2. Принципы почвенно-экологического макро-, мезо- и микрорайонирования территории

Сельскохозяйственное производство требует чёткого деления земледельческой территории, где почвы и климат являются важными и незаменимыми факторами формирования урожайности сельскохозяйственных растений и в целом развития отрасли.

Агроэкологическое районирование территории – один из главных принципов экологизации территории.

Он предполагает оптимальное размещение культур и сортов как в масштабе всего региона (макрорайонирование), так и в масштабах области (мезо-) и хозяйства (микрорайонирование).

Основными принципами районирования территории являются:

1. Дифференцированное использование земли и видов растений. Правильный выбор возделываемых видов растений.

2. Комплексный подход к анализу всех факторов возделывания сельскохозяйственных культур в агроценозе.

3. Уменьшение антропогенной нагрузки на окружающую среду.

4. Выделение агроэкологических территорий по степени риска возделывания той или иной культуры.

5. Экологическая оценка возделывания той или иной культуры.

6. Социальный заказ – учет количества продуктов, необходимого для населения.

8.3 Агроэкологическая оценка сельскохозяйственных культур

Оценка сельскохозяйственных культур должна учитывать не только экологические требования растений с позиции их метаболизма, но и требования, связанные с технологическими особенностями их возделывания и влиянием на окружающую среду.

Требования растений к теплообеспеченности и температурному режиму. Агроэкологическая оценка сельскохозяйственных культур начинается с установления длительности вегетационного периода. Общая оценка потребности растений в тепле дается по сумме активных температур (выше 10 °С) за период вегетации. Эта характеристика может очень сильно различаться не только у культур, но и у разных сортов одной и той же культуры. Потребность в тепле рассчитана практически для всех сельскохозяйственных растений, их сортов и гибридов.

Холодоустойчивость – способность растений длительное время переносить низкие положительные температуры (от 1 до 10 °С) без необратимого повреждения.

Морозоустойчивость – способность растений переносить тем­пературу ниже 0°С. Морозоустойчивость складывается из способности растений замедлять замерзание путем экранирования от охлаждения, понижения точки замерзания и устойчивости протоплазмы к дегидратации при замерзании.

Жароустойчивость растений означает способность переносить жару без необратимого повреждения. Жароустойчивость складывается из способности протоплазмы выдерживать экстремально высокие температуры и способности избегать повреждений экранированием и отражением лучей, теплоизоляцией, охлаждением в результате транспирации.

Отношение растений к свету. Физиологическое воздействие света на растения проявляется прямо (через фотосинтез) и влияет косвенно на рост и развитие. Скорость фотосинтеза определяется интенсивностью падающего света, температурой, которая влияет на энзиматические процессы фиксации СО₂, и концентрацией СО₂ в тканях. Рост и развитие растений, помимо интенсивности и спектрального состава света, зависят от продолжительности светового и темнового периодов. Недостаток света может привести к голоданию и гибели растения, а избыточная освещенность нередко оказывается причиной солнечного ожога.

Отношение растений к влагообеспеченности. Растения: извлекают воду из почвы до тех пор, пока сосущая сила корешков; может конкурировать с сосущей силой почвы. Поглощение воды происходит тем интенсивнее, чем больше всасывающая поверхность «присной системы и чем легче корни и почвенная влага приходят в соприкосновение друг с другом.

В условиях недостаточного увлажнения продуктивность сель­скохозяйственных растений определяется их засухоустойчивостью, т. е. способностью переносить значительное обезвоживание клеток, тканей и органов.

Требования растений к физическим условиям почв, их сложению и структурному состоянию. Проявление этих условий в значительной мере зависит от гумусового состояния почв, гранулометрического и минералогического состава, мощности пахотного слоя, степени окультуренности. Количественно измерить отношение различных культур к этим условиям не всегда возможно.

Традиционно при оценке требований культур к физическим условиям почв основное внимание уделялось отношению их к гра­нулометрическому составу. Долгое время он использовался в каче­стве интегральной характеристики физических свойств почв.

Большинство растений отличает экологическая приуроченность к определенным категориям почв, а для некоторых она весьма специфична. Например, наряду растениями, приуроченными к песчаным местообитаниям (житняк сибирский, кумарчик песчаный, саксаул, овес песчаный, сосна и др.) существует группа растений, которые не выносят песчаных почв (кукуруза, слива, вишня, ель, дуб и др.).

Потребность растений в элементах питания и характер их потребления. Интенсивность усвоения минеральных элементов имеет периодичность и может различаться по фазам роста и развития в несколько раз. Например, ячмень потребляет минеральные элементы в основном в период от кущения до выхода в трубку, у пшеницы период потребления несколько более растянут, у свеклы максимальное потребление в середине вегетации, у проса – перед выметыванием, у плодовых деревьев наблюдается два периода интенсивного усвоения элементов питания: рано весной (распускание цветковых почек, цветение, образование листового аппарата) и осенью, после затухания роста и съема плодов, что связано с осенним ростом корней и закладкой плодовых почек.

Возможности потребления минеральных элементов растениями из почвы связаны с особенностями развития корневых систем, способностью извлекать питательные вещества из труднодоступных форм. Последний признак, помимо мощности корневой системы, зависит от специфической ее способности непосредственно воздействовать на почвы корневыми выделениями. Количественные оценки развития корневых систем растений в определенной мере отражают их отношение к плодородию почвы. Например, корневая система у овса сильнее, чем у ячменя, у озимой ржи сильнее, чем у озимой пшеницы. Соответственно пшеница более требовательна к плодородию почвы, чем рожь, а ячмень требовательнее овса. Разумеется, эта связь сильно корректируются рядом других факторов.

Отношение растений к реакции почвы. Различные растения имеют неодинаковый интервал рН, благоприятный для их роста и развития, и обладают разной чувствительностью к отклонению реакции от оптимальной. В этом отношении они разделяются на несколько групп:

1. Наиболее чувствительны к кислотности: хлопчатник, люцерна, эспарцет, сахарная, столовая и кормовая свекла, конопля, капуста. Они хорошо растут только при нейтральной или слабощелочной реакции (рН 7-8) и очень сильно отзываются на внесение извести даже на слабокислых почвах.

2. Чувствительны к повышенной кислотности: ячмень, яровая и озимая пшеница, кукуруза, соя, фасоль, горох, кормовые бобы, клевер, подсолнечник, огурцы, лук, салат. Они лучше растут при слабокислой или нейтральной реакции (рН 6-7) и хорошо отзываются на известкование не только сильнокислых, но и средне-кислых почв.

3. Слабочувствительны к повышенной кислотности: рожь, овес, просо, гречиха, тимофеевка, томат, редис, морковь. Эти культуры могут удовлетворительно расти в широком интервале рН, при кислой и слабощелочной реакции (рН 4,5-7,5), но наиболее благоприятна для их роста слабокислая реакция (рН 5,5-6,0).

4. Лен и картофель нуждаются в известковании только на сильнокислых почвах. Картофель малочувствителен к кислой реакции и хорошо растет на кислых почвах. Для льна характерен узкий интервал оптимальной реакции. Он чувствителен и к повышенной кислотности почвы, и к щелочной реакции. Наиболее благоприятны для его роста слабокислые почвы (рН 5,5-6,0).

5. Люпин синий и желтый, сераделла, чайный куст лучше растут на кислых почвах (рН 4,5-5,0) и плохо – при щелочной и даже нейтральной реакции. Эти культуры чувствительны к избытку во­дорастворимого кальция в почве, особенно в начале роста, поэтому отрицательно реагируют на повышенные нормы извести.

Солеустойчивость растений. Под солеустойчивостью понимают устойчивость растений к избыточной концентрации солей в почвенном растворе, которые повышают его осмотическое давление, затрудняя тем самым поступление воды в растение, и оказывают в той или иной мере токсическое действие на протоплазму. В результате нарушаются процессы ассимиляции, дыхания, минерального питания.

Из однолетних культур горчица более устойчива к сильному засолению. Близкую и довольно высокую устойчивость к солонцеватости и засоленности почв проявляет ячмень. Пшеница, характеризуясь средней устойчивостью к засолению почв, плохо переносит солонцеватость. Суданская трава к солонцеватости почв более устойчива, чем к повышенному засолению и может быть рекомендована для почв с умеренной солонцеватостью. Низкую устойчивость к засолению и солонцеватости почв проявляет сорго.

Отношение растений к фитосанитарным условиям почвы. Сельскохозяйственные культуры характеризуются различной – ус­тойчивостью к болезням и склонностью к поражению вредными организмами, специфическим отношением к определенным сорнякам, имеют специфических вредителей. До сих пор нет стройной системы оценки культур и сортов в данном отношении, хотя довольно обширная литература, в том числе многочисленные справочники, позволяют это сделать в том или ином приближении.

Влияние рельефа на растения. Влияние на растения относительной высоты, экспозиции и крутизны склонов проявляется не прямо, а косвенно, через перераспределение агроклиматических ресурсов. В связи с изменением условий инсоляции, ветрового режима, перераспределением воды и тепла продуктивность растений на разных элементах рельефа может отличаться в несколько раз. Даже в пределах равнин в условиях холмистого рельефа при разности высот порядка 20-100 м и крутизне склонов 2-7° отмечаются существенные различия в росте и развитии растений.