основной показатель потенциального плодородия) и урожайность основных возделываемых культур, которые являются результирующим показателем реализации местных почвенно-экологических условий. Такой подход к использованию интегральных показателей почвенного плодородия позволяет более объективно оценивать особенности почвенно-экологических округов и определять направление рационального использования  почвенных ресурсов.

1. Бельско-Уфимский возвышенно-увалистый округ с серыми лесными почвами (2,4 млн. га), по природно-сельскохозяйственному районированию [Тайчинов, 1975], рассматривается как Северная лесостепь. По почвенным, растительным, климатическим ресурсам этот регион больше соответствует лесной зоне. В недавнем прошлом он представлял почти сплошное лесное пространство. Лесистость в настоящее время составляет 32 %. В составе сельскохозяйственных угодий пашня занимает около 80 %, 43 % ее площади расположено на склонах, где преобладает слабая водная эрозия (37 %). Почвообразующие породы представлены неогеновыми глинами, суглинками, древнеаллювиальными отложениями. Преобладающие высоты 100-300 м. В почвенном покрове доминируют серые лесные, темно-серые лесные почвы и черноземы оподзоленные, также имеют распространение дерново-подзолистые, светло-серые лесные, дерново-карбонатные и аллювиальные почвы. Запасы гумуса в них колеблются от 210 до 500 т/га. Пахотные почвы по природным свойствам оцениваются 54 баллами, по запасам гумуса - 35-83, по урожайности зерновых культур - 32 баллами по эталону Российской Федерации. За эталон почв в РФ нами взят чернозем выщелоченный мощный среднегумусный в Краснодарском крае, оцениваемый 100 баллами и урожайностью культур 50 ц/га в кормовых единицах.

Рассматриваемый округ неоднороден по геоморфологии, рельеф равнинно-увалистый. Структура почвенного покрова сложная. Среди почв есть относительно более и менее плодородные. Различны по происхождению и эволюции ландшафты.

2. Уфимский платообразный округ с серыми лесными и дерново-карбонатными почвами (0,9 млн. га) представляет плоскую возвышенность с преобладающими высотами 160-300 м. Рельеф сильно расчленен и имеет горный характер. Однако высотная климатическая и растительная поясности не выражены. Почвообразующими  породами служат артинские известняки, доломиты, мергели, которые местами перекрыты бескарбонатными пермскими глинами. Общая особенность почв – укороченность всего мелкоземистого профиля и мозаичность структуры почвенного покрова. На элювиях известняков сформировались дерново-карбонатные, а на породах с кислой реакцией среды (песчаники, глины) – серые лесные почвы. Лесистость составляет около 62 %. Строгой приуроченности типов леса к почвенно-грунтовым условиям нет. Сельскохозяйственная освоенность невысокая. Пахотные почвы оцениваются по природным свойствам 56 баллами, по запасам гумуса – 33-42, по урожайности зерновых культур -25 баллами и относятся к группе потенциально-эрозионноопасных.

3. Присимский увалисто-предгорный округ с серыми лесными почвами (0,22 млн. га) имеет высоты 120-350 м и облесенность 66 %, представляет увалистую равнину. Здесь преобладают серые и темно-серые лесные почвы, сформированные преимущественно на четвертичных аллювиальных и делювиальных отложениях. На надпойменных террасах рек распространены черноземы оподзоленные и выщелоченные, а также различные типы аллювиальных почв. Преобладают уклоны 2-40, поэтому эродированность пашни невысокая – 15 %, из них 13 % - слабой степени. Средний бонитет пахотных почв по природным свойствам составляет 57 баллов, по запасам гумуса – 30-47, а по урожайности зерновых культур – 28 баллов.

4. Айский возвышенно-равнинный почвенный округ (0,23 млн. га) с черноземами выщелоченными и серыми лесными почвами представляет волнистую равнину с высотными отметками 230-300 м. Почвообразующие породы представлены пермскими известняками, доломитами, мергелями, песчаниками, конгломератами, а почвенный покров – черноземами выщелоченными, серыми, темно-серыми лесными и дерново-карбонатными почвами. Лесистость территории 48 %, распаханность территорий 27 %. Произошедшее современное антропогенное иссушение ландшафтов совпало с предыдущей их остепненностью. Почвенный профиль по сравнению с аналогичными почвами Предуралья укорочен в среднем на 30 см.  Запасы гумуса пахотных почв составляют 380 т/га, а их бонитет по природным свойствам – 65 баллов, по запасам гумуса – 63, по урожайности зерновых культур -36 баллов. Эродированность пашни значительная, преобладает слабая ее степень (44 %).

5. Юрюзано-Заайский полугорный округ (0,71 млн. га) с серыми лесными почвами и черноземами выщелоченными от предыдущего отличается холмисто-увалистым (полугорным) рельефом. Высоты 300-350 м, местами достигают и 700 м. Преобладающие почвообразующие породы – известняки и доломиты, песчаники, песчано-глинистые сланцы и древнеаллювиальные пески и галечники. В почвенном покрове преобладают серые лесные почвы, много и примитивных органогенно-щебнистых почв, сопутствующие почвы – черноземы выщелоченные, дерново-карбонатные. Облесенность 48 %, сельскохозяйственная освоенность около 50 %. На 76 % площади пашни развита водная эрозия, преобладает слабая ее степень. Запасы гумуса в почвах сильно колеблются – 230-360 т/га. Пахотные почвы по природным свойствам оцениваются 64 баллами, по запасам гумуса – 38-60 по урожайности зерновых культур 37 баллами.

6. Приикский увалистый округ (0,25 млн. га)  с серыми лесными почвами и черноземами выщелоченными характеризуется холмисто-увалистым рельефом с высотами 150-200 м. Лесистость около 30 %. Почвообразующие породы – пермские глины, песчаники, известняки, доломиты, мергели. Преобладающие почвы серые и темно-серые лесные, черноземы выщелоченные. Распространены также серые лесные коричнево-цветные, дерново-карбонатные почвы и черноземы типичные. Распаханность территории – 36,6 %. Эродированность пашни 35 % - слабая, 9 % - средняя, 2 % - сильная. Запасы гумуса в зависимости от типа почв составляют 180-420 т/га и оцениваются по данному критерию 30-70 баллами, по природным свойствам – 60, а  по урожайности зерновых культур – 37 баллами.

7. Белебеевский возвышенно-ступенчатый округ (1,25 млн. га) с серыми лесными почвами и черноземами выщелоченными представляет возвышенную денудационную равнину с высотами 200-350 м. Почвообразующие породы близки к Приикскому округу. Лесистость – 23 %. Округ расположен на стыке различных ландшафтов, поэтому разнообразны и почвы: серые лесные,коричневые лесные, дерново-карбонатные,  черноземы выщелоченные, типичные, карбонатные. Черноземы на пахотных угодьях занимают более 50 %. Больше половины их подвержено процессам смыва: 40 % в слабой, 15 % – средней, 3 %  сильной степени. Характерна вертикальная дифференциация почв в направлении – примитивные органогенно-щебнистые – дерново-карбонатные – серые лесные и коричневые лесные – темно-серые лесные – черноземы – аллювиальные. Запасы гумуса колеблются от 180до 450 т/га. Бонитет  почв по запасам гумуса составляет 30-75, по природным свойствам 65, по урожайности зерновых культур 34 балла.

8. Правобережный Прибельский равнинно-холмисто-предгорный округ (0,6 млн. га) с черноземами выщелоченными представляет особую полосу, отличную в отношении рельефа, почв как от равнин, так и гор. Высотные отметки колеблются от 150 до 400 м. Почвообразующие породы: пермские песчаники, известняки, конгломераты, аргиллиты (Кунгурский, Уфимский ярусы), четвертичные глины, суглинки, аллювиальные пески, галечники; почвы – серые лесные, черноземы оподзоленные, аллювиальные, примитивные органогенно-щебнистые, дерново-карбонатные. Лесистость 69 %. Эродированность пашни 32 %, из них в слабой степени – 20, средней – 10, сильной – 2 %.

Таблица 2 - Экологические условия формирования почвенного покрова по природно-сельскохозяйственным зонам и почвенно-экологическим округам Республики Башкортостан

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

7.Белебеевский возвышенно-ступенчатый серо-лесной и выщелоченно-черноземный


512


2.3


2100


200-350

70-200

0,75-3,5


3,9


39,4


23,0



91

Темно-серые лесные, черноземы выщелоченные, типичные

8.Правобрежный Прибельский равнинно-холмисто-предгорный серо-лесной и выщелоченно-черноземный


537


2.3


2200


150-400


50-150


0,75-2,5


3,7


11,7


68,7



84

Черноземы-выщелоченные,

темно-серые, серые-лесные

9.Левобережный Прибельский волнисто-равнинный выщелочено-черноземный


485


2.3

2250


120-200


25-125

0,5-1,0


3,1


46,0


18,9



96

Черноземы выщелоченные, типичные

IV.  Предуральская степь.

10.Чермасано-Ашкадарский пологоувлистый типично-черноземный и выщелочено-черноземный

446


2.6

2300


200-250


50-100


0,5-1,5


3,0


44,8


20,2


49


94

Черноземы типичные, выщелоченные

11.Общесыртинский увалисто-холмистый выщелоченно-черноземный и неполно-развито-черноземный


428


2.3


2200


300-350


70-200


0,75-3,5


4,1


24,1


32,8



80

Черноземы выщелоченные, типичные

V. Зауральская степь.

12.Присакмарский межгорно-долинный выщелоченно-черноземный и обыкновенно-черноземный


372


1.4


1950


350-400


100-250


0,5-1,5


3,4


40,0


16,0


36


72

Черноземы выщелоченные, обыкновенные

13.Зауральский увалисто-предгорный неполно-развито-черноземный и выщелоченно-черноземный


420


0.9


1800


400-500


100-200


0,5-1,0


4,8


35,0


20,0



69

Черноземы выщелоченные, черноземы неполно-развитые

14.Зауральский сопочно-равнинный обыкновенно-черноземный и южно-черноземный


303


1.8


2250


280-300


75-150


0,5-1,0


2,7


26,0


13,5



80

Черноземы обыкновенные, южные

Продолжение таблицы 2

Для округа характерна внутризональная (предгорная) смена типов и подтипов почв в зависимости от изменения высоты местности в направлении от долины рек к горам. В результате этого создается особая мозаика почвенного покрова. Запасы гумуса составляют 200-460 т/га. Бонитет пахотных почв по запасам гумуса 33-77, по природным свойствам 70,  по урожайности культур 36 баллов.

9. Левобережный Прибельский волнисто-равнинный округ (0,89 млн. га) с черноземами выщелоченными с обширными террасовыми и полого-увалистыми равнинами охватывает современную долину реки Белой в нижнем и среднем течениях и прилегающую к ним Левобережную равнину. Высоты 120-200 м. Почвообразующие породы – древнеаллювиальные четвертичные глины, суглинки, пески, галечники. Лесистость 20 %. Преобладают черноземы  выщелоченные и типичные, в лесах – темно-серые лесные почвы, на поймах рек – типы аллювиальных почв. Эродированность почв невысокая (28 %), преобладает ее слабая степень, присущая в основном полосе перехода к Предуральским степям. Данный почвенно-экологический округ характеризуется наиболее плодородными почвами в республике и устойчиво высокой урожайностью как зерновых, так и кормовых и технических культур. Плодородие почв пахотных угодий оценивается по природным свойствам – 75 баллами, по – запасам гумуса – 75-100, по урожайности зерновых культур – 48 баллами.

10. Чермасано-Ашкадарский полого-увалистый округ (1,25 млн. га) с черноземами типичными и выщелоченными представляет наиболее остепненную территорию в пределах Западного Башкортостана. Высоты 200-250 м. Облесенность в пределах 20 %. Сельскохозяйственная освоенность составляет 76 %, распаханность – 45 %. Почвообразующие породы – пермские глины, мергели, известняки, четвертичные делювиальные глины, аллювиально-делювиальные пески, галечники, суглинки. Основной фон почвенного покрова пашни представлен черноземами типичными (34 %), типичными карбонатными (30 %), выщелоченными  (27 %). Эродированности в слабой степени подвержены пашни 30 %, средней – 12 %, сильной – 3 % пашни. Запасы гумуса в почвах – 500-600 т/га и оцениваются по данному критерию 83-100 баллами, по природным свойствам 72, по урожайности зерновых культур 38 баллами.

11. Общесыртинский увалисто-холмистый округ (0,69 млн. га) с черноземами выщелоченными и неполноразвитыми, с высотами 300-350 м  по геоморфологии и породам во многом схож с Белебеевским округом. Облесенность– 33 %. Пашни занимают около 50 % площади. В почвенном покрове преобладают черноземы выщелоченные и неполноразвитые, сопутствующими являются черноземы типичные, темно-серые лесные и серые лесные неполноразвитые почвы. Эродированность пашни составляет более 70 %, из них 50 % - в слабой, 17 – средней и 4,5 % сильной степени. Запасы гумуса в почвах округа составляют 150-500 т/га и оцениваются 25-83 баллами, по природным свойствам 64, по урожайности зерновых культур 30 баллами.

12. Присакмарский межгорно-долинный округ (0,31 млн. га) с черноземами выщелоченными и обыкновенными относится к Зауральской степной провинции. Высоты 350-400 м. Почвообразующие породы представлены магматическими породами и девонскими отложениями (порфиритами, сиенитами, туфами, туффитами, кварцитами), а также аллювиальными глинами, суглинками, галечниками. Лесистость невысокая (16 %). Распаханность территорий около 40 %. Основной фон почвенного покрова составляют черноземы выщелоченные и обыкновенные.

Таблица 3 – Анализ качественного состояния пахотных земель по природно-сельскохозяйственным зонам и

почвенно-экологическим округам Республики Башкортостан

Природно-сельскохозяйственные зоны и номер П.Э.О

Площадь пахотных земель, тыс.га

Преобладающие почвы

Эродированность почв, %

Запасы гумуса

Урожайность зерновых культур за 1971-2000 г.г, ц/га

Оценка плодородия почв, баллы  по

запасам гумуса

природным свойствам

урожайности зерновых культур по эталону РФ

Э1

Э2

Э3

т/га

ГДж/га

I.  1

537,5

Сл, Чоп

37,0

5,0

1,0

210-500

4397-10469

13,4

35-83

54

32

  2

86,2

Сл, Дк

ПЭ

ПЭ

ПЭ

200-500

488-5235

10,4

33-42

56

25

  3

82,4

Сл, Слт

13,0

2,0

0

180-280

3769-5863

11.5

30-47

57

28

II.  4

129,6

Чв

44,0

7,0

0

380

7956

14,8

63

65

36

  5

128,6

Сл, Слт

66,0

9,5

1,0

230-360

4816-7538

15,3

38-60

64

37

III.  6

122,0

Сл, Чв

35,0

9,0

2,0

180-420

3769-8794

15,4

30-70

60

37

  7

214,8

Сл, Чв

40,0

15,0

3,0

180-450

3769-9422

13,9

30-75

65

34

  8

84,7

Сл, Чоп

20,0

10,0

2,0

200-460

4188-9631

14,9

33-77

70

36

  9

584,1

Чв, Чт

25,0

2,9

0,5

450-650

9422-13610

20,1

75-100

75

48

IV.  10

1018,9

Чт, Чв

30,0

12,0

3,0

500-600

10469-12563

16,1

83-100

72

38

11

221,0

Чв, Чн

50,0

17,0

4,5

150-500

3141-10469

12,7

25-83

64

30

V. 12

88,1

Чо, Чв

20,0

10,0

0

450-480

9422-10050

12,0

75-80

63

29

13

141,9

Чн, Чв

45,0

10,0

1,0

150-400

3141-8375

15,9

25-67

68

38

14

194,4

Чо, Чю

10,0

3,0

0

350-450

7328-9422

15,0

58-75

65

36

Всего по РБ

3678,8

Ч, Сл




315

6595

15.2

53

66

36

Примечание. Индексы почв в таблице означают: СЛ – серая лесная, СЛт – темно-серая лесная, ДК – дерново-карбонатная,Чо – чернозем оподзоленный, Чв – чернозем выщелоченный, Чт – чернозем типичный, Чо – чернозем обыкновенный, Чю – чернозем южный, Чн – чернозем неполноразвитый, п.э – потенциально эрозионноопасные.

В березовых редколесьях почвы серые, темно-серые лесные, на поймах рек – аллювиальные дерновые и луговые. Много примитивных органогенно-щебнистых степных почв. Эродированность пашни 30 %, преобладает слабая эрозия – 20 %. Запасы гумуса в почвах находятся в пределах 450-480 т/га и оцениваются 75-80 баллами, по природным свойствам 63, по урожайности зерновых культур 29 баллами.

13. Зауральский увалисто-предгорный округ (0,56 млн. га) с черноземами неполноразвитыми и выщелоченными – особая полоса ландшафтов, отличная в отношении рельефа, структуры почвенного покрова, как от равнин, так и гор Южного Урала. Характерна внутризональная смена типов, подтипов почв в зависимости от изменения высоты местности (400-500 м). В результате создается сложная мозаика почвенного покрова. Почвообразующие породы те же, что и в предыдущем округе. Преобладают черноземы неполноразвитые и выщелоченные, примитивные органогенно-щебнистые степные почвы. Лесистость в пределах 20 %. Степень распаханности – 35 %. Эродированность пашни – 55 %, преобладает слабая ее степень – 45 %. Запасы гумуса в почвах варьируют в пределах 150-400т/га и оцениваются 25-67 баллами, по природным свойствам 68, по урожайности зерновых культур 38 баллами.

14. Зауральский сопочно-равнинный округ (0,43 млн. га) с черноземами обыкновенными и южными представляет собой переходную возвышенную равнину между Уральской горной областью и Западно-Сибирской равниной. Высоты 280-300 м. Почвообразующие породы: девонские, каменноугольные, юрские отложения, их элювий и делювий (известняки, яшмы, сланцы, песчаники), четвертичные аллювиальные отложения, местами засоленные. Почвенный покров также контрастный: черноземы обыкновенные, южные, солонцеватые, неполноразвитые, солонцы-солончаки, примитивные органогенно-щебнистые степные, лугово-болотные. Лесистость в пределах 13 %. Степень сельскохозяйственной освоенности 82 %, распаханность территорий – около 26 %. Эродированность пашни невысокая – 13 %, преобладает слабая ее степень – 10 %. Запасы гумуса в почвах составляют 350-450 т/га. По природным свойствам пахотные почвы оцениваются 65 баллами, по запасам гумуса – 58-75, по урожайности зерновых  культур – 36  баллами.

Наиболее плодородными являются почвы районов, относящихся к Чермасано-Ашкадарскому и Левобережному Прибельскому почвенно-экологическим округам, почвенно-экологические условия которых благоприятны для возделывания зерновых культур и сахарной свеклы. Здесь перспективным является возделывание кормовых и овощных культур с применением орошения. К числу округов с относительно плодородными почвами следует отнести Айский  возвышенно-равнинный, Присакмарский межгорно-долинный и Зауральский сопочно-равнинный, однако, в свою очередь, каждый из них имеет свои конкретные местные особенности. Недостаточная обеспеченность теплом Айского возвышенно-равнинного округа не позволяет специализироваться здесь в направлении возделывания культур, характерных для настоящих степных районов, как Зауральского сопочно-равнинного – твердых сильных сортов яровой пшеницы. Почвенно-экологические условия и годовая сумма осадков в Присакмарском межгорно-долинном округе позволяют успешно выращивать яровую пшеницу, кукурузу и другие кормовые культуры, развивать зерноводческую и зерноводческо-животноводческую специализацию хозяйств.

В Общесыртинском увалисто-холмистом и Зауральском увалисто-предгорном округах почвенный покров весьма мозаичен: на склонах распространены в основном неполноразвитые черноземы каменистые и щебнистые, на нижних частях склонов – черноземы выщелоченные полноразвитые. Эти почвы существенно различаются по запасам гумуса, влаги, агрофизическим свойствам. Эродированность пашни в обоих округах составляет 50-70 %.В связи с этим большое значение имеют почвоохранные мероприятия, обеспечение сохранности растительного покрова. Целесообразным является перевод неполноразвитых и сильноэродированных черноземов в естественные кормовые  угодья,  изменение  использования сельскохозяйственных  угодий по схеме: пашня – сенокос – пастбище – пашня, залужении деградированных пахотных угодий. Сложным почвенным покровом характеризуются Бельско-Уфимский возвышенно-увалистый, Белебеевский возвышенно-ступенчатый, Правобережный Прибельский холмисто-предгорный округа. При различной истории формирования они близки по ландшафтным условиям, в которых представлены лесные, луговые, лугово-степные урочища.

Соответственно разнообразны и почвы. На серых лесных почвах можно успешно выращивать картофель, озимую рожь, горох, травы. Черноземы оподзоленные и выщелоченные, а также темно-серые лесные почвы имеют более широкое использование. В этих округах возможны различные формы специализации сельскохозяйственного производства. Эрозионным процессам здесь наиболее подвержены серые лесные почвы. Большую перспективу для их использования представляет биологическая система земледелия.

Близки по составу почв Юрюзано-Заайский полугорный и Присимский увалисто-предгорный округа, хотя серые лесные почвы первого содержат больше гумуса, однако отличаются слабой развитостью всего мелкоземистого профиля. Достаточная  увлажненность в обоих округах позволяет успешно развивать кормопроизводство и животноводческую специализацию.

Для Уфимского плато характерна как мозаичность почвенного покрова, так и укороченность всего почвенного профиля. Сильно расчлененный рельеф носит горный характер. Каменистость и небольшая мощность профиля почв препятствуют их использованию в качестве пахотных угодий. Выборочно на таких почвах, кроме трав, можно возделывать картофель, гречиху, овес.

Таким образом, особенности почвенно-экологических округов показывают необходимость их учета в сельскохозяйственном производстве, важность адаптивного принципа подбора и размещения культур с учетом их отношения к почве и климату.

4. Оптимизация сельскохозяйственного землепользования как основа сохранения плодородия почв и повышения продуктивности пашни

Создание экологически устойчивой структуры агролашдшафтов является в настоящее время основной задачей в решении проблем повышения их устойчивости, уменьшения эрозии почв, воспроизводства их плодородия, оптимизации продуктивности сельскохозяйственных угодий и улучшения окружающей среды. Оптимизация сельскохозяйственного землепользования должна основываться на установлении такого соотношения между ее компонентами и пространственной структурой их размещения, при котором будет достигнуто приближение к устойчивой самопроизводящей и регулирующей агроэкосистеме.

Основными причинами деградации земель в Республике Башкортостан является высокая антропогенная нагрузка на пашню, разбалансированность агроландшафтов, эрозионные процессы, недостаточное внесение органических, минеральных удобрений, мелиорантов. Значительные площади сельскохозяйственных угодий, начиная с периода освоения целинных земель в 1955-1960 г.г., в том числе низкопродуктивные сенокосы и пастбища были необоснованно с почвенно-экологической точки зрения вовлечены в пахотный оборот. Доля пашни в структуре сельскохозяйственных угодий за 45 лет (1950- 1995 гг) увеличилась на 30%. Только в 1954 г. было освоено 392,4 тыс. га земли. Вся посевная площадь с 1950 г. до 1995 года увеличилась на 900 тыс. га.

Большие массивы, часто без учета почвенно-экологических особенностей, были распаханы в Зауралье республики. Так в течение 1955-60 гг. было введено в хозяйственный оборот 227,6 тыс. га целинных земель.

Детальное изучение качественного состояния сельскохозяйственных угодий за период 1997-2007 гг.  показывает, что из общей площади сельскохозяйственных угодий республики по состоянию на 01.01.1997 г. (7375,2 тыс. га или 100%) 67% являются эрозионно и дефляционно опасными, в том числе 50% эрозионно опасны и 16% дефляционно опасны, из них 46% эродировано и 1% дефлировано. Значительные площади 14% каменистые, 3% переувлажненные, 0,7% заболоченные, 0,4% осолонцованы. Из них пашня занимает 4834,5 тыс. га или 65,5% от площади сельскохозяйственных угодий из которой 77% являются эрозионно и дефляционно опасными, в том числе 59% эрозионно опасны и 17% дефляционно опасны,  из них 55% эродировано и 0,8% дефлировано, 12%  площади пашни каменистые, 1,2% переувлажненные и заболоченные, 0,15% осолонцованы.

В целях предотвращения эрозионных процессов, сохранения и восстановления почвенного плодородия в 1996 году было принято постановление Кабинета Министров Республики Башкортостан согласно которому по республике осуществляется планомерный вывод деградированной, малопродуктивной пашни из оборота путем ее залужения и перевода в кормовые угодья. Для этих целей Госкомземом РБ и Минсельхозом  РБ в 1999-2006 годы в три этапа была проведена инвентаризация пахотных угодий и изданы приказы для обеспечения перевода в кормовые угодья. Из 1,2 млн.га деградированной, малопродуктивной пашни залужено и переведено в кормовые угодья 1,1 млн га из них 599 тыс.га в сенокосы и 561 тыс. га в пастбища. В результате проведенных мероприятий, распаханность сельскохозяйственных угодий за 10 лет сократилась с 65,9 до 50,1% (таблица 4). Проведение работ по залужению эродированной пашни по состоянию на 01.01.2007г. позволило внести изменения в структуру сельскохозяйственных угодий, трансформировать пашню в кормовые угодья и существенно снизить эрозионные процессы. Трансформация пашни позволила исключить из пахотного оборота каменистые, солонцовые, заболоченные, переувлажненные участки пашни и снизить ее эродированность до 32% к общей площади пашни. 

Установление эффективной структуры посевных площадей в сельскохозяйственных предприятиях - важный резерв рационального использования земельных ресурсов и увеличения сельхозпродукции. В республике с 1990 по 2007 годы в структуре пашни и посевных площадей произошли значительные изменения. В связи с сокращением пашни на

Таблица 4 -  Залужение и перевод деградированной, малопродуктивной пашни в кормовые угодья, тыс.га

N почвенно-экологических округов (П.Э.О)

Всего сельхозугодий за 1997-2007 г.г

Из них пашни

Всего выявлено деградированной, малопродуктивной пашни за 1997-2007 г.г

Переведено в кормовые угодья в 1997-2007 г.г

Распаханность угодий, % на

Всего

в том числе

01.01.1997 г.

01.01.2007 г.

01.01.1997 г.

01.01.2007 г.

сенокосы

пастбища

1

984,8

719,9

537,5

182,4

182.4

71,0

111,4

73,1

54,6

2

214,5

146,5

86,2

60,5

60,3

32,1

28,2

68,3

40,2

3

224,2

137,4

82,4

58,8

55,0

37,0

18,0

61,3

36,8

4

234,2

177,5

129,6

48,1

47,9

25,7

22,2

75,8

55,3

5

333,0

226,5

128,6

98,3

97,9

59,0

38,9

68,0

38,6

6

221,1

180,6

122,0

58,6

58,6

27,3

31,3

81,7

55,2

7

387,3

277,5

214,8

83,1

62,7

22,2

40,5

71,6

55,5

8

203,0

120,4

84,7

36,4

35,7

18,5

17,2

59,3

41,7

9

937,9

696,7

584,1

131,1

112,6

61,0

51,6

74,3

62,3

10

1690,1

1216,4

1018,9

219,8

197,5

92,6

104,9

72,0

60,3

11

551,5

296,0

221,0

76,9

75,0

32,7

42,3

53,7

40,1

12

215,6

113,3

88,1

26,7

25,2

16,9

8,3

52,6

40,9

13

390,1

190,3

141,9

52,5

48,4

35,8

12,6

48,8

36,4

14

487,8

259,3

194,4

69,6

64,9

42,5

22,4

53,2

39,9

Всего по П.Э.О равнинных территорий РБ

7075,1

4758,3

3634,2

1202,8

1124,1

574,3

550,3

67,3

51,4

Южно-Уральская горно-лесная природно-сельскохозяйственная зона

267,8

80,8

44,6

36,2

36,2

24,5

11,7

30,2

16,7

Всего по РБ

7342,9

4839,1

3678,8

1239,0

1160,3

598,8

561,5

65,9

50,1

1,2 млн. га сократилась и вся посевная площадь с 4309 тыс. га до 3094 тыс. га. Значительно сократились посевы зерновых культур на 46% в том числе озимых на 65%, яровой пшеницы на 14% и зернобобовых культур на 58 %. В тоже время увеличились посевы подсолнечника на 57%. В сельскохозяйственных предприятиях республики в целом и по агрозонам структура посевных площадей сельхозкультур нуждается в дальнейшем совершенствовании с учетом урожайности, выхода продукции и доходности с единицы площади, соответствия требованиям продовольственной безопасности и спроса.

При оптимизации структуры сельскохозяйственных угодий нами в основу положен анализ и расчет критических параметров, ограничивающих использование их в соответствии с  целевым назначением.

В качестве критических параметров использования сельскохозяйственных угодий  приняты:

–уровень эрозии пахотных почв определяется по показателям эродированности, смытости, крутизне склона, каменистости, переувлажненности и заболоченности;

–органическое вещество - по содержанию гумуса;

–в условиях нестабильности цен на производственные ресурсы нами принят показатель эффективности возделывания сельскохозяйственных культур выраженная в энергетических единицах (МДж) продукции с 1 га и затратами энергии на производство этой продукции. С нашей точки зрения отрицательный баланс энергии (энергетическая рентабельность) является основанием целесообразности использования участков пашни в пахотном обороте. Здесь в качестве критериев взяты себестоимость производства 1 центнера зерна (МДж), урожайность, ц/га (МДж/га),  рентабельность, %.

–шкала экологической устойчивости агроландшафта и коэффициент экологической стабильности ландшафтов, которая может применяться по отдельной зоне, административно-территориальной единице – муниципальному району, хозяйству и т.д.

Указанная градация по качественному состоянию земель (таблица 5) позволяет разграничить  сельскохозяйственные угодья по видам и их дальнейшее использование в соответствии с целевым назначением. При использовании сельскохозяйственных угодий в пахотном обороте должны выполняться следующие требования.  Содержание гумуса должно быть не менее 7 % (черноземы), 5% (серые лесные) мощность гумусового горизонта не менее 45 см (черноземы), 30 см (серые лесные), неэродированные и слабоэродированные, некаменистые, нещебнистые, смытость (от 0 до 25%), крутизна склона (1-5 градусов).

В интересах повышения эффективности сельскохозяйственного производства нами предложено оптимизировать землепользование, исключив из пахотного оборота худшие участки, переориентировав их для использования в качестве кормовых угодий, создания лесонасаждений тем самым ресурсы с худших пахотных земель, где они не окупаются, сконцентрировать на лучших по качеству землях с внедрением интенсивных технологий возделывания сельскохозяйственных культур. Затраты на 1 га пахотных земель при возделывании пшеницы в земледелии (с учетом агротехнических норм и требований) в среднем по республике в зависимости от условий и почв составляет 13600 МДж, что  в денежном эквиваленте на 01.01.2007 года составило 5,5 тыс. руб, при этом полученная продукция (зерно) в энергетических показателях составляет от 13000 Мдж (7ц/га) до 49000 МДж (30 ц/га). Уровень рентабельности при получении урожая 7-8 ц/га, как в энергетических, так и  в  денежных  показателях свидетельствует о не  окупаемости

Таблица 5 - Определения видов сельскохозяйственных угодий с учетом показателей качественного состояния

Наименование

Показатели качественного состояния

пашня

сенокосы

пастбища

Содержание гумуса, %, и запасы,  т/га в 1м слое почвы

черноземы - не менее 7%, 400 т/га;

серые лесные почвы – не менее 5%, 200 т/га

4 -3%, 200 т/га и менее

3% и менее

Эродированность

мощность гумусового горизонта для черноземов не менее 45 см, серых лесных не менее 30 см, почвы неэродированные или слабоэродированные

мощность гумусового горизонта 5-10 см, средне- и сильноэродированные, на поверхности присутствует буровато-коричневый оттенок

мощность гумусового горизонта 5-10 см средне- и сильноэродирован-ные, на поверхности бурые оттенки

Смытость, %

(от 0 до 25%), слабосмытые

(от 25 до75%) средне- и сильносмытые

50 и более средне- и сильносмытые (необходимо коренное улучшение)

Каменистость

некаменистые, нещебнистые, слабокаменистые, слабощебнистые, содержание камней в пахотном слое 0-30 см от 5 до 20 м3/га

слабокаменистые, слабощебнистые, содержание камней в  слое 0-30 см от 20 до 50 м3/га

средне- и сильно- каменистые и щебнистые, на поверхности отчетливо видны проявления камней и щебня, в слое 0-30 см от 20 до 50 м3/га и более

Крутизна склона,

До 5 неэродированные, слабоэродированные, пологие, полого-склонные

5 -7 среднеэродированные, полого-пологосклонные и ложбинообразные

7 и более крутосклонные, ложбинообразно-балочные, ложбинообразные

Переувлажненность и заболоченность

непереувлажненные и незаболоченные, уровень грунтовых вод более 3 м

непереувлажненные и незаболоченные, местами слабопереувлажненные, паводковые воды, поймы рек, уровень грунтовых вод 1 м и более

непереувлажнен-ные и незаболоченные, уровень грунтовых вод 1,5 м и более

Урожайность , ц/га – МДж/га

8-10 ц/га – 13500-16310 МДж, не менее 12 ц/га – 19572 МДж/га

Себестоимость, МДж/га

на черноземах 13300 МДж/га

на серых лесных 13900 МДж/га

Энергетическая рентабельность, МДж, %

при 8-10 ц/га 0-17% при 12 ц/га 44%

применяемых в земледелии ресурсов и нецелесообразности использования в пахотном обороте земельных участков с низкой отдачей.

При несоответствии характеристик, отвечающих требованиям к пашне, они подлежат трансформации в сенокосы и пастбища, а также проведению соответствующих мелиоративных работ, вовлечению в сельскохозяйственный оборот неиспользуемых земель и формированию рациональной структуры сельскохозяйственных угодий.

Рассматривая вопросы устойчивости и оптимизации ландшафтов, важно располагать системой количественных оценок и параметров изучаемых процессов.

Оценку степени экологической устойчивости ландшафтов провели через шкалу экологической устойчивости агроландшафтов различной степени распаханности Лопырев (1995) и коэффициент экологической стабилизации ландшафта (КЭСЛ), Баранов (2000) на основе сопоставления площадей, занятых стабильными элементами ландшафта (леса, зеленые насаждения, водоемы, естественные луга, пастбища) и площадей нестабильными элементами ландшафта (ежегодно обрабатываемые пашни, земли с неустойчивым травяным покровом, пустыши, карьеры и т.д.) с учетом их положительного или отрицательного влияния на среду.

Анализ на 01.01.97 года земельного фонда 54 муниципальных районов свидетельствует, что 24 степных и лесостепных районов имели хорошо выраженную нестабильность ландшафтов, связанную в основном со значительной степенью распаханности сельскохозяйственных угодий и низким удельным весом стабилизирующих элементов ландшафта – леса, сенокосов, пастбищ. Для этих же районов характерна высокая эродированность пахотных угодий. Условно стабильный уровень КЭСЛ имеют 24 района, преимущественно расположенных в лесостепной зоне  со сравнительно высокой долей лесных площадей и 6 районов имеют более стабильный уровень вследствие большей пересеченности рельефа и высоким уровнем стабилизирующих элементов ландшафта – леса.

Вывод из состава пашни деградированных участков позволило существенно поднять уровень КЭСЛ в степных и лесостепных районах и включить территории 33 районов в условно стабильное и 12 районов в стабильное состояние.

На основании  материалов почвенных, геоботанических обследований, бонитировки почв, генеральных схем противоэрозионных мероприятий нами по республике выделены агроэкологические группы в соответствии с ландшафтными особенностями с учетом геоморфологических признаков и типы земель по признакам экологической однородности условий возделывания конкретно отдельных групп сельскохозяйственных культур (таблица 6).

Они могут быть выделены в пределах классов агрогрупп почв, почвенно-экологических районов, в целях оптимизации структуры сельскохозяйственных угодий конкретных хозяйств и выделяются по пригодности использования под конкретные виды угодий и сельскохозяйственные культуры. 

В общереспубликанском масштабе нами выделено 6 агроэкологических групп земель и 9 типов земель. Первый – почвы равнинных пространств, не подверженные эрозии (лучшие почвы); второй – слабоэродированные почвы (с уклоном 1-30); третий – почвы надпойменных террас и частично центральной поймы рек; четвертый – среднеэродированные (с уклоном 3-50), почвы с неполноразвитым профилем, в том числе горные черноземы; пятый – сильноэродированные (с уклоном более 50) почвы, недоразвитые каменистые и примитивные; шестой – почвы гидроморфные и полугидроморфные, седьмой - аллювиальные прирусловые; восьмой – горно-лесные слаборазвитые; девятый –солонцовые земли солонцы – солончаки.

Так, почвы 1, 2, 3 типов земель пригодны для выращивания основных сельскохозяйственных культур; 4 – пригодны в специальных севооборотах; 5, 6, 7, 8 – не годятся для пашни, подходят для использования под пастбища, сенокосы; 9 – непригодные для сельскохозяйственного использования.

Представленная  градация по качественному состоянию земель и взаимодополняемая агроэкологическая группировка должны стать основой для разработки детальных карт и рекомендаций по эффективному использованию земель, оптимизации сельскохозяйственных угодий почвенно-экологических зон, провинций, округов, районов и отдельных землепользований.

Таблица 6 - Агроэкологические типы земель Республики Башкортостан

Агроэкологии-ческие группы земель

Агроэкологические типы земель

Категории пригодности земель

Рекомендуемые виды использования в сельскохозяйственном производстве

Земли равнин-ные

черноземы, серые лесные, тяжелосуглинистые, высокоокультуренные, почвы на покровных отложениях, на равнинных пространствах, не подверженные эрозии, высокоплодородные (совокупный почвенный балл 81 и более)*

пригодные под пашню для возделывания всех сельскохозяйственных культур без ограничений, интенсивного использования

земледелие, пахотный оборот, возделываются любые сельскохозяйственные культуры (корнеплоды, кукуруза, подсолнечник, озимые), внедряются различные типы севооборотов, применяется комплекс агротехнических мероприятий

черноземы, серые лесные, тяжелосуглинистые, высокоокультуренные, почвы на покровных отложениях с уклонами от 1 до 3, подверженные слабой эрозии, плодородные (73-80 баллов)

пригодные под пашню для возделывания любых сельскохозяйственных культур с учетом почвенной экологии, активного использования

Земледелие, пахотный оборот, возделываются любые сельскохозяйственные культуры с учетом почвенной экологии (предпочтительно возделывание зерновых и зернобобовых), внедрение севооборотов с меньшей долей пропашных культур, применяется комплекс агротехнических мероприятий, воспроизводство почвенного плодородия (создание оптимального профиля почвы, противоэрозионные мероприятия – вспашка поперек склона, безотвальная обработка с оставлением стерни, внесение органических удобрений, извести и т.д).

дерново-луговые, лугово-черноземновидные на аллювиальных- делювиальных глинах почвы, на надпойменных террасах и частично центральных поймах рек, не подверженные эрозии, обладают высоким потенциальным плодородием (70-76 баллов)

пригодные для возделывания овощей и кормовых культур

активного использования

земледелие, возделывание овощных культур, культурные сенокосы,  применяется комплекс агротехнических мероприятий, воспроизводство почвенного плодородия – внесение органических  удобрений, увлажнение.

Продолжение таблицы 6

Эрозионные

дерново-подзолистые, черноземы, серые лесные, суглинистые, глинистые, среднегумусные на покровных суглинках почвы среднеэродированные с уклонами от 3 до 5 (51-69 баллов)

относительно пригодные для возделывания сельскохозяйственных культур с ограничениями

земледелие с ограничениями внедряются, зернотравяные, почвозащитные, травопольные севообороты, применяется комплекс противоэрозионных мероприятий (контурно-мелиоративная обработка почвы – по горизонтали, интенсивно вносятся органические и минеральные удобрения, известковые мелиоранты). В целях дальнейшего предотвращения их деградации желательно изменить их целевое назначение и перевести в культурные сенокосы

дерново-подзолистые, серые лесные черноземы, суглинистые, глинистые на покровных суглинках, малогумусные, каменистые почвы, сильноэродированные с уклонами более 5 (42-50 баллов)

не пригодные под пашню

целесообразно с экономической и экологической точек зрения провести залужение, создав окультуренные сенокосы или регулируемые пастбища с ограниченным выпасом

Гидроморфные и полугидроморфные

лугово-глеевые, влажнолуговые, дерново-луговоглеевые на аллювиально-деллювиальных глинах, подверженные переувлажнению (31-37 баллов)

не пригодные под пашню

целесообразно использовать под сенокосы. При избыточном увлажнении необходимо осушение

Аллювиальные, поймы рек

аллювиальные дерновые и луговые глинистые, песчаные подверженные подтоплению, переувлажнению вторичному засолению (менее 31 балла)

не пригодные под пашню

целесообразно провести залужение, создав периодически омолаживаемые сенокосы и пастбища с ограниченным выпасом

Горные земли

горно-лесные горные черноземы суглинистые, глинистые с неполноразвитым профилем, малогумусные, подверженные водной эрозии, низкоплодородные (20-31 баллов)

не пригодные под пашню

целесообразно провести залужение и создать окультуренные сенокосы и пастбища

Солонцовые земли

почвы, подверженные засолению, солонцы, солончаки глинистые; понижения древних террас Зауралья (менее 20 баллов)

не пригодные для сельскохозяйственного использования

охрана этих земель

*Результаты государственной кадастровой оценки сельскохозяйственных угодий РБ

Изменение направленности использования сельскохозяйственных угодий должно происходить вместе с изменением структуры посевных площадей, внедрением в производство новых технологий, при этом сельскохозяйственные культуры должны быть адаптированы к ландшафту и являться экономически рентабельными.

В 1997 году был разработан проект агроландшафтной организации территории с комплексом противоэрозионных мероприятий для СПК «Рассвет» Туймазинского района. Общая площадь землепользования на 01.01.97 г составляла 6634 га. Характерна высокая освоенность территории под сельскохозяйственные угодья 87%, преобладанием пашни 66%. Пастбища занимают 20 %, сенокосы 0,7 % территории хозяйства. По характеру растительности и почвенного покрова, характеризуемая территория представляет собой типичную лесостепь с преобладанием черноземов выщелоченных и типичных. Наряду с черноземами имеют место серые лесные, залегающие на склонах под лесом, лугово-черноземные и дерново намытые по днищам балок.

Согласно предлагаемому почвенно-экологическому районированию территория хозяйства относится к Белебеевскому возвышенно-ступенчатому серо-лесному, выщелочено-черноземному почвенному округу. Плодородие разных видов распаханных почв, оцениваемых по средним количественным показателям свойств колеблется от 36 до 75 баллов. По разнообразию форм рельефа, свойствам почв на пахотных массивах нами выделено 93 рабочих участка, которые объединены в 3 агроэкологические группы и представлены 5 агроэкологическими типами земель. Составлена карта типов земель и их пригодности использования в пахотном обороте в М= 1:25000 как основы для внедрения адаптивных систем земледелия для каждого типа земель. В результате проведенных работ были внесены коррективы в использовании пахотных земель,  сокращены и пересмотрены размещение севооборотов. Вместо 7, (были представлены двумя свекловичными, двумя полевыми-зернопропашными и двумя почвозащитными, кормовым севооборотами) оставлены 2 (свекловичных) и созданы два полевых-зернопаропропашных  и почвозащитный севообороты. Залужено и переведено в кормовые угодья 1181,3 га деградированной, малопродуктивной пашни из них 682,2 га в сенокосы и 499,1 в пастбища из которой в 2006 году на 40 га  созданы стокорегулирующие лесные полосы. Был проведен расчет экологических нормативов до и после устройства территории хозяйства, по показателям экологической устойчивости агроландшафтов и КЭСЛ. Установлено, что с 1997 по 2007 годы распаханность уменьшилась с 76 до 55%, тем самым достигнув по шкале экологической устойчивости порогоустойчивого уровня, а по КЭСЛ с 0,43 до 0,97 близкого к условно стабильному уровню. 

Результаты многолетних исследований показали положительную роль многолетних трав по сохранению почвенного плодородия и снижению эрозионных процессов на залуженных и выведенных из пахотного оборота участках деградированной пашни. Установлено, что при залужении многолетними травами эродированных почв улучшаются их физические свойства – происходит увеличение агрономически наиболее ценных агрегатов (от 3 до 10 мм) на 70% при этом на среднеэродированных участках под бобовыми на 46%, злаковыми на 58%, на сильноэродированных почвах на 49 и 70% соответственно. Происходит накопление гумуса на 5-6 год залужения на слабоэродированной почве на 0,18%, на средне- и сильноэродированной почве на 0,35 и 0,50%, соответственно. Под многолетними травами на третий год использования практически полностью прекратился смыв почвы и потери гумуса. Смыв почвы и потери гумуса в среднем на пашне составляет 10 т/га и гумуса 0,9 т/га (18845 МДж/га), на эродированных участках пашни составляет 16 т/га и гумуса 1,4 т/га (29313,0МДж/га), то под многолетними травами смыв почвы на залуженных участках составил 1,5 т/га, гумуса-0,075 т/га (1570,3МДж/га).

5. ВОСПРОИЗВОДСТВО И УПРАВЛЕНИЕ ПЛОДОРОДИЕМ ПОЧВ КАК ОСНОВЫ РАЦИОНАЛЬНОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ЗЕМЕЛЬНЫХ РЕСУРСОВ

Воспроизводство и регулирование органического вещества черноземных почв в  системах земледелия лесостепной зоны

Республики Башкортостан

Научное планирование и практическое обеспечение устойчивого функционирования агроэкосистем предусматривает, прежде всего, создание положительного баланса вещественных и энергетических компонентов почвенного плодородия. Поэтому расширенное воспроизводство плодородия почв является объективным условием для поддержания нормального круговорота вещества и энергии в системе «почва-агроценоз-окружающая среда».

В разработку теории и практики воспроизводства и управления плодородием почв значительный вклад внесли труды ряда отечественных и зарубежных исследователей (Лыков, 1976; Кулаковская, 1978; Егоров,1981; Щербаков, Рудай, 1983; Каштанов, Лыков, Кауричев, 1985; Карманов, Булгаков, 1985; Шишов, Карманов, Дурманов, 1987; Булгаков, Апарин, 1999; Keller, 1980; Томпсон, Троу, 1982; Hansen, Madsen, 1984; Fisher, Вadewitz, 1984 и др.).

Учитывая исключительную роль гумуса в формировании плодородия почв мы проанализировали динамику его накопления в длительных стационарных опытах кафедры земледелия, заложенных Э.М. Рахимовым на черноземах выщелоченных в 1957 году, под различными севооборотами и бессменными культурами на удобренном и неудобренном фонах.

Возделывание полевых культур в севооборотах снижает темпы сокращения запасов гумуса в пахотном слое в среднем на 60%, а при внесении удобрений – до 90% относительно бессменного возделывания культур и пара. Внесение удобрений под бессменные культуры и в паровом поле замедляет темпы снижения запасов гумуса в среднем на 31% относительно неудобренного фона, в то время как в севооборотах – на 55%. Увеличение запасов гумуса происходило лишь под залежью (за 37 лет – на 61,1 т/га).

Таким образом, изменение запасов гумуса в пахотном слое выщелоченного чернозема  определяется соотношением в севооборотах доли пропашных и зерновых культур, наличием в них чистого пара и многолетних бобовых трав, а также внесением органических и минеральных удобрений. Введение и освоение зернопаропропашных (с сидеральным паром) и зернотравяных севооборотов при применении органических и полных минеральных удобрений и периодическом известковании способствуют увеличению  запасов  гумуса в пахотном слое лесостепных черноземов в среднем на 0,66-0,99 т/га в год с высоким содержанием фракции гуминовых кислот (до 37,6%).

Важную роль в балансе органического вещества почвы играют послеуборочные растительные остатки сельскохозяйственных культур. В наших  исследованиях установлено, что по количеству поступающих в почву пожнивно-корневых остатков культуры севооборотов располагаются в следующем порядке: многолетние травы - донник - кукуруза - озимая рожь - яровая пшеница - вико-овсяная смесь - ячмень - горох - гречиха. Внесение органических и минеральных удобрений увеличивает поступление послеуборочных растительных остатков полевых культур в 1,5-2,0 раза по сравнению с неудобренным фоном.

Таблица 7 - Влияние элементов системы земледелия на изменение запасов гумуса в пахотном слое почвы за ротацию севооборотов, т/га (1993-1998 гг.)

Вариант

Запасы

в 1998 г.

Изменение запасов

к  исходному уровню*

т/га

т/га/год

Севообороты и бессменные посевы

Зернопаропропашной

(с сидеральным паром)


301,3


+4,6


+0,66

Зернотравяной

303,6

+6,93

+0,99

Бессменные посевы люцерны

305,6

+8,9

+1,27

Бессменный чистый пар

292,7

-4,0

-0,57

Системы обработки почвы

Отвальная

294,7

-2,0

-0,29

Безотвальная

298,0

+1,3

+0,19

Системы удобрений

NPK-Фон

295,7

-1,0

-0,14

Фон + известь

295,4

-1,3

-0,19

Навоз

299,3

+2,6

+0,37

Фон + навоз + известь

301,0

+4,3

+0,61

Фон + навоз

301,6

+4,9

+0,70

Сидерат

299,3

+2,6

+0,37

Фон+ сидерат + известь

300,6

+3,9

+0,56

НСР05  по севооборотам  0,7

по обработке почвы 0,5

по удобрениям  0,6

*) Исходные запасы гумуса в пахотном слое почвы в 1992 г. – 296,7 т/га

Введение в севообороты многолетних бобовых трав значительно увеличивает запасы гумуса в пахотном слое чернозема выщелоченного. Установлено, что при включении люцерны в зернопаровой севооборот на два года запасы гумуса увеличились на 2,5 т/га. Возделывание люцерны в течение семи лет увеличивает запасы гумуса в пахотном слое почвы на 8,9 т/га.

При применении безотвальных систем обработки почвы в севооборотах наблюдается стабилизация и некоторое увеличение запасов гумуса в пахотном слое почвы по сравнению с отвальной вспашкой. За ротацию зернопаропропашного севооборота при ежегодной отвальной вспашке запасы гумуса уменьшились на 2,0 т/га, что обусловлено более высокими темпами его минерализации. На бессменном паровом поле отвальная обработка в течение семи лет приводит к потерям в  пахотном слое почвы  0,57 т/га гумуса ежегодно (табл. 7). Следовательно, минимализация обработки почвы при рациональном сочетании с применением удобрений и гербицидов является важным элементом в системе мероприятий, направленных на эффективное регулирование почвенного плодородия.

Установлено, что внесение органических (навоз 40 т/га или запашка  донника 25 т/га), минеральных удобрений (N60P70K40) и извести (0,75 Нг) увеличивает запасы гумуса в пахотном слое чернозема выщелоченного на 3,9-4,9 т/га за ротацию севооборотов.

Регулирование физико-химических и агрохимических  параметров плодородия черноземов в земледелии республики

Результаты наших исследований свидетельствуют, что систематическое применение минеральных удобрений подкисляет почвенный раствор и способствует увеличению обменной и гидролитической кислотности. Внесение извести на фоне минеральных удобрений обеспечивает нейтрализацию их подкисляющего действия. Эффективность известкования возрастает на фоне совместного применения минеральных и органических удобрений (навоз, сидерат).

Без внесения органических и минеральных удобрений известкование выщелоченных и оподзоленных черноземов приводит к образованию малоподвижных фракций гуминовых кислот с кальцием и высвобождению подвижных фракций фульвокислот, что заметно ухудшает качественное состояние комплекса гумусовых веществ пахотного слоя почвы.

При замене отвальной вспашки почвы безотвальной обработкой физико-химические свойства пахотного слоя почвы изменяются незначительно. На неудобренном фоне в среднем за 1996-1999 гг. гидролитическая кислотность при системах отвальной, безотвальной и поверхностной обработки в слое почвы 0-30 см составила соответственно 5,74; 5,86 и 5,76 мг-экв на 100 г почвы, а на фоне NPK – 6,19; 6,26 и 6,21 мг-экв на 100 г почвы. При увеличении кислотности почвы снижается степень насыщенности основаниями, которая при системе отвальной обработки на фоне полного минерального удобрения составила 86,3%, безотвальной – 86,1% и поверхностной – 85,7%.

Установлено, что в полевых севооборотах существенное снижение кислотности почвы происходит на 2-3-й год после известкования. Положительный эффект известкования при дозе извести, рассчитанной по 0,75-1,0 Нг сохраняется в течение ротации шестипольного зернопропашного севооборота. На удобренном фоне продолжительность нейтрализующего действия извести меньше, чем на неудобренном.

Оптимальной дозой извести, обеспечивающей эффективную нейтрализацию почвенной кислотности и поддержание бездефицитного баланса кальция в пахотном слое среднекислого тяжелосуглинистого чернозема является доза, рассчитанная по 0,75 Нг (7,95 т/га доломитизированного известняка с 95,6% содержанием СаСО3 и MgCO3). При систематическом применении физиологически кислых минеральных удобрений дозу извести целесообразно увеличить до уровня, рассчитанного по 1,0 Нг (10,6 т/га доломитизированного известняка).

Таким образом, комплексное применение органических, минеральных удобрений и известкования способствует оптимизации основных физико-химических параметров пахотного слоя черноземных почв. При этом рНKCl увеличивается на 0,5-0,8 единицы, гидролитическая кислотность снижается на 1,5-2,5 мг-экв на 100 г почвы, сумма поглощенных оснований возрастает на 3,4-6,8 мг-экв на 100 г почвы и степень насыщенности основаниями увеличивается на 7-9% в зависимости от доз внесения извести.

Одним из главных условий, обеспечивающих получение стабильных урожаев сельскохозяйственных культур на выщелоченных черноземах  Южного Урала является эффективное регулирование агрохимических показателей плодородия почвы. Установлено, что содержание нитратного азота в среднем за вегетацию на паровом поле в пахотном слое было в среднем в 2,4 раза выше, по сравнению с культурами полевых севооборотов (озимые и яровые зерновые, зернобобовые, однолетние травы, пропашные). Высокое содержание нитратного азота в пахотном слое почвы отмечено под посевами кукурузы (40,1 мг/кг) и озимой ржи, идущей в севообороте по чистому пару (35,8 мг/кг).

Содержание подвижного фосфора под различными культурами изменялось незначительно. Из изучаемых севооборотов наиболее высокое содержание подвижного фосфора в пахотном слое почвы отмечено в зернопропашном севообороте с 50%-ным насыщением зерновыми культурами (8,3 мг/100г почвы). По содержанию обменного калия в пахотном слое почвы под сельскохозяйственными культурами в среднем за вегетацию севообороты мало различались между собой (18,2-20,1 мг/100 г почвы). Нашими исследованиями установлена высокая эффективность регулирующего воздействия бобового сидерата (донник) на агрохимические показатели выщелоченного чернозема. В зернопаропропашном севообороте в среднем за 1993-1998 гг. запашка донника (25 т/га) увеличивает в пахотном слое почвы содержание минерального азота на 47%, подвижного фосфора – на 21% и обменного калия  на 30% по сравнению с зернопаропропашным севооборотом без сидерата.

При системе отвальной обработки почвы наблюдалось более интенсивная минерализация и повышение лабильности органических соединений азота по сравнению с системами безотвальной или поверхностной обработки, что, в конечном итоге, увеличивало обеспеченность азотом культур севооборота на фоне отвальной обработки в начале вегетации. К середине вегетации и перед уборкой полевых культур более высокое содержание минерального азота в пахотном слое выщелоченного чернозема отмечено при системах безотвальной и поверхностной обработки почвы.

Содержание подвижного фосфора и обменного калия в пахотном слое в среднем за шесть лет исследований (1993-1998 гг.) было выше при безотвальной и поверхностной системах обработки.

Применение органических и минеральных удобрений заметно увеличивает содержание в пахотном слое выщелоченного чернозема доступных форм элементов минерального питания. Установлено, что в среднем за 1993-1998 гг. на фоне внесения  навоза  (40 т/га) или запашки бобового сидерата (25 т/га) в сочетании с полными минеральными удобрениями (N55P70K35) содержание минерального азота в пахотном слое почвы увеличивается на 7,9 мг/кг почвы, подвижного фосфора – на 2,8 мг/100 г почвы и обменного калия – на 3,9 мг/100 г почвы по сравнению с неудобренным фоном.

Комплексное применение органических (навоз, сидерат) и минеральных удобрений в сочетании с периодическим известкованием и рациональной системой механической обработки почвы обеспечивает воспроизводство и эффективное регулирующее воздействие на физико-химические и агрохимические показатели плодородия лесостепных черноземов.

Агрофизические свойства и водный режим выщелоченных черноземов в зависимости от  обработки почвы, применения удобрений и известкования

Интенсивная механическая обработка чистого пара в течение шести лет приводит к снижению содержания в пахотном слое выщелоченного чернозема агрономически ценных агрегатов на 38% в сравнении с многолетними бобовыми травами и на 25% – по сравнению с зернопаропропашным севооборотом. Аналогичная тенденция наблюдалось и в подпахотном (30-40 см) слое почвы.

Возделывание многолетних бобовых трав в течение шести лет (1993-1998 гг.) обеспечивало увеличение содержания водопрочных агрегатов в пахотном слое почвы на 15,5% по сравнению с зернопаропропашным севооборотом. Запашка сидерата (донник 25 т/га) заметно увеличивает содержание агрономически ценной фракции и водопрочность структуры почвы как в пахотном, так и в подпахотном слое.

Минимализация основной обработки почвы в полевых севооборотах способствовало увеличению содержания агрономически ценных агрегатов в пахотном слое по сравнению с традиционной системой отвальной обработки. При применении систем безотвальной и поверхностной обработки почвы возрастает содержание водопрочных агрегатов размером более 0,25 мм (на 7-10%).

Внесение навоза в дозе 40 т/га один раз за ротацию шестипольного зернопаропропашного севооборота способствует некоторому увеличению содержания агрегатов размером 0,25-10 мм и водопрочности структуры пахотного слоя выщелоченного чернозема. Запашка сидерата (донник 25 т/га) в этом же севообороте оказывает большее положительное влияние на структурно-агрегатный состав пахотного слоя почвы по сравнению с навозом.

Установлено, что систематическое внесение одних минеральных удобрений снижает содержание агрегатов размером 0,25-10 мм в пахотном слое почвы на 6,2%, а также содержание водопрочных агрегатов размером более 0,25 мм на 5,6%.

Комплексное применение органических удобрений (сидерат, навоз) с полным минеральным удобрением и известкованием существенно увеличивает содержание агрономически ценной фракции агрегатов (до 75-80%), а также водопрочность структуры пахотного слоя выщелоченного чернозема.

Следует отметить высокую эффективность периодического известкования выщелоченных, и особенно оподзоленных черноземов в формировании агрономически ценной структуры пахотного слоя почвы.  Заметно возрастали значения коэффициентов структурности (в 1,5 раза), водопрочности (в 1,4 раза) и содержание агрономически ценной фракции агрегатов (на 11,7%).

Энергетическая и экономическая эффективность элементов систем земледелия и их сочетаний  на черноземных почвах Республики Башкортостан

Для интегральной оценки энергетической эффективности отдельных элементов системы земледелия и их сочетаний использованы методические подходы, сформулированные А.В.Захаренко (1994), а также предлагаемые нами уточненные биоэнергетические критерии: коэффициент востребованности энергии гумуса (КВЭГ) и коэффициент реализации энергии гумуса (КРЭГ) (Кираев, 2000).

На основе обобщения результатов многолетних (1979-2000 гг.) экспериментальных данных установлено, что в структуре совокупных энергозатрат наиболее энергоемким элементом системы земледелия является система удобрений (40-48%) и система обработки почвы (20-30%).

В среднем за ротацию (1993-1998 гг.) наиболее высокое энергосодержание основной продукции получено в зернопаропропашном севообороте при отвальной системе обработки почвы на фоне внесения полного минерального удобрения в сочетании с навозом (44956 МДж/га). Запашка бобового сидерата способствует заметному увеличению коэффициента энергетической эффективности севооборота (на 10-15%).

Установлено, что среди изучаемых севооборотов наиболее высокий энергетический эффект достигается в зернопаропропашных (содержание обменной энергии в урожае и коэффициент энергетической эффективности соответственно 43126 МДж/га и 2,18) и зернотравяных (41312 МДж/га и 2,28) севооборотах. Системы безотвальной и комбинированной обработки лесостепных черноземов обеспечивают наиболее высокий энергетический эффект в зернопаропропашном (40778 МДж/га и 2,12) и зернотравяном (41678 МДж/га и 2,31) севооборотах.

Наиболее высокий коэффициент реализации энергии гумуса (КРЭГ = 7,15) отмечен на фоне полного минерального удобрения в сочетании с сидератом при системе безотвальной обработки почвы. Установлено, что использование бобового сидерата обеспечивает более высокий коэффициент востребованности энергии гумуса (КВЭГ) по сравнению с внесением навоза (соответственно 3,7 и 1,7).

Высокий агроэнергетический эффект обеспечивает периодическое известкование оподзоленных и выщелоченных черноземов  из расчета 0,75·Нг (коэффициент энергетической эффективности 2,33).

Наибольший экономический эффект в зернопаропропашных и зернотравяных севооборотах при периодическом известковании слабо- и среднекислых черноземов обеспечивает запашка бобового сидерата в сочетании с полным минеральным удобрением на фоне систем поверхностной и безотвальной обработки почвы. При данных системах обработки себестоимость основной продукции была ниже по сравнению с системой отвальной обработки в среднем на 12%, производительность труда выше на 18%, чистый доход с 1 га больше на 14%, уровень рентабельности выше на 15%. Высокий агроэкономический эффект в зернопропашных севооборотах обеспечивает также внесение навоза в дозе 40 т/га в сочетании с полным минеральным удобрением на фоне системы отвальной обработки почвы.

Научно-практические основы агроэкологической оценки плодородия черноземных почв и разработки моделей плодородия черноземов в системах земледелия

При разработке научной концепции агроэкологической оценки плодородия черноземных почв лесостепной зоны Южного Урала нами использовались теоретические и практические основы  бонитировки почв по методу В.В.Докучаева и Н.М.Сибирцева (1883, 1952), а также методика Почвенного института им. В.В.Докучаева (Шишов Л.Л., Карманов И.И., Булгаков Д.С., 1991). Обобщение многолетних (1979-1999 гг.) экспериментальных данных и результатов корреляционно-регрессионного анализа взаимосвязи между основными показателями плодородия черноземов и урожайностью сельскохозяйственных культур позволило установить, что наиболее достоверными критериями для интегральной оценки плодородия черноземных почв являются мощность гумусового горизонта, содержание гумуса, запасы гумуса в слое почвы 0-100 см, запасы валовых и доступных форм азота, фосфора и калия, рН и пахотоемкость.

На основе обобщения результатов многолетних (1979-2000гг.) исследований разработана модель плодородия  черноземов лесостепной зоны республики (таблица 8).

Таблица 8 - Основные параметры моделей плодородия черноземов лесостепной зоны

Республики Башкортостан  ( пахотный слой, 0-30 см)

Информационный блок

Блок воспроизводства плодородия почвы

Показатели плодородия,

Нормативы для уровней плодородия почв

Элементы системы

Нормативы для воспроизводства плодородия почвы

0-30 см

низкий

средний

повышенный

земледелия

полное

расширенное

Агрофизические и водно-физические

Количество водопрочных агрегатов

> 0,25 мм, %

<42

42-55

>55

Севооборот

Удобрения

Известь

Обработка

Зернопропашные, Зернотравянопропашные

NPK на планируемый урожай

Известь 0,5Нг

Отвальная

Зернотравяные, травопольные

Навоз,  сидерат, солома

Известь 0,75-1,0Нг

Комбинированная

Плотность сложения, г/см3

>1,20

1,15-1,20

1,0 – 1,15

Запас продуктивной влаги (0-100cм) в начале вегетации, мм

<150

150-180

>180

Физико-химические

РНKCl

<5,3

5,4-5,7

5,8-6,3

Удобрения, Известь

NPK+ Известь 0,5Нг

NPK+ Навоз,  Сидерат, Солома + Известь 0,75-1,0Нг

Нг, мг-экв на 100 г почвы

>5,5

4,0-5,5

<4,0

Са+++Mg++, мг-экв на 100 г почвы

<40

40-45

>45

Степень на-сыщенности основаниями ,%

<86

86-90

>90

  Агрохимические, содержание:

Р2О5, мг/100 г почвы

<6

6-8

>8

Удобрения,

Удобрения,

NPK+Известь0,5Нг

NPK+Известь0,5Нг

NPK+ Навоз,

Сидерат, Солома +

Известь 0,75-1,0Нг,

К2О, мг/100 г почвы

<10,0

10-13

>13

  Экологические: содержание,  мг/кг

0-30 см, Cd

>0,65

0,15-0,65

<0,15

Cевооборот,

Зернопропашные

Зернотравянопропашные

Pb

>3,9

1,5-3,9

<1,5

Обработка

Отвальная

Комбинированные

Зерно яровой пшеницы, Cd

>0,065

0,02-0,06

<0,02

Удобрения

NPК

NPK+ Навоз,

Сидерат, Солома

Pb

>0,31

0,15-0,31

<0,15

Известь

0,5Нг

0,75-1,0Нг

Биологические

Содержание гумуса,%

<7,0

7,0-9,0

>9,0

Севооборот

Удобрения

Известь

Обработка

Зернопропашные, зернопропашные, зернотравянопропашные

NPK на планируемый урожай

0,5Нг

Отвальная

Зернотравяные,

травопольные, зернотравянопропашные

NPK+Навоз,

Сидерат, Солома +

0,75-1,0Нг

Комбинированная почвозащитная

Мощность гумуcового слоя, см

<40

40-55

>55

Запасы гумуса, т/га

<300

300-500

>500

Энергетический потенциал, ГДж/га

<6000

6000-10500

>10500


Кадастровая  оценка

Бонитет плодородия, баллы

<70

70-90

>90

При разработке адаптивно-ландшафтных систем земледелия для лесостепной зоны Южного Урала следует учитывать предлагаемые нами методологические подходы и критерии оценки отдельных элементов системы земледелия:

1. В целях эффективного использования земельных ресурсов, сохранения плодородия почв на равнинных территориях республики рекомендуется адаптивное

землепользование на основе почвенно-экологического районирования, градации по качественному состоянию земель и агроэкологической группировки земель: земли с высоким уровнем почвенного плодородия (более 73 баллов) и высокой отдачей с 1 га (рентабельность более 100%) отвести под интенсивное и активное использование (освоение свекловичных, пропашных, зернопропашных, зернопаропропашных севооборотов, овощные культуры); среднего уровня (51-69 баллов) и рентабельностью на уровне 50-70% для  зернотравяных, травопольных, почвозащитных севооборотов и низкого уровня менее 50 баллов и рентабельностью 10-20 % под сенокосно-пастбищные севообороты, залужение и вывод из пахотного оборота.

2.Интегральная агроэкологическая оценка плодородия черноземных почв, с учетом почвенно-экологического индекса.

3.Воспроизводство агрохимических и физико-химических параметров плодородия черноземов за счет внесения органических и минеральных удобрений с использованием сидератов при периодическом известковании на основе предложенных нами нормативов.

4.Включение в севообороты и использование многолетних бобовых трав не менее 3-4 лет для обеспечения расширенного воспроизводства плодородия черноземов.

5.Минимализация механической обработки черноземов тяжелосуглинистого гранулометрического состава на основе предлагаемой нами системы комбинированной обработки почвы.

Выводы

1. Наличие на территории Республики Башкортостан таких крупных геоморфологических образований, как Горный Южный Урал, Уфимское плато, Белебеевская возвышенность, Общий Сырт и стыковой характер ландшафтов (горно-тундровых, субальпийских, южно-таежных, лесных, лесостепных, степных) обусловили формирование сложного почвенного покроя – от дерново-подзолистых до черноземов южных, представленных более 3000 разновидностями. Пространственное распределение почв связано со сложным взаимодействием зональных (биоклиматических) и азональных (геолого-геоморфологических) факторов ил подчиняется законам широтной и высотной зональности.

2. Сложное геоморфологическое устройство территории республики и экологически несбалансированное антропогенное давление на агроэкосистемы являются основной причинной широкого развития процессов эрозии почв и деградации пахотных земель. К началу 90-х годов прошлого столетия доля эродированных земель в пахотных угодьях перевалила экологически предельнодопустимого уровня и достигла 56 % от их общей площади. Эродированные пашни без внесения органических, минеральных удобрений и мелиорантов на положительный баланс гумуса, питательных элементов и кальция привели к резкому снижению интенсивности энерго-массообмена в агроэкосистемах и, как результат, продуктивности земледельческой культуры.

3. Разработанное почвенно-экологическое районирование территории Республики Башкортостан является научной основой концепции экологизации землепользования и позволяет совмещать цели экологии почв, почвенной экологии сельскохозяйственных растений, оценки земельного фонда, прогноза антропогенной эволюции и охраны почв. На равнинных территориях республики выделены 14 почвенно-экологических округов и 38 почвенно-экологических районов.

4.Учет местных природных условий и экологических особенностей почвенного покрова каждого хозяйства, конкретного поля служит основой для специализации хозяйств и для разработки стратегии землепользования. В системе экологической оптимизации землепользования наиболее важным критерием является: предельно допустимая доля пахотных земель (с учетом особенностей геоморфологии, качественного состояния и типа земель) в структуре сельскохозяйственных угодий.

С учетом агроэкологического состояния  пахотных земель в Республике Башкортостан под залужение отведено 1,2 млн. га деградированных, малопродуктивных пахотных земель, из которых 1,1 млн. га залужено, в результате чего площадь пашни в земельном фонде сократилась до 3,67 млн. га, распаханность уменьшилась с 65,9 % до 50,1 %. Внедренный в республике фитомелиоративный принцип восстановления плодородия почв деградированных земель позволяет поддерживать агроландшафты в устойчивом состоянии.

Проведение работ по залужению и трансформации деградированной пашни в кормовые угодья позволили существенно снизить эродированность сельскохозяйственных угодий и сократить неоправданные затраты на получаемую сельскохозяйственную продукцию и на оставшейся пашне интенсифицировать земледельческое производство, что позволило существенно поднять уровень КЭСЛ в почвенно-экологических округах республики и включить территории 33 административных районов в число условно стабильных и 12 районов - в стабильных.

5. Проведение мероприятий по залужению позволило снизить потери гумуса в 8 раз по сравнению с пахотными землями. Смыв почвы и потери гумуса в среднем на пашне составляет 10 т/га и гумуса 0,9 т/га (18845 МДж/га), на эродированных участках пашни составляет 16 т/га и гумуса 1,4 т/га (29313,0МДж/га), то под многолетними травами смыв почвы на залуженных участках снизился до  1,5 т/га, гумуса- 0,075 т/га (1570,3МДж/га).

6. Определены основные показатели качества сельскохозяйственных угодий, разграничивающие их использование в соответствии с целевым назначением. При использовании сельскохозяйственных угодий в пахотном обороте должны выполняться следующие требования. На черноземах содержание гумуса должно быть не менее 7 %, мощность гумусового слоя не менее 45 см с запасами гумуса 400 т/га, на серых лесных почвах соответственно, не менее 5 % и 30 см с запасами гумуса 200 т/га; почвы неэродированные или слабоэродированные, некаменистые, крутизна склона не более 5. Уровень рентабельности при соблюдении агротехнических норм и требований по возделыванию зерновых культур в пахотном обороте не должен быть ниже 17%, а урожайность ниже 10 ц/га.

7. В общереспубликанском масштабе нами выделено 6 агроэкологических групп земель в соответствии с ландшафтными особенностями с учетом геоморфологических признаков и 9 типов земель по признакам экологической однородности условий возделывания конкретно отдельных или групп сельскохозяйственных культур. Представленная градация по качественному состоянию земель и агроэкологическая группировка апробированы в ряде районов и в дальнейшем должны стать основой для разработки детальных карт, с применением геоинформационных систем (ГИС – технологии) и рекомендаций по эффективному использованию земель, оптимизации сельскохозяйственных угодий почвенно-экологических округов, районов и отдельных землепользований.

8. При решении теоретических и практических вопросов воспроизводства и регулирования плодородия лесостепных черноземов в адаптивно-ландшафтных системах земледелия республики следует учитывать выявленные агроэкологические закономерности изменения свойств почвы под влиянием многолетнего (15-20 лет) применения отдельных элементов системы земледелия и их сочетаний:

–введение и освоение зернопаропропашных (с сидеральным паром) и зернотравяных севооборотов при применении полных минеральных удобрений в дозе на положительный баланс питательных элементов и периодическом известковании в дозе по 0,75-1,0 Hг увеличивает запасы гумуса в среднем на 0,4-1,0 т/га в год;

–в зернопропашных севооборотах внесение органических (навоз 40 т/га или сидерат 25 т/га), минеральных удобрений (N55Р70К35) и извести (доза из расчета 0,75Нг) на фоне комбинированных систем обработки почвы существенно увеличивает запасы гумуса в пахотном слое выщелоченных черноземов (за ротацию севооборота – на 3,9-4,9 т/га). При этом за ротацию севооборотов создается положительный баланс гумуса, питательных элементов, обменных оснований и достигается заметное улучшение агрофизического, физико-химического и экологического состояния почв под современными агроценозами.

9. Среди изучаемых севооборотов наиболее высокий агроэнергетический эффект достигается в зернопаропропашном (содержание обменной энергии в урожае и коэффициент энергетической эффективности, соответственно 43126 МДж/га и 2,18) и зернотравяном (41312 МДж/га и 2,28) севооборотах. Системы безотвальной и комбинированной обработки почвы обеспечивают наиболее высокий энергетической эффект в зернопаропропашном (40778 МДж/га и 2,12) и зернотравяном (41678 МДж/га и 2,31) севооборотах.

10. Из изучаемых систем удобрений наиболее высокий энергетический эффект обеспечивает внесение навоза в сочетании с полными минеральными удобрениями, особенно в зернопаропропашном севообороте при отвальной системе обработки (44956 МДж/га и 2,12) и в зернотравяном севообороте при безотвальной системе обработки почвы (42863 МДж/га и 2,20). Наиболее высокий коэффициент реализации энергии гумуса (КРЭГ=7,15) установлен на фоне полного минерального удобрения в сочетании с запашкой сидератов при системе безотвальной обработки почвы. Заделка сидерата обеспечивает более высокий коэффициент востребованности энергии гумуса (КВЭГ) по сравнению с внесением навоза (соответственно 3,7 и 1,7).

Предложения производству

1. Министерству сельского хозяйства Республики Башкортостан с целью экологической оптимизации землепользования деградированные, малопродуктивные пахотные земли, в первую очередь, расположенные на склонах крутизной более 5 , необходимо вывести из пахотооборота, залужить и перевести в кормовые угодья, положив в основу концепцию создания экологически устойчивой структуры агроландшафтов, при которой достигается приближение к устойчивой саморегулирующейся агроэкосистеме. Доля отдельных компонентов структуры сельхозугодий должна строго соответствовать специфическим особенностям каждого в отдельности почвенно-экологического округа и не выходить за пределы экологически допустимого уровня. Целесообразно завершить выведение из пашни деградированных, малопродуктивных земель и их перевод в кормовые угодья к  2010 году.

2. При оптимизации землепользования следует руководствоваться непреложным условием продовольственной безопасности Республики Башкортостан: каждому жителю обеспечить по 1 га пашни и по 1 т зерна, что достигается при соотношении 4:4:4, то есть республике с 4-х миллионным населением необходимо иметь 4 млн. га пахотных земель и производить ежегодно по 4 млн. т зерна. При оптимальном для природно-климатических условий республики соотношение площадей зерновых культур к кормовым культурам 50:50, с 2-х млн. га посева зерновых культур необходимо производить 4 млн. т зерна при урожайности по 20 ц/га.

3. В целях эффективного использования земельных ресурсов, сохранения плодородия почв на равнинных территориях республики рекомендуется адаптивное землепользование на основе почвенно-экологического районирования, градации по качественному состоянию земель и агроэкологической группировки земель: земли с высоким уровнем почвенного плодородия (более 73 баллов) и высокой отдачей с 1 га (рентабельность более 100%)  отвести под интенсивное и активное использование (освоение свекловичных, пропашных, зернопропашных, зернопаропропашных севооборотов, овощные культуры); среднего уровня  (51-69 баллов) и рентабельностью на уровне 50-70% для  зернотравяных, травопольных, почвозащитных севооборотов и низкого уровня менее 50 баллов и рентабельностью 10-20 % под сенокосно-пастбищные севообороты,  залужение и вывод из пахотного оборота.

4. В земледелии республики для обеспечения устойчивого производства растениеводческой продукции и эффективного регулирования плодородия лесостепных черноземов предлагается следующий комплекс энергосберегающих и экологически эффективных мероприятий:

– введение на склоновых эрозионно опасных землях зернотравяных севооборотов с возделыванием многолетних трав трех-четырехгодичного пользования и бобовых сидератов (донник) в сочетании с комбинированными и безотвальными почвозащитными обработками почвы;

– включение в полевые пяти-шестипольные севообороты в выводных полях многолетних бобовых трав двух-трехгодичного пользования в сочетании с периодическим известкованием (один раз в 5-6 лет) и мульчированием соломой;

– дифференцированная система механической обработки почвы в полевых севооборотах, включающая лущение (дискование) на глубину до 8-10 см в 1-2 следа сразу после уборки предшественника, безотвальную обработку плугом со стойками СибИМЭ на глубину 25-27 см под зерновые культуры; под пропашные культуры и в паровом поле отвальная обработка на глубину 25-27 см;

– внесение полного минерального удобрения на планируемую урожайность полевых культур в сочетании с органическими удобрениями (навоз 40 т/га, донник 25 т/га, ржаная солома 4 т/га) и периодическим известкованием в дозе  0,5–1,0 Нг в зависимости от кислотности и гранулометрического состава почвы.

Список основных работ, опубликованных по теме диссертации

Монографии:

  1. Кираев Р.С. Воспроизводство и оптимизация физико-химических свойств лесостепных черноземов Башкортостана / Р.С. Кираев, И.К. Хабиров, И.О. Чанышев,  М.М.Абдуллин  //Уфа: РИО РУНМЦ РБ Госкомнауки РБ -2000.-  236 с.
  2. Кираев Р.С. Почвенно-экологическое землепользование Республики Башкортостан / Р.С. Кираев,  А.Х. Мукатанов,  И.О. Чанышев // Уфа: БГАУ, 2004.- 342 с.
  3. Мукатанов А.Х. Почвенный дом/ А.Х. Мукатанов, И.О. Чанышев //Уфа: Изд-во «Мир печати».- 2006. – 140 с.
  4. Чанышев И.О. Оптимизация сельскохозяйственного землепользования в Республике Башкортостан / И.О. Чанышев, А.Х. Мукатанов,  Р.С.  Кираев //Москва: Наука.- 2008.-  320 с.
  5. Духанин Ю.А. Интегральные модели плодородия почв -  фактор повышения эффективности химизации земледелия/ Ю.А. Духанин, В.И. Савич, Е.П. Химина, И.О. Чанышев, О.И. Сюняева // Москва: «Столичная типография»,  Минсельхоз РФ.-  442 с. Подписано в печать 15.12.2008 г.

Статьи и рекомендации:

  1. Кираев Р.С. Роль севооборота, удобрений и обработки почвы в предупреждении деградации выщелоченного чернозема Башкирского Предуралья./Р.Р.Мирсаяпов, И.О.Чанышев, И.К.Хабиров.//Тэз. докл. Всер. конф. «Антропогенная деградация почвенного покрова и меры ее предупреждения». М.-1998.- С. 243-244.
  2. Чанышев И.О., Галяутдинов, З.Х. Содержание подвижных форм тяжелых металлов в почве и продукции сельскохозяйственных культур в условиях Южного Предуралья/ И.О. Чанышев, З.Х. Галяутдинов // Сб. мат. Межд. конф. «Почва. Жизнь. Благосостояние». - Пенза, 2000. - С. 217-220.
  3. Чанышев И.О. Содержание подвижных форм фосфора и микроэлементов при известковании лесостепных черноземов Южного Урала/ И.О.  Чанышев // Сб. мат. Межд. конф. «Почва. Жизнь. Благосостояние». - Пенза, 2000. - С. 270-273.
  4. Кираев Р.С. Влияние удобрений и извести на физико-химические свойства и пищевой режим черноземов выщелоченных Предуралья Башкортостана при различных способах их обработки/ Р.С. Кираев, И.К. Хабиров, И.О.Чанышев //Почвоведение. - 2000.- №5. - С. 530-536.
  5. Кираев Р.С. Сидеральные удобрения для лесостепной зоны Республики Башкортостан (рекомендации)/ Р.С. Кираев, М.М. Абдуллин, И.О.Чанышев //Аграрная наука - производству.- Уфа: Гилем, 2001.- С.51.
  6. Афзалов Р.Ш. Анализ качественного состояния земельного фонда и экологические аспекты землепользования в Республике Башкортостан/ Р.Ш. Афзалов,  И.О. Чанышев, Ф.Г. Казакбаев // Материалы межд. н-пр конференции «Проблемы и перспективы развития АПК регионов России».- Уфа: БГАУ, 2002.- С. 299-304.
  7. Чанышев И.О. Повышение плодородия земель в интересах населения Башкортостана/ И.О.  Чанышев // Официальные материалы Второго всемирного Курултая Башкир.- Уфа: Изд-во «Китап» , 2002.-  С. 341-344.
  8. Вахитов Ш.Х. Государственный национальный доклад о состоянии и использовании земель  Республики Башкортостан за 2001 год./ Ш.Х. Вахитов, И.С. Хохлов,  Р.Ш. Афзалов, И.О.Чанышев // Уфа: ИПК Администр. Президента РБ.  2002.-  с. 104.
  9. Кираев Р.С. Биоэнергетические критерии оценки регулирования плодородия почв/ Р.С.Кираев, И.О.Чанышев, Р.Р.  Мирсаяпов // Мат. Межд. н-пр. конф. «Роль средств химизации в повышении продуктивности агроэкосистем».-Уфа: БГАУ, 2003.ч.2.- С.146-148.
  10. Чанышев И.О.Оптимизация структуры сельскохозяйственных угодий / И.О.Чанышев,  Р.А. Миндибаев, В.А. Игнатьев  // Мат. Межд. н.-пр. конф. «Роль средств химизации в повышении продуктивности агроэкосистем».-Уфа: 2003.- С.336-338.
  11. Чанышев И.О. Экологические аспекты почвенного мониторинга в Республике Башкортостан / И.О.Чанышев,  Р.А. Миндибаев, В.А. Игнатьев // Мат. Всер.н-пр. конф. «Проблемы и перспективы обеспечения продовольственной безопасности регионов России».-Уфа: БГАУ. 2003.-  С . 453-455.
  12. Мукатанов А.Х., Кираев Р.С., Чанышев И.О. Эколого-экономические аспекты стратегии землепользования/ А.Х. Мукатанов, Р.С. Кираев, И.О.Чанышев  // Мат. Всер.н-пр. конф. «Проблемы и перспективы обеспечения продовольственной безопасности регионов России».-Уфа: БГАУ. 2003. - С .411-413.
  13. Миндибаев Р.А. Воспроизводство и оценка плодородия почв лесостепных агроландшафтов Южного Урала/ Р.А. Миндибаев, А.Ш. Ишемьяров, И.О. Чанышев // Почвы-национальное достояние России: Мат. IV съезда Общества почвоведов.- Новосибирск: Наука-центр, 2004.- С.59.
  14. Ишемьяров А.Ш. Принципы и методы оценки производительных функций плодородия почв и качества земель/ А.Ш. Ишемьяров, И.О. Чанышев, М.М.Абдуллин, Р.А. Миндибаев  // Почвы-национальное достояние России: Мат. IV съезда Общества почвоведов.- Новосибирск: Наука-центр. 2004.- С.190.
  15. Чанышев И.О. Плодородие почв в Башкортостане: анализ и перспективы сохранения/ И.О. Чанышев // Мелиорация и водное хозяйство.- №3.- 2004.-  С.17.
  16. Кираев Р.С. Почвенно-экологические аспекты землепользования в Республике Башкортостан/ Р.С. Кираев, И.О. Чанышев, А.Х. Мукатанов  // Мат. Всероссийской научно-практической конференции «Повышение эффективности и устойчивости развития агропромышленного комплекса».-Уфа: БГАУ. 2005.-Часть 2.- С.156-158.
  17. Чанышев И.О. К вопросу классификации земель Республики Башкортостан/ И.О. Чанышев, А.Х. Мукатанов, В.Ю. Хакимов // Мат. Всероссийской научно-практической конференции «Повышение эффективности и устойчивости развития агропромышленного комплекса».- Уфа: БГАУ, 2005.-Часть 2.-  С. 165-167.
  18. Чанышев И.О. Мониторинг земель в Республике Башкортостан / И.О Чанышев., М.Ф. Мирзаянов  // Мат. Всероссийской научно-практической конференции «Повышение эффективности и устойчивости развития агропромышленного комплекса».- Уфа: БГАУ, 2005.-Часть 2.-  С. 207-209.
  19. Чанышев И.О., Новый путь в сохранении достопримечательностей природы/ И.О. Чанышев, А.Х. Мукатанов, Е.П. Булатов // Всероссийская научно-практическая конференция «Уралэкология.  Природные ресурсы».-  Уфа-Москва. 2005.- С. 188.
  20. Мукатанов А.Х. Агропроизводственная группировка почв Республики Башкортостан/ А.Х. Мукатанов,  И.О.Чанышев // Земледелие.-  2005.- №5.-С.6.
  21. Чанышев И.О. Состояние, перспективы сохранения и повышения плодородия земель Республики Башкортостан/ И.О.  Чанышев // Международный сельскохозяйственный журнал.-  2005. -№3.-  С.42-44.
  22. Мукатанов А.Х. Об учете неоднородности почвенного покрова и свойств почвенного профиля в типологизации пахотных земель/ А.Х. Мукатанов, И.О.Чанышев // Почвы Южного Урала и Среднего Поволжья: Экология и плодородие -Уфа: БГАУ, 2006.- С.67-69.
  23. Кираев Р.С. Оценка и воспроизводство плодородия черноземных почв склоновых земель Башкортостана/ Р.С. Кираев, И.О. Чанышев, Ф.Г. Казакбаев // Почвы Южного Урала и Среднего Поволжья: Экология и плодородие -Уфа: БГАУ, 2006.-  С.97-104.
  24. Вахитов Ш.Х. Государственный национальный доклад о состоянии и использовании земель в Республики Башкортостан за 2005 год/ Ш.Х. Вахитов, И.С. Хохлов,  Р.Ш. Афзалов, И.О.Чанышев и др. // Уфа:  Изд-во «Мир печати».- 2006.-  83с.
  25. Мукатанов А.Х.  Экологическому землепользованию альтернативы нет. / А.Х. Мукатанов, И.О. Чанышев // Материалы Всероссийской научно-практической конференции «Проблемы и перспективы развития инновационной деятельности в агропромышленном производстве». - Уфа:  БГАУ, 2007.-  С.166-168.
  26. Сергеев В.С. Изменение биологических свойств почвы в севооборотах при различных способах обработки почвы и удобрений. Проблемы и перспективы развития инновационной деятельности в агропромышленном производстве / В.С. Сергеев, И.О. Чанышев, Ю.А. Петров // Мат. Всероссийской научно-практической конференции - Уфа:  БГАУ, 2007. - С.179-180.
  27. Мукатанов А.Х., Чанышев И.О.,  Булатов Е.П. Золотые крупицы почвенного покрова Республики Башкортостан /А.Х. Мукатанов, И.О. Чанышев,  Е.П. Булатов // Вестник Оренбургского государственного университета. - Спец. Выпуск 75.- 2007. - С.221-223.
  28. Чанышев И.О. Оптимизация сельскохозяйственного землепользования в  Республике  Башкортостан / А.Х. Мукатанов, И.О. Чанышев,  Е.П. Булатов // Вестник Оренбургского государственного университета.  Спец. Выпуск 75.- 2007. - С.223-225.
  29. Мукатанов А.Х. Принципы экологии и фитомелиорации как основа стратегии землепользования / А.Х. Мукатанов, И.О.Чанышев, Е.П. Булатов, Ф.Г.Казакбаев // Актуальные экологические проблемы Республики Татарстан. - Казань: Академия наук Республики Татарстан,  2007. - С 119-120.
  30. Нугуманов А.Х. Совершенствование полевых севооборотов в лесостепных и степных агроландшафтах Башкортостана. / А.Х. Нугуманов, И.П. Юхин, Р.С. Кираев, З.З. Аюпов, И.О.Чанышев  //Рекомендации. Уфа: БГАУ, Минсельхоз РБ, 2007. - 40 с.
  31. Мукатанов А.Х. Система землепользования в Республике Башкортостан/ А.Х.Мукатанов, И.О. Чанышев, Р.С.Кираев //Ресурсосберегающие технологии возделывания  сельскохозяйственных культур в Башкортостане. Рекомендации. - Минсельхоз РБ.-  Уфа: БГАУ, 2007.-  С. 13-16.
  32. Ишемьяров А.Ш. Приемы оптимизации плодородия почв лесостепных агроландшафтов Южного Урала / А.Ш. Ишемьяров, Р.С.Кираев, И.О. Чанышев //Ресурсосберегающие технологии возделывания  сельскохозяйственных культур в Башкортостане.-Минсельхоз РБ.-  Уфа: БГАУ, 2007.- С 22-23.
  33. Кираев Р.С. Эффективность обработки почвы и удобрений на черноземных почвах Башкортостана /Р.С.Кираев, И.О.Чанышев, Р.Р. Мирсаяпов//Ресурсосберегающие технологии возделывания  сельскохозяйственных культур в Башкортостане.- Минсельхоз РБ.-  Уфа: БГАУ, 2007.- С 26-28.
  34. Ишемьяров А.Ш. Эффективность сидеральных севооборотов в Башкортостане / А.Ш. Ишемьяров, Р.С.Кираев, И.О. Чанышев //Ресурсосберегающие технологии возделывания  сельскохозяйственных культур в Башкортостане.- Минсельхоз РБ.-  Уфа: БГАУ, 2007. – С 30-31.
  35. Чанышев И.О. Определение потребности в известковании и доз извести для выщелоченного чернозема/ И.О. Чанышев, Р.С.  Кираев // Плодородие. - 2008.- №3. - С.4-6.
  36. Сергеев В.С. Плодородие выщелоченных черноземов при внесении органических удобрений/ В.С.Сергеев, И.О. Чанышев // Плодородие. -2008.- №3.- С.21-22.
  37. Чанышев И.О. Роль химических мелиорантов при оптимизации физико-химических свойств черноземов выщелоченных/ И.О. Чанышев, Р.С.Кираев, И.К. Хабиров // Мелиорация и водное хозяйство.- 2008.- № 2.- С.37-40.
  38. Хохлов И.С. Отчет о состоянии и использовании земель сельскохозяйственного назначения Республики Башкортостан за 2007 год/ И.С.Хохлов, И.О. Чанышев и др. // Уфа:  Из-во «Мир печати».  2008.- с. 55.
  39. Зарипова Г.К. Основные технологические приемы повышения плодородия почв и эффективного использования деградированных земель Башкортостана/ Я.З. Каипов, Х.М. Сафин, Р.А. Миндибаев, А.Х. Нугуманов, И.О. Чанышев //Рекомендации. Уфа: Минсельхоз РБ, БНИИСХ, БГАУ 2009. - 44 с.
  40. Хохлов И.С. Отчет о состоянии и использовании земель сельскохозяйственного назначения Республики Башкортостан за 2008 год/ И.С.Хохлов, И.О. Чанышев и др. // Уфа:  Из-во «Мир печати».  2009.- с. 64.



© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.