Оптимизация агроландшафтов и организация устойчивых агроэкосистем

Министерство сельского хозяйства Российской Федерации

*****

ФГОУ ВПО "ВЕЛИКОЛУКСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ"

ФАКУЛЬТЕТ ТЕХНОЛОГИИ ЖИВОТНОВОДСТВА И АГРОЭКОЛОГИИ

Кафедра химии, агрохимии и агроэкологии

 

ДЖАРАНОВ ВИТАЛИЙ ВИКТОРОВИЧ

ВЫПУСКНАЯ  КВАЛИФИКАЦИОННАЯ

РАБОТА  БАКАЛАВРА

на тему:

оптимизация агроландшафтов и организация устойчивых агроэкосистем в СПК «Ольговское» Витебской области РБ

 

Дипломник: _______________________________Джаранов Виталий Викторович

 

Руководитель: ____________ Курбатова З. И., профессор, кандидат с.-х. наук

 

Рецензент____________________

 

Консультанты:

по природоохранным мероприятиям ____________________

доцент, кандидат с.-х. наук

 

по методике исследований и статистической

обработке результатов__________________________________

доцент, кандидат с.-х. наук

 

Допущен к защите: _____________________ 2014 г.

зав. кафедрой _________________________________________Павлов И.Н.,

доцент, кандидат биологических наук

 

 

 

 

 

 

 

Великие Луки 2013

Содержание

Введение ………………………………………………………………………… .3

1   Обзор литературы .…………………………………………………………….5

1. Принципы обеспечения устойчивости агроландшафтов   ……………………………….....5
2. Почвенные условия агроэкосистем и проблемы их оптимизации………………………………………………………………......11

2   Цель, задачи, место, условия и методика проведения исследований …....27

1.   Цель, задачи исследований ………………………………………27 
2. Место и условия проведения исследований…………………… 27
3. Методика сбора, анализа материала и проведения исследований…..31

3   Результаты экспериментальной  работы…………………………………...33

            3.1  Агроэкологическая оценка  земельного фонда СПК «Ольговское»………………………………………………………………………33

3.2Качественная оценка  почв …………………………………………….45

3. Условия оптимизации агроландшафтов  в СПК «Ольговское» ………………………………………………………………54
4. Влияние регулятора роста Эмистим С на урожай яровой пшеницы сорта Тома
5. Экономическая эффективность использования стимулятора роста Эмистим С по посевах яровой пшеницы………..

4  Безопасность жизнедеятельности…………………………………………67

Выводы и предложения производству………………………………………..71

Список использованных источников …………………………………………73

Приложение 1. Статистическая обработка урожайности яровой пшеницы Тома при использовании стимулятора роста Эмистим С ……..

Приложение 2.

 

 

 

Введение

 

         Охрана  и рациональное использование отдельных компонентов природной среды не имеет смысла без оптимизации более сложных целостных территориальных единиц, какой и является ландшафт.

       Рассматривая  предпосылки формирования устойчивых  агроэкосистем, необходимо основываться  на ландшафтно-экологическом подходе, который предполагает изучение природных явлений и процессов, а также инвентаризацию их ресурсного потенциала; прогнозирование вероятных изменений природных комплексов в результате их использования, определение путей и способов их регулирования, обоснование и разработку рекомендаций по оптимизации агроландшафтов.

При сложившийся ситуации в сельском хозяйстве происходят негативные изменения в агроэкосистемах, которые связаны со снижением плодородия почвы. В совершенствовании структуры посевных площадей и повышения урожайности сельскохозяйственных культур важное значение имеет не только использование минеральных и органических удобрений, но и применение экологически чистых препаратов – регуляторов роста, а также размещение многолетних трав, которые являются не только источником производства кормов, но также служат основой биологизации земледелия, сохранения плодородия почвы и охраны окружающей среды.

Анализ и оценка фактического состояния агроландшафта на локальном уровне с целью условий его оптимизации был сделан, в СПК «Ольговское» Витебского района.

 

 

 

 

 

 

Обзор литературы: Устойчивость и оптимизация агроландшафтов

1.1Принципы обеспечения устойчивости агроландшафтов

Исходя из общебиологических представлений функционирования культурного ландшафта, т. е. выполнения им ресурсовоспроизводящих, природоохранных и других функций, необходимо постоянное поддержание его производственно-экологического потенциала. В геоэкологии и социальной экологии это требование нашло отражение в законе социально-экологического равновесия. Целесообразное природно-антропогенное (социоэкологическое) равновесие есть баланс средообразующих компонентов, природных и природно-антропогенных процессов на уровне, дающем максимальный эколого-социально-экономический эффект [Кирюшин,2003]. Любой сдвиг экологического и социоэкологического равновесия требует если не перестройки хозяйства, то значительных вложений для его «доадаптации».  При планировании и прогнозировании следует исходить либо из существующего равновесия, и тогда системно поддерживать его на месте, либо из направления его изменений, и тогда выделять специальные средства для ликвидации социоэкологических дисбалансов (нести расходы по адаптации).

В свете этих представлений понятия устойчивости агроландшафта и устойчивости природного ландшафта, иногда отождествляемые, принципиально различаются.

В отличие от саморегулирующегося функционирования природного ландшафта, агроландшафт функционирует в режиме, заданном человеком. Его устойчивость связана с поддержанием заданных параметров функционирования (определенного физико-химического состояния почв, гидрологического режима и др.) ценой определенных усилий. Цена устойчивости агроландшафта включает затраты на поддержание производительных и экологических функций, в том числе природоохранных [Кирюшин,2004].

Таким образом, устойчивость агроландшафта – это способность поддерживать заданные производительные и социальные функции, сохраняя биосферные.

В соответствии с основными функциями рассматриваются и основные виды устойчивости агроландшафтов, как  составной части сельскохозяйственных ландшафтов.

1. Экологическая устойчивость агроландшафтов реализуется  режимами: органического вещества, биогенных элементов, реакции среды, окислительно-восстановительных условий, структурного состояния и сложения почвы, воздуха, влаги, тепла, биогенности, биологический активности почвы, фитосанитарного состояния агроценозов. В зависимости от объектов и механизмов действия экологическая устойчивость подразделяется на:

• физическую (устойчивость литоосновы, противоэрозионная устойчивость);
• биологическую (восстановительные и защитные функции растительности, устойчивость против вредных организмов);
• геохимическую (способность к самоочищению от продуктов загрязнения и снижению их токсичности, буферность, противостояние засолению);
• гидрогеологическую и гидрологическую (противостояние остепнению, опустыниванию, заболачиванию).

С экологической устойчивостью агроландшафта связано выполнение биосферных, общеэкологических функций – сохранения почв, растительного и животного мира, запасов поверхностных и подземных вод, их качества, поддержания оптимального состава атмосферы.

• 2. Агрономическая (производительная) устойчивость включает устойчивость урожайности сельскохозяйственных культур, продуктивности пастбищ, качества продукции. Она оценивается по коэффициенту вариации показателя.
• 3. Экономическая устойчивость характеризуется экономическими параметрами производства.

В отличие от природных экосистем, которые ориентированы на выживание с помощью природных механизмов, агроэкосистемы ориентированы на урожайность и определенное качество продукции. Экологическая устойчивость первых несравненно выше, чем вторых. Это определяет особый интерес к механизмам природной устойчивости (естественно, речь идет об экосистемах высокой биопродуктивности и механизмах ее обеспечения), их использованию при формировании агроландшафтов. В основе этих механизмов  лежит биологический круговорот веществ при большом видовом разнообразии и высокой численности организмов, что является главным фактором обеспечения устойчивости.

В большинстве агроценозов биологическая продуктивность меньше, чем в естественных ценозах, особенно  велики различия по общим запасам фитомассы. Пополнение запасов органического вещества, повышение биогенности почв – общее условие повышения устойчивости агроландшафтов.

В процессе трансформации ландшафта для поддержания нового его состояния требуются специальные затраты, и по мере интенсификации производства возрастает цена экологической устойчивости. Цена устойчивости агроландшафта тем больше, чем сильнее отличаются требования сельскохозяйственных культур и животных от агроэкологических условий ландшафта.

Устойчивость эрозионных ландшафтов при распашке сильно снижается из-за эрозии, усиления поверхностного стока. Использование их в полевой культуре требует обеспечения экологической устойчивости с помощью противоэрозионных систем земледелия, сдерживающих потери почвы в допустимых пределах.

В таежной зоне цена агроэкологической устойчивости агроландшафтов пропорциональна требованиям окультуренности почв. Ее повышение находится в противоречии с элювиальными процессами, заболачиванием. Поддержание определенной степени окультуренности почв требует постоянного сдерживания этих процессов и компенсации потерь внесением извести, удобрений, травосеяния и др.

На осушенных болотно-подзолистых и болотных почвах в цену экологической устойчивости агроландшафтов входят поддержание оптимального водно-воздушного режима, сдерживание сработки торфа, предотвращение и недопущение обсыхания и деградации смежных ландшафтов и др.

Количество контрольных параметров устойчивости агроландшафтов сильно различается в зависимости от их категорий, уровня интенсификации производства, характера и степени внешних воздействий.

Цена общей устойчивости агроландшафта включает затраты на обеспечение устойчивости всех видов: производительной, экологической и социально-экономической.

Цена экологической устойчивости агроландшафта включает затраты на мероприятия  по охране почв от разрушения и поддержание экологических функций. Она должна входить в затраты товаропроизводителя  на получение продукции и соответственно – в цену товара.Прежнее хозяйствование без платы за природные ресурсы и без ответственности за их эксплуатацию порождало экологические риски, бедствия и катастрофы. Товаропроизводители обязаны обеспечивать экологическую устойчивость агроландшафта и нести ответственность за загрязнение, эрозию и другие проявления деградации ландшафтов и почв. Государство должно выполнять контрольные функции и создавать благоприятные условия для производственной и природоохранной деятельности, регулируя ее экономическими, юридическими и другими средствами [Варламов, 1993].

Если агротехнологии адаптированы к ландшафту, то операции, направленные на достижение определенной продуктивности, способствуют повышению его экологической устойчивости. Например, сокращение поверхностного стока противоэрозионными мероприятиями снижает темпы эрозии и повышает урожайность за счет дополнительного влагонакопления.

Однако такое совпадение часто не является полным. Затраты на предотвращение деградации часто оказываются выше стоимости прибавки урожая. Еще выше затраты на преодоление последствий деградации, прекращение оврагообразования путем проведения гидротехнических, лесомелиоративных и других затратных мероприятий.

Введение понятия цены устойчивости агроландшафта, включающей затраты на освоение, использование и природоохранные мероприятия, позволило бы объективно выбирать оптимальное решение по использованию ресурсов, особенно в сложных ландшафтах. Методология адаптивной интенсификации предполагает различные комбинации приспособительных мероприятий, сплошных или выборочных мелиораций,  адекватный подбор агротехнологий различной интенсивности. Довольно часто сплошные мелиорации больших массивов не только повышают цену устойчивости мелиорированных земель, но и создают проблему неустойчивости смежных ландшафтов. Стремление выровнять по плодородию большие участки нередко заканчивается неудачами в связи с восстановлением природных геохимических потоков, развитием труднопрогнозируемых постмелиоративных процессов.

Поддержание разнообразия ландшафтов оправдывается с разных точек зрения. Сохранение в природном состоянии сложных ландшафтов способствует поддержанию биологического разнообразия, вывод из активного сельхозоборота маргинальных земель позволит сконцентрировать на лучших землях производственные ресурсы и освоить современные агротехнологии.

Низкая устойчивость агроландшафтов по сравнению с природными ландшафтами связана с нарушением механизмов саморегуляции. Уничтожение естественной растительности резко снижает сопротивляемость почв эрозии. Интенсивная обработка способствует переуплотнению почв. Все это приводит к усилению поверхностного и уменьшению грунтового стока, обсыханию территории, усилению окислительных процессов и соответственно снижению содержания органического вещества в почвах. Обедняется и резко сокращается почвенная фауна. Снижается численность и активность микрофлоры, чему способствует применение пестицидов. Резко снижается емкость и интенсивность биологического круговорота веществ. Беднеет генофонд. Возникновение в агроценозах множества свободных экологических ниш, доступных сорнякам, вредителям и патогенам, обусловливает ухудшение фитосанитарной ситуации, при повторных посевах возникает почвоутомление.