Концепция адаптивно-ландшафтного земледелия

В последние десятилетия все чаще обсуждается концепция адаптивно-ландшафтного земледелия (АЛЗ), заключающаяся в экологизации земледелия и адаптивной его интенсификации; при этом предполагается углубленная дифференциация и биологизация технологий возделывания растений, в соответствии с природными и социально-экономическими условиями (Каштанов, Лисицкий, Швебс, 1993; Кирюшин, 1993, 1997).

Под ландшафтным земледелием понимается форма сельскохозяйственной деятельности, при которой максимально используется ресурсный потенциал земель в расчете на экологическую безопасность и постоянное возобновление плодородия почв (Экологический энциклопедический словарь, 2000).

Методологической основой разработки АЛЗ служит системный подход в сопоставлении требований растений и их адаптивных возможностей с фактическим состоянием агроландшафта и перспектив регулирования его свойств.

Научной базой разработки является учение о сельскохозяйственной типологии земель, плодородии почв, структуре почвенного покрова (СПП), ландшафтные закономерности (Кирюшин, 1997).

Первостепенной задачей, которую необходимо решить для последующей разработки АЛЗ, выступает составление ландшафтной карты, отражающей пространственную дифференциацию агроэкологических условий в пределах интересующей территории.

В зависимости от целей в пределах одной и той же территории можно выделить разные ландшафтные структуры (Каштанов и др. 1994): генетико-морфологические (подразделение на морфологические единицы – фации, подурочища, урочища, местности, ландшафты); позиционно-динамические (поясно-ярусные); парагенетические (связность по линии тока воды); бассейново-ландшафтные (общность по гидрофункционированию). Для целей обоснования АЛЗ наиболее информативным типом ландшафтной структуры представляется генетико-морфологический. При проведении агроэкологических исследований, а также при составлении схем внутрихозяйственного землеустройства предпочтение отдается позиционно-динамическому типу. Разработка противоэрозионных мероприятий требует выявления, наряду с позиционно-динамической и парагенетической, ландшафтной структуры. Вместе с тем, учитывать и в максимальной степени реализовать почвенно-климатический потенциал территориально-экологических единиц можно лишь по результатам комплексных биогеоэкологических исследований.

В реальной действительности основой для ландшафтной структуризации служат почвенные карты, материалы почвенных изысканий, которые обычно имеются в хозяйствах или у землеустроителей. Почвенная карта высокой информативности (масштаб 1:10000 и крупнее) отражает распределение элементарных почвенных ареалов (ЭПА) с обязательным обозначением литологии пород и характера антропогенной (хозяйственной) трансформации - орошаемые, плантажированные и другие преобразованные земли.

Карта экологии СПП – это детальная топографическая карта той же территории с наличием горизонталей и гипсометрии.

Карта свойств, лимитирующих плодородие, показывает степень проявления негативных процессов (эрозии, дефляции, засоленности, скелетности и т. п.).

Карта качественной оценки земель отражает контуры почв различного уровня потенциального плодородия. К карте прилагаются шкалы бонитета земель применительно к конкретным сельскохозяйственным культурам. В процессе бонитировки земель учитываются не только устойчивые свойства почв, коррелятивные продуктивности растений, но и лимитирующие факторы, присущие оцениваемым разновидностям. Так, при оценке скелетных почв важное значение имеет определение «полезного» объема почвы, т. е. бесскелетного материала, а также учёт глубины залегания плотной породы. В горных условиях большую роль играют такие характеристики рельефа, как экспозиция и крутизна склона, которые также учитываются с помощью поправочных коэффициентов.

Особого подхода требует бонитировка орошаемых земель, так как при орошении происходит изменение зональных закономерностей плодородия, свойственных неорошаемым почвам.

Под оптимальным уровнем плодородия почвы понимают такое ее состояние, которое обеспечивает максимальное использование биоклиматического потенциала (БКП) растений (Ванин, 1987). Величина БКП изменяется в сортовом аспекте, что требует корректировки агротехнических и мелиоративных приемов. Использование так называемых проблемных почв, параметры которых далеки от оптимальных и труднорегулируемы, экономически не оправдано, а потому нецелесообразно. По результатам бонитировки земель и с учетом БКП во многом определяется специализация хозяйства на конкретной территории. Основой размещения сельскохозяйственных культур должна служить агроэкологическая оценка почв.

Названные выше картографические материалы, а также характеристика агроэкологических условий и результаты оценки позволяют приступить к выполнению типологии земель. Тип земель, по Л.Г. Раменскому (1938), представляет тип среды, определяющей естественную растительность и пути ее хозяйственного использования. В отношении культурных растений агроэкологический тип земель рассматривается как территория, однородная по условиям возделывания и требованиям близких между собой культур. Важным критерием типологии (группировки) выступает сходство лимитирующих факторов и близость их количественных значений для группы почв одного типа земель. Операционной единицей группировки служит элементарный ареал агроландшафта (ЭАА, по Кирюшину, 1993). Границы ЭАА и ЭПА обычно совпадают. Размеры ЭАА могут быть различными. Кроме того, его почвенный покров может отличаться контрастной комплексностью, например чернозем с солонцами. Характер ЭАА определяет специфику мелиоративных и агротехнических приемов.

В.И. Кирюшин (1997) предложил агроэкологическую классификацию земель, которая базируется на «жестком ландшафтном каркасе». ЭАА объединяются этим автором в таксономические единицы, ранжированные по принципу усложнения факторов, ограничивающих возделывание культур, и, соответственно, по способу преодоления негативных свойств среды. Таким образом, достигается интеграция адаптивного потенциала растений, природно-ресурсного и производственно-ресурсного потенциала товаропроизводителей. Агроэкологическая классификация земель включает следующую иерархию таксономических единиц в порядке возрастания детализации свойств: агроэкологическая группа (тип земель), класс, разряд, род, вид (ЭАА). Допускаются дополнительные подразделения (подроды, подвиды). Агроэкологические группы выделяются по ведущим факторам, определяющим направление сельскохозяйственного использования (влагообеспеченность, засоление, литогенность и др.). При различной степени проявления лимитирующих свойств, требующей изменения в технологиях, выделяются подгруппы. Классы выделяют по литологическим условиям, разряды – по абсолютным высотам, роды – по крутизне склонов, подроды – по экспозиции, виды (ЭАА) – по категориям микрокомбинаций (контрастность). Далее предлагается их ранжировать по трудоемкости и затратности использования. Итоговым документом для размещения сельскохозяйственных культур должна быть карта контурной сети ЭАА с приложением пакета технологий, разработанных на основе справочной литературы по требованиям растений к условиям произрастания.

Разработка адаптивных технологий заключается в обосновании преодоления тех свойств агроландшафта, которые снижают урожайность полей и ухудшают качество продукции. По мере возрастания уровня интенсификации производства увеличивается количество факторов, требующих оптимизации, что вызывает необходимость последовательного пересмотра технологий. Регулирование свойств агроландшафта реализуется путем сложной интеграции севооборотов, обработки почв, удобрений, различных элементов агротехники с учетом их системного взаимодействия, которое выявляется в процессе многофакторных опытов. Различным уровням интенсификации возделывания конкретной культуры соответствуют разные наборы севооборотов, в которых она может возделываться. На этом этапе разработки и функционирования АЛЗ ведущую роль, безусловно, должна играть агрономия, тогда как картографирование, типология и оценка земель, выявление и контроль лимитирующих факторов, обоснование мелиорации выполняется агропочвенной службой с участием ландшафтоведов.

Итак, практическая разработка адаптивно-ландшафтных систем земледелия состоит в оценке тех или иных вариантов использования земель, в выявлении потенциально вероятных ограничений для конкретного их вида, а также в анализе возможных экологических последствий.

В Крыму имеется определенная научная обеспеченность разработки АЛЗ. Ведущие научно-исследовательские учреждения – Никитский ботанический сад, институт винограда и вина «Магарач», институт эфиромасличных и лекарственных растений, многочисленные опытные станции и некоторые лаборатории располагают результатами многолетних биоэкологических исследований, научный потенциал которых еще не полностью реализован.

Для всей площади сельскохозяйственных угодий, составляющей около 69% территории полуострова, накоплены материалы почвенных изысканий (детальные почвенные карты, картограммы неблагоприятных свойств почв, сопутствующие им характеристики). Произведено агропочвенное районирование и бонитировка земель, используемых в сельском хозяйстве. Выполнена оценка пригодности почв под плодовые и виноград, а также районирование хлорозоопасности почв для привитого винограда; выявлены вторичные деградационные почвенные процессы и дана характеристика групп ландшафтных местностей.

На основе всех этих материалов представляется возможным разработать типологию земель, необходимую для обоснования АЛЗ. Вместе с тем обнаруживаются недостающие звенья в информационном блоке материалов: мало данных по микро- и мезоклиматологии земель; требуется корректировка материалов почвенных исследований, проведенных иногда более 30 лет назад; существует определенный дефицит тематических карт, особенно топографических с гипсометрией; назрела потребность в разработке региональных моделей плодородия.

В Крыму имеются разработки по специализации сельского хозяйства. По мнению Е.В. Николаева (1995), сельское хозяйство Крыма должно быть четко сориентировано на более полное использование биоклиматического потенциала территории. В дальнейшем здесь следует приоритетно развивать такие специфические южные отрасли, как виноградарство, эфиромасличное производство, садоводство, табаководство, овощеводство. Масштабы этих отраслей должны не только удовлетворять потребности в их продукции жителей и отдыхающих Крыма, но и в определенном количестве экспортироваться за его пределы. Развитие же отраслей, деятельность которых отрицательно сказывается на природе полуострова – овцеводство, промышленное свиноводство, возможно, и рисосеяние, требует более жесткой регламентации на научной основе.

Возрождение виноградарства, эфиромасличной отрасли и табаководства, находящихся в настоящее время в не лучшем состоянии, нуждается в существенном пересмотре размещения их плантаций.

Так, не вызывает сомнений, что виноградарство должно быть сосредоточено в зоне не укрывной культуры (Южнобережье и юго-западная часть предгорья), где возделывание винограда менее трудоемко, а получаемая продукция более высокого качества, чем в равнинном Крыму. Предгорье – достаточно благоприятный регион и для эфиромасличных культур, которые перспективны также в Сакском, Черноморском и Первомайском районах, где есть большой резерв малопродуктивных земель (рис.18).

Важными отраслями сельского хозяйства Крыма как здравницы по праву считаются плодоводство и овощеводство, которые размещаются на наиболее плодородных почвах и нуждаются в орошении. Эти отрасли развиты в долинах рек предгорий и в равнинном Крыму.

Природные условия равнинного Крыма являются уникальными для выращивания зерна высокого качества сильных и твердых сортов озимой пшеницы. Ведущими отраслями растениеводства здесь остаются, наряду с производством зерновых культур, овощеводство, плодоводство, а также выращивание кормов для мясо-молочного животноводства.

Принимая во внимание земледельческий характер равнинной части республики (распаханность составляет преимущественно 60-80%), разработка АЛЗ должна выполняться прежде всего для этой территории.

По степени пригодности в земледелии (с учетом уровня потенциального плодородия почв) земельный фонд Крыма подразделяется нами на шесть категорий (табл. 20).

Таблица 20

Категории пригодности земель в земледелии Крыма и рекомендуемое их использование в сельском хозяйстве (по Драган, 2004)

	Категории сравнительной пригодности земель	Плодо-родие в баллах	Рекомендуемые виды землепользования	Необходимые мелиоративные мероприятия
	Земли безусловно пригодные	Более 80	Земледелие: возделывание всех районированных культур, предпочтительны зерновые, овощные, плодовые; виноград − в не укрывной зоне	Воспроизводство почвенного плодородия; агротехнические мероприятия в соответствии с требованиями с/х культур
	Земли пригодные	61-80	Земледелие: возделывание зерновых культур; овощные и плодовые – локально; виноград – в не укрывной зоне	Повышение плодородия почв; мероприятия в соответствии с требованиями с/х культур
Продолжение таблицы 20
	Земли ограниченно пригодные (удовлетворительные)	51-60	Земледелие: возделывание относительно не требовательных к почвам культур	Окультуривание, создание оптимального профиля почв; противоэрозион ные, гидротехничес кие, химические мелиорации
	Земли малопригодные	31-50	Земледелие: кормовые, зерновые, эфиромасличные культуры. Культурные пастбища	Окультуривание; противоэрозионные мероприятия; Нормированный выпас; восстановление естественных биоценозов
	Земли потенциально пригодные	21-30	Культурные пастбища; эфиромасличные; частично исключить из с/х использования (рекреация)	Культуртехнические; Нормированный выпас; восстановление естественных биоценозов
	Земли условно пригодные	Менее 20	Естественные пастбища. Целесообразно исключить из с/х использования	Почвозащитные, нормированный выпас, естественных биоценозов

Примечание: бонитет (по Драган, 2004, с. 110-116) – сравнительная качественная оценка потенциального плодородия почв.

Граничные значения потенциального плодородия (в баллах) групп почв, входящих в ту или иную категорию земель, зависит от наличия или отсутствия лимитирующих факторов и степени их проявления.Вместе с тем оптимальное плодородие почв для разных культур неодинаково (Драган, 2004, с. 119-116) и служит ориентиром для их предпочтительного размещения. Сельскохозяйственные угодья Крыма большей частью располагаются на черноземах (54,1%) и почвах каштанового типа (16,5%). Остальные типы почв существенно уступают им по площади (рис. 14).

Преимущественное размещение категорий земель по их пригодности для земледелия представлены на рис. 17.

В этой схеме первые три категории земель (безусловно, пригодные, пригодные и ограниченно пригодные) в Крыму используются в земледелии повсеместно. Их агроэкологический бонитет превышает 50 баллов. Три другие категории земель (мало- пригодные, потенциально пригодные и условно непригодные) нуждаются в различных приемах мелиорации, стоимость и трудоемкость которых возрастает от 4-й к 6 категории. Эти земли при выведении их из сферы земледелия (первая, затем вторая очередь, в обратной последовательности - от 6-й категории к 4-й) могут служить территориальным резервом для создания средообразующих геосистем и биоохранной сети.

Рис.17. Размещение категорий земель в Крыму

Почвы 6-й категории различных генетических типов, но с сильно выраженными негативными свойствами, не могут быть использованы в земледелии без предварительных коренных мелиораций. Ставится под сомнение целесообразность мелиорирования и распашки этих почв. При высокой распаханности территории очевидна необходимость восстановления естественных биоценозов, выполняющих средообразующие функции.

Принципы, изложенные в данном разделе, при использовании для разработки АЛЗ могут способствовать улучшению экологической ситуации в сельском хозяйстве Крыма. Информационный блок обеспечения АЛЗ должен быть пополнен данными по геоморфологии, микро- и мезоклиматологии земель; необходимы также региональные модели плодородия.