ОБ ОЦЕНКЕ АГРОЭКОЛОГИЧЕСКОГО ПОТЕНЦИАЛА ЭКОСИСТЕМ СТЕПИ В ЦЕЛЯХ ОПТИМИЗАЦИИ ЗЕМЛЕПОЛЬЗОВАНИЯ

THE ASSESSMENT OF AGROECOLOGICAL POTENTIAL OF STEPPE ECOSYSTEMS AIMED AT THE LAND USE OPTIMIZATION

Булгаков Д.С.¹, Рухович Д.И.¹, Козлов Д.Н.¹, Шишконакова Е.А.¹, Вильчевская Е.В.¹, Левыкин С.В.² 

Bulgakov D.S.¹, Rukhnovich D.I.¹, Kozlov D.N.¹, Shishkonakova Ye.A.¹, Vilchevskaya Ye.V.¹, Levykin S.V.² 

¹Почвенный институт имени В.В. Докучаева

(Россия, 109017, г. Москва, Пыжевский пер., д. 7)

²Федеральное государственное бюджетное учреждение науки

Институт степи Уральского отделения Российской академии наук (ИС УрО РАН)

(Россия, 460000, г. Оренбург, ул. Пионерская, 11) 

¹V.V. Dokuchaev Soil Science Institute

(Russia, 109017, Moscow, Pyzhevskiy Lane, 7)

²Institute of Steppe of the Ural Branch of the Russian Academy of Sciences (IS UB RAS)

(Russia, 460000, Orenburg, Pionerskaya St., 11)

e-mail: bulgakov.35@mail.ru

В докладе обсуждается вопрос об оценке агроэкологического потенциала ландшафта, интегрированного в комплексной оценке почвенного покрова пахотных угодий России для целей оптимизации землепользования и актуализации кадастра. В качестве критерия используется почвенно-агроклиматический индекс (ПАКИ), позволяющий оценить условия и целесообразность возделывания конкретных сельскохозяйственных культур в тех или иных агроэкосистемах степи. Приводится пример для центра лесостепи Восточно-Европейской равнины. 

The problem of the landscape agro-ecological potential assessment is discussed within the integrated assessment of Russian cropland topsoil aimed at the land use optimization and the cadastre actualization. The soil and agroclimatic index (SACI) is used as the criterion of the assessment that lets one assess conditions and expediency of cultivation a given agricultural crop within some argoecosystem of steppe. The example of the assessment for the East European plain forest-steppe center is given. 

В.В. Докучаев в своих работах «Русский чернозем» [4] и «Наши степи прежде и теперь» [5] определил тенденции в эволюции ландшафта степей и роли чернозема в этой экосистеме как основы возможного эффективного ее использования в сельском хозяйстве. Работы Нижегородской экспедиции в 80-е годы XIX века показали значимость черноземных почв как наиболее пригодных для возделывания продовольственных культур, обеспечивая их высокую продуктивность при рациональном землепользовании.

Россия обладает наиболее значительным фондом черноземных почв, составляющих основу степных агроэкосистем [14, 17]. Фонд черноземных почв Российской Федерации составляет порядка 120 млн. га или всего 7% общей площади, но в агроэкосистемах степи находится более 40% всей пашни и производится около 80% всей земледельческой продукции, что подтверждает определение чернозема -  как национального богатства России.

Учитывая это обстоятельство, сохранение черноземов и их плодородия, является, на наш взгляд, стратегической задачей в обеспечении продовольственной безопасности государства и замещении импорта сельскохозяйственных продуктов.

Возделывание сельскохозяйственных культур на конкретной территории обусловлено рядом факторов, а именно: климатическими и геоморфологическими особенностями этой территории, составом и свойствами почв, биологическими особенностями растений [4, 6]. В то же время решающим современным фактором стали  новые социально-экономические отношения с формированием рынка земли и актуализацией кадастра недвижимости.  

Для оптимизации землепользования в этих социально-экономических условиях возникла потребность в совершенствовании методики оценки почв сельскохозяйственных и, прежде всего, пахотных земель.

Такая методика была разработана в Почвенном институте имени В.В. Докучаева членом-корреспондентом ВАСХНИЛ И.И. Кармановым [7].

Оценку почв пахотных угодий для возделывания сельскохозяйственных  культур  предлагается проводить с применением почвенно-экологического индекса (ПЭИ), являющегося интегральным мультипликативным показателем. Методика рекомендована для использования при проведении мониторинга плодородия почв сельскохозяйственных земель [12] и оценке качества и классификации земель [13].

Почвенно-экологический индекс, по существу, интегрирует агроэкологический потенциал природной экосистемы, сложившейся за длительный период времени.

В связи с этим нами дано расширенное определение этого показателя: под почвенно-экологическим индексом (ПЭИ) конкретной территории (сельскохозяйственное угодье, участок, поле, севооборот, хозяйство, административная единица, крупное территориальное образование) понимается интегральный показатель, учитывающий потенциал почвенного плодородия конкретного участка земли, его местоположения по рельефу (включая экспозицию), среднемноголетние климатические данные (тепло- и влагообеспеченность, длина вегетационного периода и др.), биологический  потенциал группы зерновых культур, технологические условия территории их возделывания.

В то же время разные сельскохозяйственные культуры, находящиеся в  севообороте, имеют индивидуальные биологические требования к почвенно-климатическим условиям, то есть – имеют неодинаковый биологический потенциал. Поэтому для учета соответствия потенциалов почвенного и конкретной культуры при приоритете для онтогенеза растений параметров климата ПЭИ был модифицирован и преобразован в безразмерный почвенно-агроклиматический индекс (ПАКИ). По своему содержанию (параметрам, участвующим в его расчете) ПАКИ несколько отличается от ПЭИ.

Важность учета биологических (специфических) требований культурных растений к условиям окружающей среды подчеркивали такие ученые, как И.А. Стебут [16], Н.И. Вавилов [3], Д.Н. Прянишников [15], Т.С. Мальцев [11], А.А. Жученко [6], И.И. Карманов [7], В.И. Кирюшин [10] и другие.

Для разработки алгоритмов количественной оценки качества почв была использована реально сопоставимая среднемноголетняя урожайность зерновых культур в РСФСР за период 1971-1987 гг. Его особенностью является стабильность сельскохозяйственного производства, и как следствие – достижение наиболее высокого экономического уровня. В 90-е годы наступил период кардинальных социально-экономических изменений, быстрого сокращения посевных площадей и снижения уровня урожайности зерновых.

Для получения сопоставимой урожайности была использована методика относительного выравнивания экономических условий сельскохозяйственного производства с учетом региональных почвенно-климатических особенностей территории.

Алгоритмы взаимосвязи почвенно-агроэкологических показателей, характерных для конкретной территории, и продуктивности ряда культур позволяют определить наилучшие условия в пределах России, которые принимаются за 100 единиц (баллов).

– суммарный показатель, рассчитанный как разность между максимально возможным уплотнением почвы и усредненной величиной плотности данной почвы в метровом слое. M – гранулометрический состав почвы. Д – дополнительно учитываемые свойства почв (смытость, солонцеватость и т.д.). ?t > 10? годовая среднемноголетняя сумма температур выше 10?. t?_n – поправка на сумму температур в зависимости от крутизны и экспозиции склона и широты местности. КУ – коэффициент увлажнения. Величина КУ больше 1,1 принимается равной 1,1. Р – постоянная поправка к коэффициенту увлажнения. К_п – поправка к величине КУ на экспозицию и крутизну склонов. КК – коэффициент континентальности климата. Величина КК больше 200 принимается равной 200.

Для конкретных территорий показатели выбираются из таблиц, представленных в методике [9].

В результате анализа условий возделывания основных сельскохозяйственных культур на территории России было установлено, что для ряда основных зерновых и технических культур, а именно: озимой и яровой пшеницы, ярового ячменя, кукурузы на зерно, сахарной свеклы, подсолнечника, наилучшие условия наблюдались в  центральной части Краснодарского края, к северу от реки Кубань.

Для этой части края ПАКИ принят за величину 100 и характеризуется следующими усредненными показателями: ?t?>10?=3470; КУ=0,82; КК=162. Эти величины отмечены на территории распространения слабовыщелоченных (сверхмощных и близких к ним) черноземов.

Наилучшие условия для возделывания овса (ПАКИ соответствует величине 100) отмечены на выщелоченных черноземах Предкавказской лесостепи со следующими среднемноголетними агроклиматическими показателями: ?t?>10?=3000; КУ=1,0; КК=141.

В то же время для озимой ржи, многолетних трав, кукурузы на силос и зеленый корм величина ПАКИ, равная 100, имеет характеристики, соответствующие условиям Калининградской области: ?t?>10?=2250; КУ=1,1; КК=118, с дерново-карбонатными выщелоченными, окультуренными и дерново-бурыми подзолистыми почвами.

В качестве примера апробации ПАКИ приведена одна из агроэкосистем степи центрального региона Восточно-Европейской равнины с характеристикой ее агроэкологического потенциала (таблица). Как видно из таблицы, агроэкологический потенциал агроэкосистемы формируется по нескольким факторам, при этом центральным звеном является почвенно-агроклиматический индекс для пашни по конкретной культуре, возделываемой в севообороте. Эта агроэкосистема является частью разработанной 1-ой версии земледельческого зонирования территории России по оптимизации размещения основных продовольственных и кормовых культур, в котором выделены агроклиматические ареалы, представляющие собой, по существу, конкретные агроэкосистемы [1, 2].

Величины ПАКИ подчиняются природным закономерностям и соответственно варьируют при смене почвенных зон и подзон с севера на юг (юго-восток) на территориях с зональными почвами с характерным  гранулометрическим составом, без лимитирующих факторов, а также с запада на восток (при смене фаций) в пределах одной и той же зоны, подзоны.

Природные различия (почвенно-агроклиматические, геоморфологические и др.) отражаются и на затратах при возделывании сельскохозяйственных культур на конкретных почвах, поэтому необходимо также учитывать такой экономический показатель, как себестоимость единицы зерновой продукции, характеризующий продуктивность земель пахотных угодий агроландшафтов, включая и агроэкосистемы степи [9].

Кроме того, «вызовом» времени стали новые земельные отношения. Рынок земельных отношений априорно должен основываться на оценке качества земельных угодий, однако, в настоящее время качество земель не находит отражения в российской кадастровой документации, что характерно для стихийного рынка. Цивилизованный рынок купли-продажи земли, сформировавшийся в государствах с устойчивой рыночной экономикой, использует информацию о качественных показателях ландшафта, которые играют важную роль при принятии решения о земельной сделке. Именно поэтому ПЭИ необходимо использовать в кадастровых работах на территории России для выявления объективной величины стоимости объекта недвижимости и соответствующего справедливого налогообложения. 

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:

1. Булгаков Д.С., Карманов И.И. Районирование территории России для оптимизации размещения культур // Национальный атлас почв Российской Федерации / под ред. чл.-корр. РАН С.А. Шобы. М.: Астрель; АСТ. 2011. С. 288-289.
2. Булгаков Д.С., Карманов И.И., Рухович Д.И., Вильчевская Е.В. Агроклиматические ареалы с набором ведущих сельскохозяйственных культур: (карта) // Национальный атлас почв Российской Федерации / под ред. чл.-корр. РАН С.А. Шобы. М.: Астрель; АСТ. 2011. С. 290-292.
3. Вавилов Н.И. Новая система культурных растений. М., 1940. С. 27-44.
4. Докучаев В.В. Русский чернозем. 1883.
5. Докучаев В.В. Наши степи прежде и теперь. 1892.
6. Жученко А.А. Адаптивный потенциал культурных растений (эколого-генетические основы). Кишинев (Kishinev): Штиинца (Shtiintsa), 1988. 768 с.
7. Карманов И.И. Методика и технология почвенно-экологической оценки и бонитировки почв для сельскохозяйственных культур. М.: Изд-во РАСХН, 1990. 114 с.
8. Карманов И.И., Булгаков Д.С. Алгоритм оценки продуктивности почвенно-агроэкологических условий возделывания сельхозкультур // Плодородие. 2007. № 5. С. 37-40.
9. Карманов И.И., Булгаков Д.С. Методика почвенно-агроклиматической оценки пахотных земель для кадастра / Почв. ин-т им. В.В. Докучаева. М., 2012. 121 с.
10. Кирюшин В.И. Концепция адаптивно-ландшафтного земледелия. Пущино. 1993. 64 с.
11. Мальцев Т.С. Против шаблона в земледелии // Вопросы земледелия. М.: Колос, 1971. С. 372-376.
12. Методические указания по проведению комплексного мониторинга плодородия почв земель сельскохозяйственного назначения / под ред. Л.М. Державина, Д.С. Булгакова. М., 2003. 170 с.
13. Оглезнев А.К., Сапожников П.М., Карманов И.И., Булгаков Д.С. и др. Оценка качества и классификация земель по их пригодности для использования в сельском хозяйстве. М., 2007. 135 с.
14. Почвенный покров и земельные ресурсы Российской Федерации, 2001.
15. Прянишников Д.Н. Полевые опыты с удобрениями. Избр. соч. М., 1952. Т.1. С. 623-653.
16. Стебут И.А. Основы полевой культуры и меры по ее улучшению в России. М., 1882. С. 42-48.
17. Land Resources of Russia. CD-ROM, 2002, IIASA.

*Примечание к таблице. Полные названия по колонкам: 4-я – индексы почв с преобладанием пахотнопригодных; 9-я – водная эрозия, % на сельскохозяйственных угодьях – Ад – слабая, Бд – средняя, сильная; 10-я – дефляция, % на сельскохозяйственных угодьях – Ад – слабая, Бд – средняя, сильная; 12-я – гранулометрический состав в отношении культур.

Таблица

Агроэкологический (земледельческий) ареал № 15 Европейский южно-степной обыкновенно и южно-черноземный Основные культуры: озимая пшеница, кукуруза на зерно, подсолнечник (фрагмент)