Розробка системи заходів щодо раціонального використання орних земель і створення високопродуктивних

Міністерство сільського господарства і продовольства Російської Федерації

Іркутська державна сільськогосподарська академія

Кафедра сільськогосподарської екології

Курсова робота

Розробка системи заходів щодо раціонального використання орних земель і створення високопродуктивних стійких агросистем в господарстві «Хайтинському», Усольского району

Виконала:

Деревяшкіна М. С. студентка 4 курсу, 2 група

агрономічного ф-ту

Перевірила: Дмитрієва О.О.

Іркутськ

2009

Зміст

Завдання

Введення

1 Характеристика абіотичних умов

2 едафіческіе умови району

3 Оцінка стану агроекосистем

3.1 Екологічна оцінка агроландшафтів

3.2 Оцінка екологічності системи землеробства

3.3Устойчівость грунтового блоку

4 Перспективна система заходів щодо створення високопродуктивних агорекосістем

4.1 Заходи щодо підвищення стабілізації агроландшафтів

4.2 Заходи щодо підвищення екологічності систем землеробства

4.3 Заходи щодо підвищення екологічної стійкості грунтового блоку

Висновок

Список використаних джерел

Завдання

Усольский район. Господарство «Хайтинському»

Таблиця 1

Землекористування.

Таблиця 2

Структура посівних площ.

Таблиця 3

Врожайність.

Введення

Сільськогосподарська екологія - наука про чинники зовнішнього середовища, їх вплив на організми культивованих рослин і тварин, про природних комплексах, перетворених діяльністю людини для виробництва екологічно чистої продукції рослинництва і тваринництва.

Розвиток сільськогосподарської екології проходив нерівномірно. У першій половині поточного століття були досягнуті великі успіхи у вивченні впливу умов середовища на ріст і розвиток культурних рослин, врожайність сільськогосподарських культур. У середині століття в загальній і, зокрема, у сільськогосподарській екології стали переважати системні дослідження. З'явилися фундаментальні роботи з вивчення аграрних ландшафтів, агробіоценозів, пасовищних і ферменних біогеоценозів.

Історія розвитку сільського господарства характеризується головним чином прагненням отримати як можна більш високі урожай культивованих рослин. На зміну маловрожайних культур і сортів прийшли нові, більш продуктивні. У ході штучного відбору та селекції виведені сорти рослин з максимальною часткою корисної для людини продукції (зерна, плодів, бульб тощо).

Інтенсифікація рослинництва і тваринництва супроводжується збільшенням витрати додаткової енергії. Ця енергія використовується для обробки грунтів, посівів сільськогосподарських культур, збирання врожаю, виробництва і застосування мінеральних добрив, пестицидів і т.д. в результаті зростає енергетична «ціна» кожної харчової калорії.

Вважається, що до появи сільськогосподарського виробництва всі тварини і фотосинтезуючі рослини могли підтримати існування близько 10 млн осіб. Тепер, коли 10% планети зорано, зрошуючи, підживлено, сільське господарство забезпечує життя більше 5 млрд людей. Частина біопродукції люди споживають безпосередньо, частина згодовують тваринам і тільки і тільки потім використовують. Крім сільського господарства джерелом їжі служать і інші частини світової екосистеми (сінокоси, пасовища, Світовий океан). Разом з тим, за даними ООН, 0,5 млрд людей у світі, жителів головним чином країн, що розвиваються, голодують, а до 2 млрд людей не забезпечені нормальним харчуванням, тобто недоїдають.

Сільськогосподарські угіддя Землі включають величезну кількість агробіоценозів. Агробіоценозі займають близько 1,2 млрд га, що становить більше 10% всієї поверхні суші. Рілля дає людству 88% харчової енергії. Крім того, приблизно 10% цієї енергії воно отримує від пасовищних екосистем. Близько 2% харчової енергії постачає Світовий океан. Наведені цифри переконливо показують значення сільського господарства. Сільське господарство, будучи важливим джерелом харчування людей і сировини для промисловості, одночасно являє собою могутній фактор впливу людини на навколишнє середовище. Воно особливо посилилося з зростанням населення планети, підвищенням енергоозброєності, вдосконаленням агротехнічних прийомів і селекції.

Розвиток сільського господарства породила такі негативні явища, як деградація грунтів, забруднення середовища, погіршення якості виробленої продукції, появу ряду нових хвороб рослин, тварин і людей.

Виникла необхідність екологізації сільського господарства.

Для досягнення екологічної стійкості і збереження природно-ресурсного потенціалу потрібно не тільки здійснити екологізацію виробничої діяльності людини, але і забезпечити охорону природних життєзабезпечуючих систем. Для цього необхідна система заходів щодо запобігання їх забруднення, підтримці цілісності та відновлення. Вирішення цього завдання - не що інше, як повернення боргів природі та введення соціально-економічного розвитку в екологічно безпечне русло, певне можливостями природно-ресурсного потенціалу регіонів, ємністю ландшафтів, тобто здатністю їх прийняти і трансформувати певну кількість речовини та енергії при стійкому функціонуванні.

1 Характеристика абіотичних факторів

Географічне положення на півдні Іркутської області і складний рельєф визначають кліматичні особливості району. Найбільш вивченою в метеорологічному відношенні є північна частина території.

Середньорічна температура повітря в північній, найбільш освоєної сільським господарством частині району, дорівнює 1,2 - 1,4 °, температура січня -21,5 -23,4 °, а липня 18,2 - 18,6 °. Сума позитивних середньодобових температур повітря більше 10 ° досить висока і становить 1750 °. Тривалість безморозного періоду 112 днів.

За даними спостережень метеостанції Дабади, середня температур липня в горах знижується до 15,1 °, середньорічна температура повітря відповідно зменшується до -3,9 °.

Річна сума опадів становить 380-440 мм з максимумом у липні і мінімумом в березні. У Предсаянье кількість опадів різко зростає, досягаючи в Роздолля 525, Тальянах-609, а на вододілах до 700 мм.

Висота снігового покриву по території нерівномірна - від 20-40 см в рівниною частині до 60-80 см у горах. Багаторічна мерзлота зустрічається лише в Предсаянье. Умови зволоження території в цілому сприятливі для землеробства. Коефіцієнт зволоження за літній період складає в середньому 0,60. Дефіцит грунтової вологи відзначається лише в окремі роки в травні - червні і може бути заповнений сніговими та водних меліорацій, з зрошувальними нормами 500-1000 м ³ / га. Додаткового зволоження потребує виробництво овочевих та кормових культур.

Аналіз клімату дозволяє зробити висновок про сприятливі умови зволоження і теплообеспеченности рівнинній частині території.

Річки Усольского району відносяться до басейну р.. Ангара, яка в північній частині території знаходиться в підпорі від греблі Братської ГЕС найбільшими ріками є власне Ангара, Біла з припливом Хайта, Китой з притоками Ода, Тойсук, Черемшанка, Целота, Картагон. Густота річкової мережі змінюється від 0,3-0,4 км / км ² на півночі району, до 0,5-0,7 км / км ² - на півдні. Значні за площею болотні масиви, як зазначалося вище, розташовуються в лівобережжі Кіто, особливо по долинах рр.. Картогона і Целота. Озера невеликі, переважно заплавний.

Величини стоку змінюються по території від 156 до 457 мм і в сильній мері залежать від висоти басейну. Нерівномірний розподіл стоку відзначається також і по сезонах. Так, протягом весняно - літнього періоду по р.. Китой проходить 83 - 84% річного стоку, а в зимову межень - всього близько 7%. Найбільша водність на цій річці спостерігається в липні - серпні в період випадання літніх дощів, весняна повінь відсутній. Для річок, що формують свій стік у рівнинній частині території, максимальні витрати та рівні води можуть бути приурочені як до весняного водопілля, так і до паводків. Взимку багато малі річки перемерзають і формують полою.

Усольский район загалом багатий водними ресурсами, які широко використовуються в якості джерел промислового і побутового водопостачання. Великими водопотребителями є підприємства хімічної промисловості м. Усолья - Сибірського. По р.. Китой проводиться лісосплав. На Ангарі (Братському водосховище) широко розвинене судноплавство. Основними забруднювачами поверхневих вод служать промислові та побутові стоки р. Усолье - Сибірського, що скидаються в Ангару. Слід зазначити, що самоочищення річки нижче Усолья - Сибірського різко знижена, тому що вона знаходиться в підпорі, є верхньою ділянкою Братського водосховища. Збереження чистоти водних ресурсів у цих умовах можливо лише шляхом якнайшвидшого впровадження очисних споруд, припинення лісосплаву та ін

2 едафіческіе умови району

Формування грунтового покриву відбувається в контрастних фізико-географічних умовах. На гірському півдні району, де розвинені кислі кристалічні і метаморфічні породи, поширені Гольцова-дернові, горнолесной, мерзлотно-болотні і гірничо-дернові перегнійним грунту. У передгір'ях на аллювіоделювіі вапняків і доломітів формуються дерново-карбонатні вищелочние грунту. На Іркутськ-Черемховский рівнині освіта грунтів відбувається на суглинистих та піщано-суглинистих відкладах значної потужності, переважають сірі лісові, невеликими ділянками лучно-чорноземні, чорноземи вищелочние, зустрічаються дернові та дерново-підзолисті грунти.

У долинах численних річок в південній гірській частині району формується мерзлотно-Болтнєв грунту, а в їх нижній течії на рівнині переважають мерлотно-лугові грунти.

Район має в своєму розпорядженні великими площами дерново-карбонатних грунтів, які мають високі лісорослинними властивостями: вміст гумусу в середньому 7-10%, карбонати присутні лише в іллювіальним горизонті, але у всьому профілі міститися уламки корінних порід, низька стійкість до розмивання.

Найбільш освоєні сільським господарством сірі лісові грунти і чорноземи на горизонтальних і слабопохилих поверхнях потужність гумусового горизонту сірих лісових грунтів близько 25 см вміст гумусу 4-11%, в орних грунтах потужність верхнього горизонту становить 23 см.

У вилужених чорноземах вміст гумусу від 10 до 16% при потужності верхнього горизонту від 25 до 45 см. У чорноземах вміст гумусу в шарі залишається майже постійним, а потім різко падає.

Ці грунти повсюдно в тій чи іншій мірі схильні до ерозії, змиті, чому сприяє погіршення структури, викликане тривалим аграрним використанням.

У земельному фонді сільськогосподарських підприємств району орні і пахотнопрігодних грунту високого і середнього родючості до 40% площі. Прийоми використання та догляду за цими грунтами повинні бути спрямовані на запобігання від ерозії, проведення агрокультурних заходів щодо підтримки і підвищення родючості.

Кормові угіддя займають близько 25% площі сільгосппідприємств. Під ними використовуються лугові і болотні грунти. Вони характеризуються низькими агрономічними властивостями, комплексністю заболочених і засолених грунтів, закустаренностью.

Максимальна продуктивність природної рослинності на даних грунтах перевищує 15 (до 25) ц / га сіна. Необхідні розчищення, внесення добрив, осушення, сучасне сінокосіння, нормування і регульоване стравлювання.

Резервом для сільськогосподарського освоєння є грунту під лісовими масивами (33%), зведення лісів допустимо майже на малопотужних сірих лісових, дерново-карбонатних, заплавних і болотних грунтах, тому що в ході її практично знищуються найбільш цінні для сільського господарства грунтові горизонти. Разом з тим слід враховувати, що лісові масиви можуть використовуватися для тимчасового випасу худоби. Крім того, ліси на землях сільгосппідприємств виконують кліматорегулірующее та водоохоронні функції.

3 Оцінка стану агроекосистем

3.1 Екологічна оцінка агроландшафтів

Сільськогосподарська організація територія повинна здійснюється з урахуванням її ландшафтно-типологічних і регіональних відмінностей. Одне з найважливіших завдань раціональної організації території є формування такого морфологічного вигляду агроландшафту, який відрізнявся б не тільки високою продуктивністю, але екологічним різноманітністю, естетичною привабливістю і, крім того, задовольняв би санітарно-гігієнічним вимогам.

Така організація сільськогосподарської території може бути досягнута на основі глибокого вивчення, аналізу та обліку ландшафтної неоднорідності земельного фонду, розробки конкретних землевпорядних, лісовідновлювальних, меліоративних та інших проектів, які мають передбачати оптимальне поєднання параметрів господарської навантаження в конкретному ландшафті.

Найважливішим нормативним критерієм тут є рівень допустимого одноманітності агроландшафтів: оптимальне поєднання технологічних умов території (розміри і конфігурація полів і т.д.) і біотичних складових (ділянки лісів, полів, лугів, чагарників, боліт і т.д.).

З екологічної точки зору сучасний ландшафт - це цілісна система взаємопов'язаних та взаємодіючих компонентів. Необхідно передумовою для грамотного управління процесами використання ландшафту є розробка теоретико-методичних основ вирішення конкретних практичних завдань. При цьому до питань першочергової ваги відноситься оцінка стійкості сучасного ландшафту (в тому числі і аграрного) і його оптимізації.

Відповідно до приводився раніше загальної трактуванням поняття «стійкість», по відношенню до ландшафту її можна розглядати як здатність зберігати свої структуру і функції при зовнішніх впливах.

Під оптимальним розуміють ландшафт, структури і функції якого максимально відповідають можливостям і потребам нормального збалансованого розвитку окремих його компонентів або певним цілям його використання. Відповідно до цього оптимізація ландшафту - це комплекс заходів щодо збереження чи модифікації існуючих і формування нових зв'язків між різними складовими ландшафту з метою його раціонального використання, збереження корисних властивостей (у тому числі й природних ресурсів) і попередження їх можливої ​​втрати, встановлення максимального повної відповідності природного потенціалу ландшафту соціально-економічним функціям, що задається йому людиною.

Агроландшафти є цілісними генетично однорідними просторово-часовими одиницями, незважаючи на те, що певна частина їх природного рослинного покриву заміна агроценозами.

З позиції системного підходу, що враховує особливості формування функціонування ландшафтів, представляються можливими такі передумови оптимізації агроландшафтів.

По-перше, формування і підтримання на оптимальному рівні структури і функціонування земельних угідь, які забезпечують необхідне різноманітність і стійкість агроландшафтів.

По-друге, екологічна оптимізація агроландшафтів повинна забезпечувати відновлення і збереження місцевого генетичного фонду живої природи, а також відновлення та збереження природних ценозів.

По-третє, відновлення і збереження обводненості території, яка повинна відповідати природному фонду даного ландшафтного освіти.

По-четверте, екологічна оптимізація агроландшафтів забезпечується цілеспрямованим розвитком мережі охоронюваних природних територій різних рангів і статусу (від мікрозаказніков до заповідників).

Розглядаючи питання стійкості та оптимізації ландшафтів, дуже важливо мати системою кількісних оцінок і характеристик досліджуваних процесів. У зв'язку з цим заслуговує уваги можливість оцінювати ступінь екологічної стійкості ландшафту за допомогою коефіцієнта екологічної стабілізації (КЕСЛ), інтегруючого якісні і кількісні характеристики абіотичних і біотичних елементів ландшафту.

Методика визначення коефіцієнтів екологічної стабілізації.

Згідно В. А. Баранову, перший метод за допомогою цього коефіцієнта заснований на визначенні та зіставленні площ, зайнятих різними елементами ландшафту, з урахуванням їх позитивного чи негативного впливу на навколишнє середовище:

Де, Fcm-площі, зайняті стабільними елементами ландшафту-сільськогосподарськими культурами і рослинними співтовариствами, що надають на нього позитивний вплив (ліси, зелені насадження, природні луки, заповідники, заказники та орні землі, зайняті багаторічними культурами: люцерною, конюшиною, травосмесями);

F н cm - площі, зайняті нестабільними елементами ландшафту (щорічно оброблювані ріллі, землі з нестійким трав'яним покровом, схилами, площами під забудовою та дорогами, заростаючи або замуленими водоймами, місцями видобутку корисних копалин, іншими ділянками, що піддаються антропогенному спустошення).

Оцінку ландшафту виробляють за наступною шкалою:

КЕСЛ1 характеристика ландшафту

<0,5 нестабільність добре виражена

0,51 ... 1,00 стан стабільний

1,01 ... 3,00 стан умовно стабільне

4,51 і більше стабільність добре виражена

Біотичні елементи ландшафту роблять неоднаковий вплив на його стабільність. Для оцінки ландшафту необхідно враховувати не тільки їх площі, а й внутрішні властивості, а також якісний стан (вологість і профіль біотопу, структура біомаси, геологічна будова, місце розташування та морфологія поверхні):

Де, fi-площа біотичного елементу;

Кез-коефіцієнт, що характеризує екологічне значення окремих біотичних елементів (наприклад, площа забудови-0; рілля-0, 14; виноградники-0, 29; хвойні ліси-0, 38; сади, лісові культури, лісосмуги-0, 43; городи- 0,5; луки-0, 62; хвойно-широколистяні ліси-0, 63; пасовища-0, 68; водойми і водостоки-0, 79; листяні ліси-1, 0);

Кr - коефіцієнт, геолого-морфологічної стійкості рельєфу (1,0 - стабільний, 0,7 - нестабільний, наприклад, рельєф пісків, схилів, зсувів);

Ft - площа всієї території ландшафту.

Оцінку ландшафту виробляють за наступною шкалою:

КЕСЛ2 характеристика ландшафту

<0,33 нестабільний

0,34 ... 0,50 мало стабільний

0,51 ... 0,66 середньо стабільний

Більше 0,66 стабільний

Розрахунки за КЕСЛ1 і КЕСЛ2 дають основну інформацію про ступінь екологічної стійкості досліджуваного ландшафту, необхідну для вибору відповідних заходів щодо його захисту і переформовування.

Коефіцієнт екологічної стабілізації господарство «Хайтинському», Усольський район.

Нестабільні елементи: Стабільні елементи:

F НСТ Сінокоси-418

Рілля-3662 га Пасовища-80 га

Пуди і водойми-0 га Ліс-7400 га

Присадибні ділянки, городи-258 га Болота-49 га

Дороги-29 га

Інші-174 га

4123 га 7947 га

Усього: 12070

КЕСЛ - коефіцієнт екологічної стабілізації.

Де, fi-площа біотичного елементу;

Кез-коефіцієнт, що характеризує екологічне значення окремих біотичних елементів;

Кr-коефіцієнт геолого-морфологічної стійкості рельєфу;

Ft-площа всієї території ландшафту.

КЕСЛ2 = (3662 * 0,14) + (418 * 0,62) + (80 * 0,68) + (7400-0,63) + (258 * 0) + (29 * 0) + (49 * 0 , 79) + (174 * 0): 12070 = 0,46

Висновок: в результаті розрахунків КЕСЛ1, даний агроланшафт характеризується в 1,92 - стан умовно стабільний.

КЕСЛ2-0, 46 мало стабільний.

3.2 Оцінка екологічності системи землеробства

Різноманітність форм техногенного та аграрного впливів, що збільшується масштаби та обсяги антропогенного навантаження, наявність численних негативних змін у грунтах, властивості, режим і функції яких стали відрізнятися від аналогічних показників реліктових або еталонних грунтів, послужили підставою говорити про патологію грунту. Не менш справедливим буде твердження про патологічний стан більшості сучасних агроекосистем, основні компоненти, яких схильні тій чи іншій формі антропогенного впливу і знаходяться в кінцевих зонах стійкості, що межують з втратою цієї якості. Подібний стан агроекосистеми прямо пов'язана зі стратегічними і тактичними витратами, які характерні для аграрної діяльності людини і з'являються в характері землекористування та культивування агроекосистеми.

Збиток родючості грунту і навколишньому середовищу, заподіюється незбалансованим застосуванням надлишкових доз пестицидів, добрив і меліорантів, використанням важкої техніки в районах з підвищеним зволоженням, порушеннями зональних технологій обробітку культур і меліорації грунтів, характерний для нераціонального або екстремального землеробства, в якому інтенсивність спрощено розуміється як концентрація ресурсів у розрахунку на одиницю площі без врахування ступеня та якості їх використання. У дійсності в інтенсивному землеробстві підвищення врожайності культур забезпечується завдяки ефективному використанню засобів хімізації, біологічних засобів захисту рослин, меліоративних прийомів, впровадження прогресивних технологій, які враховують зональну грунтово-екологічну специфіку, що, в кінцевому рахунку, сприяє підвищенню родючості грунтів та охорони агроланшафтов від забруднення і деградації. Проте екологічна ситуація залишається досить напруженою, що дає привід засумніватися в безпеці традиційних інтенсивних систем землеробства і усвідомити необхідність розробки альтернативних виробничих систем, з яких найбільш відома біологічна система землеробства.

На перших етапах розвитку такої системи землеробства пріоритетним напрямком було отримання високоякісної рослинницької продукції головним чином завдяки відмові від використання інсектицидів та застосування біологічних та агрономічних способів захисту рослин. В останні роки біологічну систему землеробства розглядають у ширшому плані - як складову частину концепції екологічно чистого навколишнього середовища, розширюючи тим самим коло обмежень на застосування агрохімікатів, включаючи і синтетичні добрива. Запровадження елементів біологічного землеробства, як правило, призводить до зниження економічних показників виробництва, зростання енерговитрат на одержання одиниці продукції, збільшення обсягу робіт та їх ускладнення в порівнянні з традиційною системою.

З огляду на переваги і недоліки цих двох протилежних концепцій, багатоваріантність форм антропогенного тиску на агроекосистеми та прагнення інтенсифікувати всі стадії виробництва сільськогосподарської продукції, а також беручи до уваги значне погіршення якості навколишнього середовища, слід визнати нагальною розробку нової адаптивної системи землеробства, ефективність якої відповідала б більш широкому спектру критеріїв.

Отже, сучасне управління стійкістю агроекосистеми та використання для цього практичних засобів повинні передбачати досягнення розумного компромісу між кількістю продукції, її якістю, масштабами витрачаються природних і технічних ресурсів та порушеннями в навколишньому середовищі. Ці параметри у своїй сукупності і характеризують новий тип сучасного землеробства - адаптивний, під яким розуміють екологічну диференціацію агротехнологій, спрямовану на досягнення високого ступеня відповідності аграрних форм діяльності природним механізмам саморегуляції екосистем шляхом оптимізації або компенсації зовнішніх і внутрішніх факторів і властивостей, що лімітують розвиток продуцентів агроекосистеми.

На відміну від альтернативного землеробства, яке передбачає пріоритет будь-якого одного критерію, адаптивно-компромісне спрямоване на досягнення раціональної збалансованості критеріїв і являє собою проміжну форму між біологічним і традиційними типами землеробства.

Розрахунок екологічної системи землеробства.

В якості критеріїв оцінки впливу сільськогосподарської діяльності на агроекосистеми запропоновано використовувати показник екологічності землеробства (Кез), для розрахунку якого служать наступні характеристики: урожай культури (У) і їх кількість (n), коефіцієнт гуміфікації рослинних залишків (До r), маса внесених органічних добрив (Мо) та коефіцієнт їх гуміфікації (Ко), маса мінералізації гумусу і кількість пожнивних залишків (ММН), маса втрат гумусових речовин за рахунок ерозії (Мев), маса витрати гумусу на формування врожаю (Мгу), коефіцієнти, що виражають повторюваність культури за ротацію сівозміни (Кр) і частку даної культури в сівозміні (Кд).

Розрахунок стійкості агроекосистем при різних системах землеробства (ланках сівозміни).

Ланка: пар-ячмінь з внесенням органічних добрив):

Те ж саме без внесення органічних добрив:

Висновок: в результаті ерозії і насиченості сівозмін відбувається активний витрата гумусу, а значення Кез в першій ланці - 0,58 свідчить про помірної екологічності використовуваних систем землеробства.

3.3 Стійкість грунтового блоку

Руйнування і створення органічної речовини становлять сутність грунтоутворення. З цього загальновідомого положення випливає принципово важливий наслідок - співвідношення між процесами мінералізації і гуміфікації обумовлює екологічну рівновагу в грунті. Збалансованість названих процесів відображає суть екологічної стійкості грунтового блоку, а отже, і агроекосистеми в цілому. Визначення кількісних параметрів, відповідних стану екологічної рівноваги в грунті, розкриття його природи та розробка на цій основі методів цілеспрямованого відтворення грунтової родючості - важлива науково-практична завдання, що вимагає комплексних рішень, в тому числі з урахуванням і агроекологічних аспектів проблеми.

Досить значимим кількісним показником інтенсивності процесів мінералізації органічної речовини грунту може служити відчуження (винос) азоту з урожаєм сільськогосподарських культур. Процеси гумусообразованія, навпаки, пов'язані безпосередньо з накопиченням азоту в грунті, тому величину акумуляції його в прирості запасів гумусу можна прийняти за об'єктивний показник гуміфікації. Виходячи з даних передумов, оцінку збалансованості процесів гуміфікації та мінералізації в грунтовому блоці агроекосистеми реально проводити, грунтуючись на визначенні агроекологічного параметра - коефіцієнта біологічної утилізації азоту добрив (До N ут). Названий показник підраховують як суми коефіцієнтів засвоєння оброблюваних рослин елемента з добрива (До N усв) та акумуляції його в прирості гумусу за ротацію сівозміни по відношенню до кількості, що визначається перед закладкою досвіду (КN ак). Відношення коефіцієнта засвоєння азоту добрив до коефіцієнта його акумуляції (До N усв / К N ак) відображає ступінь збалансованості в грунті процесів мінералізації і гуміфікації, а значить, і спрямованість процесу грунтоутворення за ротацію сівозміни. Очевидно, що це ставлення поряд з іншими показниками може служити об'єктивним екологічним критерієм оцінки стійкості високопродуктивної агроекосистеми. Ступінь стійкості грунтового блоку агроекосистеми визначають за формулою:

Еуст = К N усв / К N ак

Де Еуст - інтегральний показник екологічної стійкості грунтового блоку агроекосистеми;

До N усв - коефіцієнт засвоєння азоту культурами за ротацію сівозміни,%;

До N ак - коефіцієнт акумуляції азоту в прирості гумусу за ротацію сівозміни,%.

Величина біологічної утилізації азоту безпосередньо пов'язана з особливостями їх впливу на ефективне та потенційну родючість грунту, а також на врожайність і винос азоту оброблюваний на полях сівозміни культурами. Багаторічними польовими дослідами встановлено, що більше азоту добрив утилізують рослини за ротацію, тим менше його акумулюється в ноогумусе і тим вище частка коефіцієнта засвоєння (К N усв) в коефіцієнті біоутілізаціі (До N ут). Це особливо наочно простежується, наприклад, при закладенні в грунт зеленого добрива, багатого легко мінералізуюча речовинами (білки, вуглеводи і т.д.). зворотна залежність спостерігається при запашке в грунт інертного органічної речовини - соломи, азот до торою в гумусних речовинах мінералізуєтся повільно. Тому в коефіцієнті біоутілізаціі азоту соломи основна частка припадає на коефіцієнт його акумуляції в прирості гумусу за ротацію сівозміни.

Коефіцієнт біологічної утилізації азоту добрив повністю визначається його виносом з урожаєм оброблюваних в сівозміні культур. Систематичне внесення тільки технічного азоту веде до прискорення антиекологічне процесу дегуміфікація грунту. Застосування органічних азотних добрив на відміну від мінеральних поряд з поліпшенням азотного живлення культурних рослин сприяє активізації в грунті процесів гуміфікації, що знаходить відображення у структурі коефіцієнта біоутілізаціі.

Як інтегральний кількісний показник, що характеризує вплив внесених добрив на процеси мінералізації та гуміфікації. До N ут відображає зміну як ефективного. Так і потенційної родючості грунту. Чим вище біоутілізація на тлі оптимального поєднання процесів гуміфікації та міне6ралізаціі, тим раціональніше застосування азотовмісних добрив і менше хімічне навантаження на навколишнє середовище.

Однак для об'єктивної агроекологічної оцінки ефективності застосування азотовмісних добрив важливо знати не тільки чисельне значення Кут, але і співвідношення між К N усв і К N ак, що особливо істотно для встановлення змін стійкості грунту. Ставлення Кусв: До ак в значній мірі відображає природу взаємозв'язку між процесами мінералізації і гуміфікації. Оптимізація цих діаметрально протилежних процесів - актуальна проблема формування екологічних систем землеробства, успішне рішення яке дозволяє контролювати і цілеспрямовано впливати на екологічну рівновагу в грунтовому балансі агроекосистеми. Саме збалансованість процесів мінералізації і гуміфікації обумовлюється, з одного боку, рівень продуктивності вирощуваних культур, а з іншого - масштаби відтворення контроль за цим постійно протікають у грунті процесами досить значущий в екологічному відношенні.

Більш низька чисельне значення відносин До N усв: До N ак характерно для інертного органічної речовини, зокрема соломи, азот який слабо засвоюється культурами і здебільшого закріплюється в гумусі. Протилежна картина спостерігається при закладенні в грунт мінеральних добрив і сидеритов, які впливають, насамперед, на процеси мінералізації.

Варіювання чисельного значення розглянутого відносини в межах 0,5 ... 15 цілком прийнятно. Зниження його до значення <0,5 відповідній зменшення продукує здатності рослин. Підвищення ж його до значень> 15 недоцільно з екологічних причин, оскільки в цьому випадку використовуваний показник відображає значне зниження відтворення гумусу, що в кінцевому підсумку неминуче веде до опустелювання агроекосистем.

Таким чином, показник біологічної утилізації азоту добрив може служити важливим критерієм агроекологічним стійкості грунтового блоку, що дозволяє судити і про стійкість всієї агроекосистеми. Критерії Еуст дає можливість кількісно оцінити ступінь збалансованості в грунті діаметрально протилежних процесів - мінералізації і гуміфікації, що виключно важливо для моделювання процесів оптимізації ефективного і потенційної родючості. Визначення оптимальних значень коефіцієнтів біоутілізаціі (До N ут) і стійкості (Еуст) внесеного азоту добрив за ротацію в сівозмінах повинно входити в програму агроекологічного моніторингу в тривалих стаціонарних дослідах - полігонах, закладених в різних грунтово-кліматичних зонах. Слід зазначити, що ставлення До N усв: До N ак за ротацію сівозміни можна використовувати в якості критерію впливу на екологічну стійкість грунту та агроекосистеми не тільки добрив, а й різних агротехнічних прийомів.

Методика визначення екологічної стійкості грунтового блоку.

Еуст = К N усв / К N ак

Де: До N усв - коефіцієнт засвоєння рослинами із добрива;

Еуст - ступінь стійкості грунтів блоку АЕС;

До N ак - коефіцієнт акумуляції азоту в прирості гумусу.

Розраховуємо показники економічної стійкості грунтового блоку:

Ланка сівозміни: пар - ячмінь

1.Загальні витрата азоту на створення 27 ц зерна з гектара - 27 * 3,6 = 97,2 кг.

2. Загальний витрата гумусу - (97,2 * 100): 5 = +1944 кг / га = 1,9 т / га

3. Вміст азоту в соломистая залишках - 3500 кг / га біологічна маса соломи, 0,5% - вміст азоту в соломі;

(3500 * 0,5): 100 = 17,5 кг / га

Таким чином, в ланці пар - ячмінь створюється негативний баланс азоту - 97,2-17,5 = -79,7 кг / га.

У цілому кліматичні умови і грунтові умови Усольского району сприятливі для обробітку сільськогосподарських культур.

Оцінюючи в цілому агрокліматичні умови району, незважаючи на стабільну і високу для району продуктивність сінокосів рішення проблеми кормовиробництва вимагає подальшого проведення водних меліорацій і 22% культурних пасовищ: під останні використовувалася і 1 / 3 зрошуваної ріллі. Площа осушених земель досить велика - понад 5 тис. га, або 32% обласного фонду. Це сінокоси з корінним поліпшенням.

Результати підрахунків екологічної системи землеробства показали, що дана агроекосистема характеризується умовно стабільним (КЕСЛ1 = 1,92) і мало стабільним (КЕСЛ2 = 0,46).

Результати підрахунків екологічної системи землеробства показали, що дана агроекосистема в результаті ерозії і насиченості сівозмін технічними культурами відбувається активний витрата гумусу, а значення Кез в першій ланці (пар-ячмінь) - 0,58 свідчить про помірної екологічності використовуваних систем землеробства. Баланс гумусу негативний (79,2). Визначення основних показників і функціонування систем дає можливість досліджувати відбуваються в них внутрішні процеси формування первинної продукції.

4 Перспективна система заходів щодо створення високопродуктивних агорекосістем

4.1 Заходи щодо підвищення стабілізації агроландшафтів

Конструктірованіе агроекосистем в чистому вигляді з дотриманням всіх заданих параметрів і прийомів здійсненне лише при сільськогосподарському освоєнні нових територій, що при сучасних масштабах залучення земель в аграрне виробництво не має істотного практичного значення. Прикладом можуть служити розорювання земель, окультурення осушуваних боліт та інших грунтів. У використовуваних ж грунтах реалізація програми конструктірованіе агроекосистем увазі часткову і конкурентну реконструкцію для сформованих природно-господарських одиниць. Запобігання негативних процесів, таких як ерозія, дефляція, дегуміфікація, підкислення, засолення, перезволоження, забруднення сприяє підвищенню стійкості та продуктивності агроекосистеми.

На першому етапі підвищення стійкості реконструюється агроекосистеми здійснюють глобальний, регіональний і локальний грунтовий моніторинг, що включає системний контроль за фізичної і біологічної деградацією грунту, її забрудненням та поживним режимом, починаючи від джерел впливу і реакцією окремих її компонентів, а також за загальним станом навколишнього середовища. На другому етапі здійснюють рекультивацію порушуваних засолених і забруднених грунтів, перетворення рельєфу та інші заходи. Одночасно видозмінюють структуру сівозмін, системи удобрення та захисту культур від шкідників і хвороб, використовують більш дрібні агротехнічні операції.

Обмеження ерозійних процесів в реконструктивних агроекосистемах, з достатньою ефективністю можна здійснити лише на ландшафтно-біосферному рівні, шляхом створення ерозійно-стійких ландшафтів на основі комплексного врахування показників гідрологічного режиму грунтів, морфології, генезису, ерозійного рельєфу, просторово-часової мінливості протиерозійної стійкості грунтів, включення антропогенного чинника у розвиток ландшафтів на різних стадіях їх господарського освоєння. Основними гідротехнічними, агротехнічними, технологічними заходами щодо створення ерозійно-стійких ландшафтів є регулювання поверхневого стоку, планування поверхні, посів багаторічних трав і проміжних культур, створення контурних буферних смуг, збереження на поверхні грунту рослинних залишків та оптимізація протіводефляціонной здатності рослин.

Так як у запропонованому за завданням господарстві агроландшафт є мало стабільним, тому необхідно провести заходи щодо стабілізації агроекосистем:

1. Посадку багаторічних трав.

2. Посадку лісів.

3. Переклад нестабільних агроекосистем в стабільні.

Тому для підвищення стабілізації агроландшафтів в господарстві виробляємо трансформацію земель.

Були проведені наступні перетворення: з ріллі в сінокоси 500 га (з них парів 100, з кормових 200, із зернових 300). Також у сіножаті були переведені болота (осушення) 49 га та інші 74 га. У пасовища були переведені інші землі 100 га, в багаторічні трави з кормових 250 га та однорічні трави 100 га.

Трансформація земельних угідь

Нестабільні елементи: Стабільні елементи:

Рілля 3162 га Сінокоси 1041 га

Присадибні ділянки 258 га Пасовища 180 га

Дороги 29 га Ліс 7400 га

Інші 0 га. Болота 0 га.

3449 га 8621 га

Усього: 12070

КЕСЛ - коефіцієнт екологічної стабілізації.

Де, fi-площа біотичного елементу;

Кез-коефіцієнт, що характеризує екологічне значення окремих біотичних елементів;

Кr-коефіцієнт геолого-морфологічної стійкості рельєфу;

Ft-площа всієї території ландшафту.

КЕСЛ2 = (3162 * 0,14) + (1041 * 0,62) + (180 * 0,68) + (7400 * 0,63) + (258 * 0) + (29 * 0) + (0 * 0 , 79) + (0 * 0): 12070 = 0,49.

За результатами підрахунків КЕСЛ1 = 2,5 дана агросистема стан умовно стабільне, КЕСЛ2 = 0,49. Значить заходи з переведення ріллі в стабільні агроландшафти привели до позитивного результату.

4.2 Заходи щодо підвищення екологічності систем землеробства

При екологічній системі землеробства допускається суворо обмежене використання пестицидів, частіше у вигляді санітарних (локальних) заходів на вогнищах розмноження шкідників і хвороб. З великою обережністю ставляться також до застосування мінеральних добрив, обмежуючи їх дози, особливо легкорозчинних форм і в рідкому вигляді.

За будь-яких альтернативних систем землеробства важливо внесення в грунт глинистого матеріалу, збагаченого високодисперсними мінеральними (монтморилоніт). Це пояснюється тим, що у грунтах, що не містять монтморилоніту, органічної речовини та продукти його розкладання перебувають у стані механічної домішки і тому легко виносяться. Інтенсивність руйнування перевищує нагромадження органічної речовини. При наявності монтморилоніту зв'язок органічної та неорганічної складових грунту стає більш тісної і міцною, оскільки органічні молекули разом з водою входять до складу ППК.

У інтенсивному землеробстві підвищення врожайності культур забезпечується завдяки ефективному використанню засобів хімізації, біологічних засобів захисту рослин, меліоративних прийомів, впровадження прогресивних технологій, які враховують зональну грунтово-екологічну специфіку, що в кінцевому рахунку сприяє підвищенню родючості грунтів та охорони агроландшафтів від забруднення і деградації.

Зараз прийшли до нового типу сучасного землеробства - адаптивний, під яким розуміють екологічну диференціацію агротехнології, який спрямовується на досягнення високого ступеня відповідності аграрних форм діяльності природним механізмом саморегуляції екосистем шляхом оптимізації або компенсації зовнішніх і внутрішніх факторів і властивостей, що лімітують розвиток продуцентів агроекосистем.

Розраховуємо екологічності системи землеробства в ланці сівозміни:

люцерна-пшениця:

За рахунок введення в сівозміну багаторічної культури підвищилася екологічності системи землеробства Кез = 1,35.

4.3 Заходи щодо підвищення екологічної стійкості грунтового блоку

Грунтовий блок буде стійким при позитивному балансі гумусу. Органічному речовині грунту відводиться центральне місце у вирішенні проблеми підвищення продуктивності агрофітоценозів. Загальновизнана роль органічної речовини у формуванні грунтового родючості, постачання енергетичним матеріалом мікробіоти, зниження токсичних наслідків хімічного забруднення грунтів, підвищення стійкості землеробства при несприятливих погодних умовах.

Всі органічні сполуки грунту діляться на групи: консервативних стійких речовин і на групу лабільних сполук.

Основні джерела надходження органічних речовин у грунт: гній, торф, сидерати, солома, пожнивні залишки. Висока значенні потрібно приділити надходженню біологічного азоту в грунт за рахунок бобових культур. Так як застосування мінеральних добрив негативно впливає на навколишнє середовище, на ті чи інші компоненти агроценозів забруднення грунтів, поверхневих та грунтових вод, посилення евтрофування водойм, ущільнення грунту і т.д. процеси гумусообразованія пов'язані з накопиченням азоту в грунті.

Розрахуємо показник екологічної стійкості грунтового блоку для ланки сівозміни: Галега - ячмінь

1.Пріход органічної речовини з кореневими та пожнивними залишками 183,4 т / га.

2. Прихід в ланці складе 33,6 кг / га

3. Вміст азоту в рослинних залишках ГАЛЕГА становить 4,5%.

4. Таким чином, в ланці Галега - ячмінь створюється позитивний баланс азоту (33,6 +17,5) -97,2 = 46,1 кг / га

Висновки:

Розроблені системи заходів щодо створення високопродуктивних АЕС привели до позитивних результатів:

1. Коефіцієнт екологічної стабілізації агроландшафту тобто КЕСЛ1 = 2,5 стан стабільний. КЕСЛ2 = 0,49 стан мало стабільний.

2. Підвищення екологічності системи землеробства за рахунок введення в сівозміну багаторічних трав (люцерна). Екологічність системи землеробства склала 1,35-досить екологічна система землеробства.

3. Підвищилася стійкість грунтового блоку, так само рахунок введення в сівозміну ГАЛЕГА, завдяки чому склався позитивний баланс гумусу - 46,1 кг / га.

Висновок

Незважаючи на відносно високу природну родючість грунтів, необхідні заходи для його підтримки і підвищення. Особливо це важливо для зрошуваних територій і грунтів, порушених ерозійними процесами. Еродовані і ерозійно-небезпечні землі становлять 37% до площі всіх сільгоспугідь, у тому числі - понад 54% - рілля. Недолік річного зволоження визначає переважну роль дефляції в порівнянні з водною ерозією; вона охоплює у 8 разів більшу площу, ніж площинний змив.

Поряд з впровадженням протиерозійної системи обробки землі, створенням полезахисних смуг необхідно внесення підвищених норм добрив на еродовані і зрошувані грунти. При цьому важливо дотримуватися ряду санітарно-гігієнічних вимог, які будуть знижувати небезпеку забруднення грунтів, поверхневих вод, атмосферного повітря. Добрива, отрутохімікати, відходи таких великих сільськогосподарських комплексів як птахофабрика, свінокомбінат, ферму великої рогатої худоби, теплично-парникове господарство, комбікормової завод, є джерелами біогенних речовин антропогенного походження із сільгоспугідь дають максимальне для області значення.

Переклад промислових підприємств на екологічно безпечне виробництво, раціональне ведення сільського та лісового господарства, облаштування водоохорони і комплексних захисних зон, кедрівників, мисливсько-промислових угідь, в кінцевому підсумку - проектування і створення культурних ландшафтів - все це повинно з'явитися стратегією довгострокового природокористування.

Список використаних джерел

1. Банніков А. Г. Основи екології та охорона середовища. /-4-ое вид., Перераб. І доп. - М.: Колос, 1999. - 304 с.

2. Кірюшин В. І. Екологічні основи землеробства. - М.: Колос, 1996. - 367 с.

3. Уразаєв Н. А. Сільськогосподарська екологія. -М.: Колос, 2000. -304 С.

4. Черніков В. А. Агроекологія. - М.: Колос, 2000. - 536 с.

5. Хуснідінов Ш. К., Кудрявцева Т. Г., Мартемьянова А. А. Методичні вказівки з проведення лабораторно-практичних занять з курсу «Сільськогосподарська екологія» .- Іркутськ, 2008. -55с