Система адаптивно-ландшафтного земледелия на черноземах обыкновенных

шением элементов минерального питания для отдельных культур или групп культур. Институтом почвоведения и агрохимии разработан ряд новых форм таких удобрений для льна, сахарной свеклы, озимого рапса, озимых и яровых зерновых культур, пивоваренного ячменя, гречихи, овощных культур открытого грунта, многолетних трав. На эти удобрения разработаны технические условия, они запатентованы в Евразийском патентном комитете. Первые три марки удобрений производятся в промышленных объемах на Гомельском химическом заводе, производство остальных форм удобрений освоено в опытно-промышленных объемах.

Одним из важных элементов современных технологий возделывания сельскохозяйственных культур является разработанная Институтом защиты растений интегрированная система защиты растений от вредителей, болезней и сорняков, так как природно-климатические условия республики благоприятны для распространения и развития более 65 видов наиболее опасных вредителей, 100 видов болезней культурных растений и 300 видов сорных растений.

Привалов Ф.И. - E-mail: izis@tut.by

УДК 631.417

Завершенные научные разработки Центра по земледелию внедряются в производство посредством реализации элитпроизводящим хозяйствам в необходимых объемах оригинальных семян новых районированных сортов, организации производства препаратов по защите растений от вредных объектов, новых форм комплексных макро- и микроудобрений и др.

В 2012-2015 гг. производство продукции растениеводства в объемах, обеспечивающих продовольственную безопасность республики, значительное повышение экспортного потенциала будет осуществляться на основе сохранения и повышения плодородия почв, совершенствования системы адаптивной интенсификации земледелия, разработки технологий возделывания и создания высокопродуктивных сортов сельскохозяйственных культур, направленных на обеспечение производительной способности дерново-подзолистых песчаных и супесчаных почв в среднем 45-50 ц/га к.ед., суглинистых - 80-100 ц/га к.ед. с экономическими показателями на уровне развитых европейских государств.

Статья поступила в редакцию: 14.05.2014

СИСТЕМА АДАПТИВНО-ЛАНДШАФТНОГО ЗЕМЛЕДЕЛИЯ НА ЧЕРНОЗЕМАХ

ОБЫКНОВЕННЫХ

ADAPTIVE-LANDSCAPE AGRICULTURE ON CHERNOZEM ORDINARY

Зинченко В.Е., канд. сельскохозяйственных наук, доцент, директор

Zinchenko V.E., candidate of agricultural sciences, associate professor,_director

ГНУ Донской зональный НИИСХ Россельхозакадемии

GNU Don Zonal Agricultural Research Institute of the RAAS

Система адаптивно-ландшафтного земледелия создается на основе данных внедрения интенсивных аг-ротехнологий с использованием геоаналитической системы «Агроуправление». Используются данные космических съемок и наземных обследований в комплексной оценке состояния почвы и сельскохозяйственных растений, а также урожайности сельскохозяйственных культур. Предложены сроки выполнения наземной фазы прямого наблюдения агрофитоценозов сельскохозяйственных растений для последующего синтеза обучающих массивов методами дистанционного зондирования Земли.

The system of adaptive-landscape agriculture is based on the data of the introduction of intensive agricultural technologies with using geo-analytical system "Agroupravlenie." The space survey data and ground surveys are used in integrated assessment of soil and agricultural plants, as well as crop yields. Terms of performance of land phase of agricultural plants agrophytocenosis direct observation proposed for the subsequent synthesis of arrays by remote sensing of the Earth.

Ключевые слова: адаптивно-ландшафтное земледелие, геоаналитическая система, космическая съемка, дистанционное зондирование Земли, агрофитоценоз.

Key words: adaptive-landscape agriculture, geo-analytical system, satellite imagery, remote sensing, agrophytocenosis.

Данные последних десятилетий показывают, что недалеком прошлом казавшийся несомненным, к со-тезис о незыблемости биогеосистемы черноземов, в жалению, утратил актуальность. В результате сочета-

ния динамики природных и антропогенных процессов и явлений черноземы подверглись деградации, что проявляется в абсолютном и относительном снижении количества гумуса в почве, уплотнении, слитиза-ции, эрозии и дефляции. Однако темп динамики биогеосистемы резко ускоряется, поэтому единственным инструментом отслеживания резко увеличившегося разнообразия воздействий на биогеосистемы, причем на уровне временного среза, обеспечивающего рассмотрение текущих связей на возможно более обширном простирании мониторинга, и, следовательно, адекватность создаваемого цельного образа объекта его природе является дистанционный мониторинг. Мониторинг земель сельскохозяйственного назначения с использованием данных ДЗЗ высокой периодичности наблюдения, может быть выполнен в проведении системы адаптивно-ландшафтного земледелия.

Организационно система адаптивно-ландшафтного земледелия может быть выполнена в виде системы измерительного и информационного обеспечения по данным ДЗЗ.

В состав системы адаптивно-ландшафтного земледелия входят: почвенно-ландшафтное картографирование, агроэкологическая и агрономическая оценка земель, агрогеоинформационная система, которая состоит из: программно-аппаратного комплекса приема; системы обработки почвы (принципиальные схемы систем обработки почвы в севооборотах с учетом агроэкологических и производственных условий); тематического анализа данных ДЗЗ; электронного архива (электронные карты полей); распределенной сети сбора и передачи информации, исходя из аппаратных возможностей, выбраны три уровня целевых территорий: производственное территориальное подразделение (сельскохозяйственное предприятие (поле), административный район, область); различные агротехнологии, обеспечивающие высокую урожайность сельскохозяйственных культур.

Начинают внедрение адаптивно-ландшафтной системы земледелия всегда с проведения почвенно-ландшафтного картографирования:

1. Топографическая основа М 1:10000. Сеть почвенных разрезов.

2. Проекты внутрихозяйственного землеустройства, почвенные карты М 1:25000

3. Космические снимки.

Снимки, сделанные с беспилотного летательного аппарата [8.] объединяют топографическую карту и план внутрихозяйственного устройства для получили пространственное разрешение снимка.

Для уточнения границы полей в п. Рассвет и определения точных площадей полей в составе севооборота необходимо было провести мониторинг земель сельскохозяйственного назначения с использованием данных ДЗЗ высокой периодичности наблюдения. Раньше проводили на основе снимков среднего пространственного разрешения 250 м, полоса обзора 2300 км - 1-й, 620-670 нм, и 2-й, 841-876 нм, спектральные каналы спектрорадиометра MODIS - ИСЗ

Terra, Aqua.

Применяли также многозональные данные МСУ-Э КА Метеор-ЗМ. Спектральный диапазон 500-600, 600-700, 800-900 нм, номинальное пространственное разрешение 38 м, полоса обзора 78 км - класс данных высокого пространственного разрешения.

Для создания цифровых векторных планов землепользования нами были использованы данные ДЗЗ сверхвысокого (на момент выполнения съемки) пространственного разрешения 4 м. Камера КФА-1000, КА Ресурс-Ф1М.

С целью получения статистических моделей сделаны обучающие синхронные выборки опорных наземных данных в агрофитоценозах и пару на тестовых полигонах. Выборки проведены согласно критерию агроэкологической территориальной репрезентативности [3.].

На перспективу использование возможностей, которые дают соединение космических снимков среднего и сверхвысокого разрешения, а также космических снимков среднего разрешения и авиационных снимков, которые в настоящее время можно выполнять с помощью беспилотных аппаратов, минимизируя затраты на проведение съемки [2.].

Снимки среднего разрешения дают интегральную картину поля как сельскохозяйственной единицы. Снимок сверхвысокого разрешения позволяет установить детали процессов, которые влияют на дифференциацию фотометрических и, следовательно, производственных свойств объекта мониторинга. Кроме того, появляется возможность осмыслить природу процессов, приводящих к пространственной дифференциации структуры почвенного покрова и определить меры преодоления негативных процессов и деградации земельных угодий.

Снимок отражает сильную дифференциацию структуры растительного покрова, следующую из дифференциации структуры почвенного покрова. Имеет место наложение антропогенной техногенной нано- и микроструктуры почвенного покрова на природную мезо- и микроструктуру почвенного покрова [1].

Природная структура почвенного покрова согласно снимку обусловлена несколькими геоморфологическими элементами рельефа. В северной части снимка расположен тальвег, который занят талой водой. Имеется локальное слабовыраженное понижение рельефа, оно направлено от центра снимка на юго-восток, вдоль понижения расположены несколько западин, в которых имеет место угнетение растений от переувлажнения. Понижение окаймлено двумя мезоповышениями рельефа, где культурные растения развиты слабо еще с осени ввиду малого стартового запаса воды в почве.

Антропогенная структура почвенного покрова обусловлена агротехникой. С севера на юг лежат линии основной обработки почвы. В результате неодинаковой настройки корпусов плуга имеет место полосная дифференциация развития растений согласно запасу влаги с осени по индивидуальным проходам корпусов

плуга. С юго-востока на северо-запад направлены сдвоенные полосы - это следы зерноуборочного комбайна. Его функция как агента дифференциация структуры растительного покрова следующая. [4.]

В результате уплотнения колеи, ее относительная геодезическая отметка немного ниже, чем у окружающей почвы. Поэтому при посеве семена в зоне колеи располагаются на меньшей, чем это задано зональными системами земледелия глубине, что благотворно сказывается на развитии растений, они быстрее растут, меньше повреждаются корневыми гнилями.

С юго-запада на северо-восток направлены регулярные полосы - это результат неравномерного развития растений в результате различия настройки посевных устройств - дефект агротехники посева. Очевидно, что только 15-20% посева выполнено качественно, а остальная часть работы произведена с нарушением, видимо, имела место избыточная глубина посева. Исходя из результатов съемки с помощью летательного беспилотного аппарата «Рассвет», только 5-10% территории землепользования, охваченной снимком, характеризуется приемлемой с точки зрения нормального органогенеза озимой пшеницы структурой растительного покрова, что совершенно не соответствует современной задаче Sustainable Development. Необходима разработка новых мер управления агро-фитоценозом, поскольку, исходя из данных мониторинга, современная система земледелия не в состоянии заложить надлежащие стартовые предпосылки органогенеза сельскохозяйственных культур. [5.] Действующие системы земледелия не в состоянии решить современную задачу резкого повышения урожайности и валовых сборов сельскохозяйственной продукции - эту и другие задачи можно решить только путем внедрения агроландшафтной системы земледелия.

Отработав материал, полученный с помощью космического мониторинга, мы составили агроланд-шафтную карту полей поселка Рассвет.

Таблица 1 - Мониторинг динамики земель с

Исходя из выше сказанного, мы можем утверждать, что адаптивно-ландшафтная система земледелия - это эффективный инструмент управления производством продукции растениеводства. Данные ДЗЗ дают возможность создания электронных карт полей, что отражает объективную информацию о текущем (мгновенном) состоянии посевов сельскохозяйственных культур, определяют эффективность управления структурой полей и составлении севооборота. Это определяет большую роль космического мониторинга в информационном обеспечении сельскохозяйственного производства [3.]. В результате проведения наших исследований решена задача построения векторизации растровых изображений землепользований п. Рассвет, их привязки к сканерограммам существующей официальной картографии, выполнены цифровые карты и построены соответствующие ГИС. Формирование электронной карты полей возможно на территории всей Ростовской области с делением на уровни: муниципального района, хозяйствующего субъекта и поля. Информация собирается более чем по 20 показателям, по мере усовершенствования ГИС количество показателей будет увеличиваться. Для того чтобы управлять землей как средством производства и как природным ресурсом нужно много о ней знать.

Объединить весь огромный объем информации, привязать его к географическим координатам, грамотно проанализировать и наглядно представить позволяют современные компьютерные технологии -геоинформационные системы или ГИС «Агроуправ-ление» [4.].

Агроландшафтная карта полей поселка Рассвет. 2012 г.

Согласно данным ДЗЗ выполнен мониторинг динамики земель сельскохозяйственного назначения Ростовской области, используемых в регулярной агрокультуре (табл. 1).

скохозяйственного назначения Ростовской области

Период оценки 2000-2005 2001-2006 2002-2007 2003-2008 2004-2009 2005-2010

Площадь используемой пашни 5756,4 5762,1 5786,3 5817,6 5831,7 5841,6

Площадь заброшенной пашни 53,0 48,2 39,2 46,5 36,0

Площадь введенной в оборот 58,7 72,4 70,6 60,5 45,9

пашни

Баланс площади пахотных зе- 5,7 24,2 31,3 14,1 9,9

мель

Площадь заброшенной пашни назначалась, если за анализируемый текущий пятилетний период на поле не проводилось технологических операций. Площадь введенной в оборот пашни назначалась, если за анализируемый текущий пятилетний период, хотя бы в течение одного вегетационного сезона, на поле применялась агротехника. [3.]

За прошедшие 10 лет баланс земель сельскохозяйственного назначения в Ростовской области был стабильным.

В результате исследований решена задача построения векторизации растровых изображений землепользо-ваний Ростовской области, их привязки к сканеро-граммам существующей официальной картографии,

выполнены цифровые карты и построены соответствующие ГИС.

Площадь заброшенной пашни назначалась, если за анализируемый текущий пятилетний период на поле не проводилось технологических операций.

Площадь введенной в оборот пашни назначалась, если за анализируемый текущий пятилетний период, хотя бы в течение одного вегетационного сезона, на поле применялась агротехника. [3.]

Необходимость в усовершенствовании методов применения ДЗЗ обоснована, прежде всего тем, что агропочвы юга России являются объектом с ярко выраженным преобладанием вклада локальной микронеоднородности. Если применить данные, разнесенные во времени на промежуток распознавания более глубоких изменений агроэкосистемы, то появляется возможность количественно оценить ранние стадии нестабильности земельного фонда [6.]. Различие можно индицировать визуально, как это показано выше в разрезе землепользований, так и выявлять алгоритмически. Это позволит выявить изменение агроэкосистемы значительно раньше, чем это позволяют сделать наземные методы, и принять адекватное упреждающее решение об адаптации агроланд-шафтной системы земледелия.

Следовательно, только мониторинг с помощью ДЗЗ является инструментом объективной характеристики объекта (почва и растения) - агроландшафтной системы земледелия [10.].

Важнейшей составляющей мониторинга земель сельскохозяйственного назначения являются дистанционные методы с использованием космических и авиационных технологий [7.].

Соответствующий образ биогеосистемы, структура почвенного покрова в перспективе при изложенном подходе будут в большей степени верифицированными, как и программные средства для его синтеза.

В таком случае агроландшафтной системы земледелия будет выполнять не только информационную и управленческую функции, но позволит органично решать многогранную задачу комплексного многоотраслевого развития РФ с позиции единства уникального неделимого и не возобновляемого земельного фонда как основы государственности и целесообразной занятости населения в обустройстве этого фонда. А это, в свою очередь, позволит повсеместно внедрять составные и неотъемлемые части агроланд-шафтной системы земледелия:

1. Мелиорация и использование солонцовых

почв;

2. Защита почв от эрозии; 3. Защита почв от сорняков;

4. Защита сельскохозяйственных культур от вредителей и болезней; 5. Технологические схемы возделывания сельскохозяйственных культур;

6. Сорта и особенности технологий возделывания полевых культур;

7. Контроль качества продукции растениеводства;

8. Семеноводство;

9. Техническое обеспечение агротехнологий.

10. Агроэкологическая оценка земель

11. Агроэкологическая типология земель для проектирования адаптивно-ландшафтных систем земледелия.

12. Методика почвенно-ландшафтного картографирования.

13. Геоинформационное обеспечение агроэколо-гической оценки земель на различных территориальных уровнях.

14. Разработка моделей земледелия для базовых сельскохозяйственных предприятий.

15. Организация проектирования адаптивно -ландшафтного земледелия в системе современного землеустройства.

16. Информационное обеспечение адаптивно-ландшафтного земледелия и агротехнологий [9.].

Литература:

1. Аэрокосмическое зондирование почвенно-растительного покрова: модели, алгоритмическое и программное обеспечение, наземная валидация Козо-деров В.В., Дмитриев Е.В. Исследование Земли из космоса. 2010. № 1. С. 69-86.

2 Барталев С.А., Лупян Е.А., Нейштадт И.А., Савин. И.Ю. Дистанционная оценка параметров с.-х. земель по суптниковым данным спектрорадиомера MODIS // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса: Физические основы, методы и технологии мониторинга окружающей среды. Сб. науч. Ст. Т. 2. М.: "GRAND polygraph", 2005. С. 228-236.

3. Зинченко В.Е., Повх В.И., Калиниченко В.П. Управление плодородием почв на основе дистанционного зондирования агроландшафтов Ростовской области / Актуальные проблемы и перспективы развития агропромышленного комплекса. Материалы Международной научно-практической конференции 1-4 февраля 2005 г. п. Персиановский, 2005. с. 21-24.

4. Зинченко В.Е., Повх В.И., Лохманова О.И., Калиниченко В.П., Зинченко А.Е. Использование космических съемок и наземных обследований для оценки состояния посевов сельскохозяйственных культур // Вестник Российской академии сельскохозяйственных наук. 2012. №1. с. 45-47.

5. Инновационная технология обработки многоспектральных космических изображений земной поверхности Козодеров В.В., Кондранин Т.В., Дмитриев Е.В., Егоров В.Д., Борзяк В.В. Исследование Земли из космоса. 2008. № 1. С. 56-72.

6. Кравцова В.И, Уварова И.А., Гиперспектральная система MODIS для глобального мониторинга Земли // Информ. Бюл. ГИС Ассоциации. 2001. №2 . С. 39-41.

7. Калиниченко В.П. Природные и антропогенные факторы происхождения и эволюции структуры почвенного покрова. М.: Изд-во МСХА, 2003. 376 с.

110

№2/2014

8. Карипов Р.Х. Сберегающая технология в условиях сухостепного агроландшафта / Р.Х. Карипов // Аграрный вестник Юго-Востока, 2013. - № 1-2. - С. 24-25.

9. Кирюшин В.И. Концепция адаптивно-ландшафтного земледелия. - Пущино, 1993. - 63 с.

10. Кирюшин, В.И. Агроэкологическая оценка земель, проектирование адаптивно-ландшафтных

систем земледелия и агротехнологий / В.И. Кирю-шин, А. Л. Иванов, В.П.Якушев и др./ Методическое руководство МСХРФ, РАСХН.-М., ФГНУ "Росин-формагротех", 2005. - 784с.

11. Кирюшин, В. И. Агрономическое почвоведение / В. И. Кирюшин / М. Колос, 2010.- С. 449-450.

Зинченко В.Е. - E-mail: dzni@mail.ru, o.naimi@mail.ru

Статья поступила в редакцию: 14.05.2014

УДК 633.358: 631.811.1

ИЗУЧЕНИЕ СОРТООБРАЗЦОВ ГОРОХА МИРОВОЙ КОЛЛЕКЦИИ ВИР

STUDY OF VARIETY SAMPLES PEA WORLD-WIDE COLLECTION Лихачева Л.И., завлабораторией селекции зернобобовых культур

Likhacheva L.I.., head of laboratory breeding legumes

ГНУ Уральский НИИСХ, Красноуфимский селекцентр

Ural Research Institute for Agriculture, breeding centers Krasnoufimsky

В результате изучения мировой коллекции ВИР выделены образцы гороха с хозяйственно-ценными признаками и свойствами: высокобелковые, устойчивые к полеганию, с неосыпающимися семенами, высокоурожайные. По продуктивности в 2011-2013 гг. выделились сортообразцы Союз 2, Тюменец, Талисман, Таловец 65, Визитер (листочковый морфотип), Ямал, Красно-уфимский 11, Фаленский усатый, Ямальский, Спрут 2 (усатый морфотип). Высокое содержание белка у сортообразцов Тюменец, Союз 2, Красноуфимский 11. Признаки неосыпаемости семян имеют сортообразцы Союз 2, Талисман, Красноуфимский 11, Спрут 2. Они могут служить исходным мате-риалом при создании новых технологичных сортов гороха в условиях Среднего Урала.

The varieties of VIR pea world collection are isolated with the economi-cally valuable signs and the properties: high-protein, resistant to the lodging, with the noncrumbling seeds, high-yield. On the productivity in 2011-2013 yr. were iso-lated varieties Souz 2, Tyumenets, Talisman, Talovets 65, Visitor (leaf morpho-type), Yamal, Krasnoufimskiy 11, Falenskiy moustached, Yamalskiy, Sprut 2 (moustached morpho-type). The high content of protein is noted in varieties Ttyumenets, Souz 2, Krasnoufimskiy 11. Varieties Souz 2 Talisman , Kras-noufimskiy 11, Sprut 2 have the property of noncrumbling seeds. They can serve as source material with the creation of the new technologically effective varieties of pea in the conditions of Central Urals.

Ключевые слова: горох, образец, продуктивность, белок, устойчивость, вегетационный период.. Key words: peas, accession, productivity, protein, resistance, vegetation period.

Горох является ценной высокобелковой культурой. В России за последние годы площади посева горох возросли с 712 тыс.га в 2006 г. до 882 тыс.га в 210 г со средней урожайностью зерна 14,8 ц/га [1]. В настоящее время необходимы сорта не только с потенциальной продуктивность 4-5 т/га, но и высокотехнологичные, пригодные для уборки прямым ком-байнированием.

Основной путь повышения устойчивости гороха к полеганию - получе-ние сортов с прочным укороченным стеблем (40-60 см.). Растения гороха с длинными междоузлиями полегают на 8-10 дней раньше короткостебельных и потеря продуктивности у них доходит до 33-74% [2]. Преимущества корот-костебельности отмечают Г.А.Дебелый,

О.И.Бежанидзе [3], А.Н.Фадеева [4], В.А.Семенов [5], Е.В.Гуркова, Е.Р. Щукис [6], В.Н.Уваров [7], Л.И.Лихачева [8]. Короткостебельность приводит не только к повышению устойчивости к полеганию, что

увеличивает продуктивность фитосинтеза, но и к уменьше-нию доноры-акценторных отношений между снабжающими и потребляю-щими органами, а так же повышению аттрагирующей активности бобов [9]. Но при недостатке влаги короткостебельные сорта становятся карликовыми и малопродуктивными, что создает трудности для механизированной уборки.

В последние десятилетия селекционеры обратили внимание на признак безлисточковости, т.е. у растений гороха вместо листочков наблюдается мощное развитие горизонтально расположенных усов при нормальном раз-витии прилистников. Короткосте-бельные безлисточковые растения сцепля-ются усами, что обеспечивает высокую устойчивость к полеганию и уборку прямым комбайнированием.

Поиск новых ценных источников и доноров для создания сортов, адап-тивных к современным технологиям выращивания и условиям произрастания является одной из актуальных проблем.