Возможности оптимизации функционирования агроэкосистем

1. Исходная характеристика агроэкосистемы № 04

 

1. Местоположение хозяйства: 

Район Красно-Баковский

Хозяйство колхоз «Заветы Ильича».

Таблица 1.1

Общая характеристика агробиоценоза  № 04

Показатели	№№ полей
	1	2	3	4	5
Сумма ФАР, млрд.ккал/га / Кq,%	5,4/3,8	5,1/3,7	4,8/4,1	5,5/3,7	4,9/3,6
Среднегодовая сумма  осадков, мм	612	612	612	612	612
Запас влаги перед посевом, мм	48	52	68	54	62
Рельеф	Уклон 0 – 2 %	Уклон 1 – 2 %	Уклон 3 – 4 %	Уклон 2 – 3 %	Уклон 0 – 1 %
Почвообразующая порода	Аллювиальные слоистые отложения
Тип почвы	Дерново-подзолистые
Гранулометрический состав	Супесч.	Легко сугл.	Супесч.	Супесч.	Песчан.
Плотность почвы, г/см3	1,11/1,14	1,20/1,22	1,14/1,22	1,19/1,19	1,12/1,22
Содержание гумуса, %	1,0/1,0	0,8/0,9	1,2/1,0	1,1/0,8	1,1/1,0
Кислотность, рНkcl	4,8/4,9	4,7/4,9	5,2/5,0	5,4/4,9	5,6/5,6
Степень насыщенности почв основаниями, %	54/58	55/52	51/48	58/54	56/50
Содержание подвижного фосфора	87/74	91/72	89/66	93/73	84/89
Содержание обменного калия	66/63	74/75	69/54	67/59	79/67
Содержание ТМ:
Медь	21/19	18/24	22/31	19/26	18/17
Свинец	14/19	19/16	15/19	18/22	19/17
Цинк	44/69	55/89	62/51	44/67	28/46
Кадмий	0,03/0,06	0,04/0,09	0,08/0,05	0,05/0,06	0,06/0,06
Никель	24/23	22/27	28/34	29/36	25/31

 

Таблица 1.2.

Экспликация земель

Земельные угодья	Площадь, га
Общая площадь землепользования	3425
в  т.ч.  пашня	1290
залежи	190
сенокосы	268
пастбища	458
насаждения	32
леса	714
кустарники	64
болота	124
под водой	65
под дорогами и прогонами	49
под постройками	54
прочие земли, непригодные к использованию в сельском хозяйстве	117

 

Таблица 1.3

Уровень развития растениеводства (в среднем за 5 лет)

Сельскохозяйственные  культуры	Площадь, га	Урожайность, ц/га
Зерновые, всего	1278
в т.ч. озимые культуры	560	21,5
яровые культуры	718	17,3
из них зернобобовые	350	14,5
Просо	250	20,0
Картофель	950	195
Кормовые корнеплоды	880	360,0
Силосные, всего	600
в т.ч.  кукуруза	400	210,0
Прочие смеси	200	206,0
Многолетние бобовые  сеяные травы	350	23,5
Многолетние злаковые сеяные травы	250	20,6
Однолетние смешанные  посевы на зел. массу	311	95,0

Таблица 1.4

Характеристика изучаемого севооборота

Культура	Площа-ди, га	Урожай-ность, ц/га	Внесено удобрений
			Орга-ничес-ких, т/га	Минеральных, кг/га
				N	P2O5	K2O
1. Озимая рожь	95	20,0	-	30	10	-
2. Горох (зел. м.)	96	85,3	-	-	-	-
3. Яровая пшеница	100	17,6	-	-	10	-
4. Картофель	110	203,3	30	20	20	20
5. Вико-овес	99	95,9	-	-	-	-

 

Основным производственным направлением хозяйства является возделывание сельскохозяйственных культур по интенсивной технологии, а именно оно специализируется на выращивании продовольственного и фуражного зерна,  так же для животноводческого комплекса выращивается клевер.

В структуре посевных площадей на первом месте находятся  зерновые и силосные культуры. Средняя урожайность озимых зерновых культур 21,5 ц/га, яровых – 17,3 ц/га (что соответствует средней урожайности зерновых по области 15-16 ц/га). Средняя урожайность картофеля в хозяйстве составляет 195 ц/га, кормовых корнеплодов - 360 ц/га, кукурузы на силос – 210 ц/га. Кроме этого растениеводческая отрасль хозяйства включает в себя в себя выращивание многолетних бобовых и злаковых трав, однолетних смешанных посевов на зеленую массу.

Почвы хозяйства дерново-подзолистые  песчаные, супесчаные, легкочуглинистые. Данная почва имеет реакции почвенного раствора от среднекислой до близкой к нейтральной.

Гранулометрический  состав  определяет  водопроницаемость,  водоудерживающую  и  водоподъемную  способность. Почвы  данного  хозяйства  дерново-подзолистые с  легким  супесчаным  механическим составом,  поэтому  они  плохо  удерживают  воду,  но  будут  быстрее  прогреваться [3].

       Наиболее  благоприятна  для  роста   растений  плотность  почвы  1,10-1,25  г/см³, плотность  почв  хозяйства  (1,11-1,22 г/см³)  вполне  соответствует  этому  требованию.

Различные  растения  имеют  неодинаковый интервал  рН,  благоприятный  для  их  роста  и  развития и  обладают  разной  чувствительностью  к  отклонению  реакции  от  оптимальной. Почвы  хозяйства  имеют  среднекислую  реакцию  среды  в  диапазоне  4,3-5,0. На  таких  почвах  хорошо  растет  рожь,  овес. Чувствительны и малочувствительны  к  среднекислой  реакции  среды  озимая  пшеница  (благоприятная  реакция  среды  6,3-7,5),  клевер  (6,0-7,0), картофель (4,5-6,3) [2]. Наиболее  благоприятны  для  его  роста  слабокислые почвы  (5,5-6,0). Таким  образом,  можно  сделать  вывод о  том,  что  почвы  хозяйства  по  кислотности  вполне  благоприятны  для  выращивания  выбранных  культур.

Дерново-подзолистые  почвы  отличаются низким  плодородием - невысоким  содержанием  питательных  элементов  и  гумуса [2]. Содержание  фосфора  варьирует  в пределах 72-93  мг/кг,  тогда как наиболее  благоприятным  является  содержание  150  мг/кг. Содержание  калия  также  невелико 54-74 мг/кг  (норма 150  мг/кг). Однако, недостаток элементов питания отчасти восполняется внесением органических и минеральных удобрений.

Значительное  влияние  на  рост  и  развитие  растений, на  их  химический  состав,  помимо  генетического  фактора, оказывают  экологические  условия. Избыток  тех  или  иных  химических  элементов  в  окружающей  среде  нередко  отрицательно  сказывается  на  качестве  продукции,  росте  и  развитии  растений.

Вследствие  антропогенной  деятельности  может   происходить  загрязнение  почвы  тяжелыми  металлами. Основным  источником  являются  выхлопные  газы  автотранспорта,  сельхозтехники. Повышенное  содержание  в  почве  тяжелых  металлов  может  сопровождаться  нарушением  деятельности  ферментов  в  растении,  снижением  содержания  витаминов,  замедление  роста  растений.

Загрязнение  почвы  тяжелыми  металлами  приводит  также  к  уменьшению  содержания  биологически  важных  веществ,  к  утрате  ее  плодородия,   к  снижению  урожайности  сельскохозяйственных  культур. Доступность тяжелых  металлов  растениям  зависит  от  кислотности  почвы,  ее  механического  состава,  содержания  в  ней  органического  вещества. С  увеличением  уровня  кислотности  возрастает  фитотоксичное  действие  металлов. Внесение  органических  удобрений  может  снизить  доступность  тяжелых  металлов  для  растений  в  результате  образования  труднорастворимых  комплексных  соединений.

Таким  образом,  следует  отметить,  что  необходимы  соответствующие  меры  по  предотвращению  загрязнения  почвы,  гидросферы  промышленностью,  техникой  и  автотранспортом.

При  проведении  агрохимических  исследований  важно  учитывать  баланс тяжелых  металлов  в  агроэкосистемах  с  учетом  всех  источников  их  поступления,  в  том  числе  и  из  атмосферы.  

В сельскохозяйственном производстве существует связь между соотношением видов угодий. Наличие лишь одного вида ведет к быстрой деградации почвы. Распаханность не должна превышать 50% к общей площади земельных  угодий. Леса, кустарники и луга должны составлять не менее 25-30%, доля урбанизированной площади не более 10%. Площадь одного поля не должна превышать 100-150 га.  
Из таблицы 1.2 видно, что ни один из параметров баланса не нарушен.

2. Оценка устойчивости почв к антропогенному воздействию

 

Устойчивость – это  способность возвращаться после  возмущения в исходное состояние  и сохранять производительную способность  в социально-экономической системе. Для почв могут выделяться различные  виды устойчивости: геохимическая –  способность к самоочищению от продуктов загрязнения и снижению их токсичности; биологическая – восстановительные и защитные свойства растительности; физическая – устойчивость литогенной основы (противоэрозионная устойчивость).

Наибольший интерес  представляет оценка интегральной устойчивости, которая определяет устойчивость почв ко всему комплексу антропогенных воздействий.

Для определения интегральной устойчивости почв сельскохозяйственных угодий предлагается следующая система  оценок в баллах:

1. выбирается ряд показателей, описывающих изучаемый объект, и наиболее рельефно характеризующий его устойчивость к техногенезу;
2. показатели ранжируются в порядке усиления их роли в поддержании устойчивости;
3. для каждого объекта находится сумма баллов по всем выбранным показателям. Можно использовать систему баллов в целых числах (от 0 до 4, от 0 до 5 и т.п.). Однако, рекомендуется проводить нормирование баллов от 0 до 1 (0 – 0,25 – 0,50 – 0,75 – 1,0 и т.п.).

На основании суммарной балльной оценки, почвы делятся на категории (от крайне неустойчивой до высокоустойчивой).

Почвообразующие породы. Почвообразующие  породы  являются  одним  из  основных  факторов,  определяющих  устойчивость  почв  к  эрозионным  процессам,  усиливающимися  в  результате  деятельности  человека.