РАЦИОНАЛЬНАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ АГРОЛАНДШАФТОВ – ОСНОВА СОХРАНЕНИЯ ЗЕМЕЛЬНЫХ РЕСУРСОВ И ПОВЫШЕНИЯ ИХ ПРОДУКТИВНОСТИ

РАЦИОНАЛЬНАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ АГРОЛАНДШАФТОВ – ОСНОВА СОХРАНЕНИЯ ЗЕМЕЛЬНЫХ РЕСУРСОВ И ПОВЫШЕНИЯ ИХ ПРОДУКТИВНОСТИ

Научная статья

Сухомлинова Н.Б.^1, *, Горбатенко К.И.², Степаненко Д.А.³

¹ ORCID 0000-0002-5680-3617;

^{1, 2, 3} Новочеркасский инженерно-мелиоративный институт имени А. К. Кортунова ФГБОУ ВО «Донской государственный аграрный университет», Новочеркасск, Россия

* Корреспондирующий автор (na_bor[at]inbox.ru)

Аннотация  

В статье представлен анализ состояния земельных ресурсов с точки зрения подверженности их деградации в результате водной эрозии, вызывающей снижение почвенного плодородия и урожайности сельскохозяйственных культур. Приведены опытные данные об интенсивности эрозионных процессов на черноземах обыкновенных на территории сельскохозяйственных угодий Ростовской области. Доказано, что проблема рационального использования земельных ресурсов для производства продукции растениеводства не только не теряет своей значимости, но и становится всё более актуальной, а её решение невозможно без создания устойчивых к воздействию процессов деградации агроландшафтов, обеспечивающих сохранение, а на отдельных участках и восстановление почвенного плодородия. Рассмотрены основные этапы проведения работ по адаптивно-ландшафтному устройству территории сельскохозяйственных угодий, создающему основу для проведения комплекса почвозащитных мероприятий, предложено внести проведение комплекса указанных мероприятий в список региональных приоритетов с соответствующим финансированием работ.

Ключевые слова: водная эрозия, почвенное плодородие, урожайность сельскохозяйственных культур, землепользование, адаптивно-ландшафтная организация территории, комплекс противоэрозионных мероприятий.

RATIONAL ORGANIZATION OF CULTIVATED LAND – BASIS FOR CONSERVATION OF LAND RESOURCES AND INCREASING THEIR PRODUCTIVITY

Research article

Sukhomlinova N.B.^1, *, Gorbatenko K.I.², Stepanenko D.A.³

¹ ORCID 0000-0002-5680-3617;

^{1, 2, 3} Novocherkassk Engineering and Land Reclamation Institute named after A.K. Kortunov, FSBEI of HE Don State Agricultural University, Novocherkassk, Russia

* Corresponding author (na_bor[at]inbox.ru)

Abstract

The paper presents the analysis of the state of land resources from the point of view of their susceptibility to degradation as a result of water erosion, causing a decrease in soil fertility and crop yields. The author presents the experimental data on the intensity of erosion processes on ordinary chernozems on the territory of agricultural land in the Rostov region. It was proved that the problem of rational use of land resources for the production of crop production does not lose its significance but also becomes more urgent, and its solution is impossible without creating cultivated lands that are resistant to the effects of degradation, ensuring the conservation and, in some areas, restoration of soil fertility. The main stages of the work on the adaptive-landscape arrangement of the territory of cultivated lands, which creates the basis for a complex of soil protection measures, are considered; it is proposed to carry out a complex of these measures in the list of regional priorities with appropriate funding for the work.

Keywords: water erosion, soil fertility, crop productivity, land use, adaptive-landscape organization of the territory, a set of anti-erosion measures.

Введение

Земельные ресурсы - основа производства сельскохозяйственной продукции. Их отличительной особенностью является то, что они ограничены в пространстве и различны по свойствам, основным из которых является продуктивность. В силу комплекса причин (процессы эрозии, урбанизация, загрязнение), площадь земельных ресурсов, в том числе их наиболее продуктивной части – сельскохозяйственных угодий, постоянно сокращается, что в будущем может привести к значительному снижению производства продуктов питания. Необходимо также учитывать, что в мире происходит стремительный рост численности населения. Так, по прогнозам ООН к 2050 году этот показатель достигнет 9,7 млрд чел., что не делает прогноз продовольственной безопасности населения многих стран оптимистичным [1, С.1].

Такое положение в полной мере присуще и Российской Федерации, где по данным Доклада о состоянии и использовании земель сельскохозяйственного назначения за период с 2000 - 2017 гг. площадь сельскохозяйственных угодий сократилась с 221 088,8 тыс. га до 197 739,3 тыс. га, т.е. на 10,6%, а пашни – с 124 373,8 тыс. га до 116 235,1 тыс. га, т.е. на 6,5% [2, С. 34], [3, С. 38], [4, С. 374]. Указанные угодья отводились для расширения и строительства населенных пунктов, под строительство новых и расширение территории уже действующих предприятий промышленности, транспорта и связи, нефтегазопроводов, придорожных торгово-промышленных комплексов и пр.

По данным Продовольственной и сельскохозяйственной организации ООН (ФАО) (Food and Agriculture Organization, FAO) несмотря на то, что к 2050 г. планируется ввести в сельскохозяйственный оборот дополнительно 120 млн га пашни, не менее 50 млн. га выйдет из оборота в результате деградации (за последние 50 лет из-за нерационального использования деградировало около 25% земель), т.е. средняя по миру обеспеченность пашней снизится с 0,21 до 0,16 га/чел. [5]. Таким образом, деградация земель, в том числе, в результате процессов эрозии, является значимым фактором, влияющим на обеспечение продовольственной безопасности народонаселения.

В Российской Федерации по данным А.Н. Каштанова и других учёных ежегодный прирост площади эродированных почв в составе пахотных земель равняется в среднем 0,36%, достигая в некоторых регионах 1% [6, С. 15].

По состоянию на 2016 г. доля эродированных почв на пахотных землях в РФ находилась в интервале от 33,0% в Костромской области до 92,5% в Республике Ингушетия (рис. 1) [4, С. 74].

Рис. 1 – Распространение водной эрозии почв на территории Российской Федерации в 2016 г., %

 

Наряду с другими процессами деградации, именно эрозия почв вызывает падение почвенного плодородия, а, следовательно, снижение урожайности сельскохозяйственных культур.  Анализ результатов мониторинга плодородия пашни по содержанию органического вещества за период 2004-2011 гг. показал, что доля площади этого наиболее ценного сельскохозяйственного угодья с низким содержанием органического вещества составляет 31,2% на территории Российской Федерации и 45,3% в одном из её наиболее привлекательных для сельскохозяйственного производства регионов – Ростовской области (табл. 1).

 

Таблица 1 – Результаты мониторинга плодородия пашни по содержанию органического вещества за период 2004-2011 гг. по состоянию на 1 января 2012 г. [3, С. 17-24]

Группировка почв по содержанию органического вещества, %	Российская Федерация, млн. га (всего обследовано 87,04 млн. га)	Ростовская область, тыс. га (всего обследовано 3783,35 тыс. га)
<1	0,74	0,135
1,01 - 1,5	3,72	77,55
1,51 - 2,0	7,99	263,88
2,01 - 2,5	7,52	623,20
2,51 - 3,0	7,19	750,01
3,01 - 4,0	18,16	1660,49
4,01 - 6,0	24,38	407,71
6,01 - 8,0	13,56	0,384
8,01 - 10,0	3,02	0
>10	0,76	0
Площадь с низким содержанием органического вещества	27,16	1714,77

 

Приведённые данные свидетельствуют, что доля пашни с низким содержанием органического вещества на обследованной площади Российской Федерации составляет более 31%, в Ростовской области – более 45%.

Таким образом, проблема рационального использования земельных ресурсов для производства продукции растениеводства не только не теряет своей значимости, но и становится всё более актуальной. На наш взгляд, её решение невозможно без создания устойчивых к воздействию процессов деградации агроландшафтов - севооборотных массивов, полей, рабочих участков и других элементов, обеспечивающих сохранение, а на отдельных участках и восстановление почвенного плодородия, что будет способствовать успешному ведению сельскохозяйственного производства.

Методика проведения работ по адаптивно-ландшафтному устройству территории сельскохозяйственных угодий должна включать объективную оценку почвенных ресурсов и изменения их состояния (в т.ч. плодородие) на момент обследования, выявление причин этих изменений, а также разработку мероприятий (организационно-хозяйственные, агротехнические, лесомелиоративные и др.), направленных на сокращение процессов деградации и снижения почвенного плодородия с учётом экономических условий заказчика работ [7, С. 252-254], [8, C. 30-53], [9, С. 60]. С этой целью будет решаться комплекс таких задач как агроландшафтное картирование территории, её полевое комплексное обследование, составление проекта адаптивно-ландшафтной организации территории. Все проектные решения должны быть не только экономически обоснованы, но и позволять прогнозировать сохранение почвенного плодородия и увеличение производства и качества сельскохозяйственной продукции.

Наши исследования, проведённые на территории Ростовской области, показали, что в районах водной эрозии выделение агроландшафтных массивов на водосборной площади должно производиться таким образом, чтобы «в пределах каждого из них интенсивность эрозионных процессов была однотипной по динамическим показателям, что обуславливается требованиями обеспечения высокой степени территориальной адаптации отдельных элементов, из которых будет составлена система почвозащитных мероприятий» [12, С. 3,4]. Порядок выделения агроландшафтных массивов описан в разработанных нами рекомендациях [8, С. 23-30].

В таблице 2 приведены опытные данные об интенсивности эрозионных процессов на черноземах обыкновенных на территории агроландшафтных массивов, расположенных на подверженных процессам водной эрозии угодьях, которые показывают, что максимальная величина смыва наблюдается на пахотных землях. На средостабилизирующих угодьях (пастбища, сенокосы, лесные полосы) наибольшая величина смыва находится в пределах 2 т/га, за исключением интенсивно используемых пастбищ со сбитым травостоем.

 

Таблица 2 – Интенсивность эрозионных процессов на чернозёмах обыкновенных [12, С. 7]

Агроландшафтные полосы	Суммарный (от ливневых дождей и талых вод) смыв почвы, т/га
	Пашня	Лесные полосы	Пастбища	Сенокосы
1-я	5,6	0	-	0,1
2-я	12,4	0,1	-	0,3
3-я	29,7	0,3	1,9	0,8
4-я	-	1,0	6,4	1,9

 

Наши исследования [7], [8], [12], а также проанализированный нами опыт применения почвозащитных мероприятий в России и за рубежом показали, что отдельными, даже самыми радикальными и эффективными приёмами невозможно добиться полной защиты пашни от смыва и выдувания, что, однако, не исключает необходимости комплексного воздействия почвозащитных мероприятий на водосбор в целом. Все элементы такого комплекса должны быть взаимно согласованы и дополнять друг друга на защищаемой территории. В глобальном масштабе необходимо разрабатывать стратегию рационального использования подверженных эрозии сельскохозяйственных угодий, и в первую очередь, пашни.

В настоящее время при проектировании противоэрозионных мероприятий используют понятие «допустимые эрозионные потери почвы» (soil loss tolerance), связанные со скоростью почвообразовательного процесса, которые сопоставляют с интенсивностью смыва (или выдувания) почвы на конкретных земельных участках (например, участках пашни). Поэтому стратегической задачей является снижение эрозионных потерь почвы до скорости почвообразования, после чего возможет переход к следующему этапу - решению вопроса увеличения мощности гумусового слоя почвы.

Анализ данных исследований учёных НИМИ ДГАУ [13, С. 53], позволяет сделать вывод о том, что для южных чернозёмов, занимающих значительную площадь на территории Ростовской области, мощность почвенного горизонта А+В+ВС составляет от 84,2% на слабосмытых до 44,7% на сильносмытых почвах по сравнению с величиной этого показателя на несмытых почвах, а запасы гумуса – от 71,7% до 21,7% соответственно (табл. 3).

 

Таблица 3 – Снижение показателей плодородия южных чернозёмов при смыве

Смытость	Мощность почвенного горизонта А+В+ВС		Запасы гумуса
	см	%	т/га	%
Несмытые	76	100	350	100
Слабосмытые	64	84,2	251	71,7
Среднесмытые	50	65,8	180	51,4
Сильносмытые	34	44,7	76	21,7

 

Как указано выше, снижения потерь почвы в результате эрозии возможно добиться только при внедрении комплекса почвозащитных мероприятий: организационно-хозяйственных, агротехнических, лесомелиоративных, простейших гидротехнических, причём применение как отдельных из перечисленных мероприятий, так и всего комплекса, должно осуществляться строго на адаптивно-ландшафтной основе в процессе землеустроительного проектирования.

Необходимо отметить, что стоимость указанных мероприятий, как и полученный эффект от их применения, весьма различны. Наиболее экономически выгодным можно считать организационно-хозяйственные мероприятия, которые практически не требуют капитальных вложений и заключаются, в проектировании (разработка проекта землеустройства) рациональной организации территории, обеспечивающей условия для безопасного в эрозионном отношении ведения сельскохозяйственного производства и осуществления, при необходимости, полного комплекса указанных мероприятий. Агротехнические мероприятия также можно считать наиболее надёжными и достаточно быстро, в среднем 1-2 года, окупающимися. Однако наш опыт работы на землях сельскохозяйственных предприятий Ростовской области показывает, что часто этих мероприятий недостаточно.

Значительно более капиталоёмкой является лесомелиорация. В зоне, подверженной водной эрозии, на территории пахотных земель, расположенных на склонах, возникает необходимость в проектировании стокорегулирующих лесных полос, расстояние между которыми зависит от крутизны склона. Так, на чернозёмах южных на склонах крутизной 1,5-2° расстояние между указанными лесными полосами составляет 230 м, крутизной 2-3° - 190 м, крутизной 3-4° - 170 м, на склонах крутизной 4-5° - 150 м. Конструкция таких лесных полос – плотная, их ширина от 15 м, поэтому они занимают значительную площадь. В указанных районах часто требуется и создание приовражных лесных полос, защищающих сельскохозяйственные угодья, в т.ч. пахотные массивы от поражения овражно-балочной сетью. Учитывая, что стоимость лесомелиоративных мероприятий оценивается более, чем в 75 тыс. руб. за один гектар лесной полосы, а срок окупаемости этих мероприятий составляет не менее 7 лет, защита земель сельскохозяйственного предприятия от водной эрозии является весьма дорогостоящей.

Простейшие гидротехнические сооружения (земляные валы, валы-канавы и др.), которыми часто дополняют лесомелиоративные мероприятия, весьма капиталоёмки и часто недолговечны, требуют постоянного ухода, что влечёт дополнительные затраты.  Именно поэтому их применение ограничено.

Выводы

Одной из особенностей внедрения комплекса противоэрозионных мероприятий на адаптивно-ландшафтной основе является отсутствие «быстрой прибыли» от их применения. Несмотря на то, что в ст. 3 Закона «О землеустройстве» [14] указано, что в случае выявления земель, подверженных водной и ветровой эрозии, проведение землеустройства с целью защиты земель от указанных процессов деградации является обязательным, в современных условиях всё ещё формирующейся рыночной экономики необходимость материальных затрат является одним из наиболее важных факторов, заставляющих землепользователей избегать проведения таких работ. Между тем, как показали наши исследования, смыв плодородного слоя почвы с площади пашни на территории Ростовской области достигает 5,6-29,7 т/га в год, что приводит как к потере почвенного плодородия и снижению урожайности сельскохозяйственных культур.

Считаем, что учёт потерь продукции сельскохозяйственного производства и затрат на восстановление плодородия почв в результате развития водной эрозии в масштабах Ростовской области мог бы поставить проблему борьбы с этим процессом деградации в список региональных приоритетов при выделении капитальных вложений, что принесло несомненную выгоду как с экологической, так и с экономической точек зрения.

Конфликт интересов Не указан.

Conflict of Interest None declared.

Список литературы / References

1. Доклад о народонаселении мира /Основные обзоры и доклады ООН в экономической и социальной областях [Электронный ресурс]. –URL: https://www.un.org/ru. (дата обращения: 20.01.2020)
2. Доклад о состоянии и использовании земель сельскохозяйственного назначения. – М.: ФГБНУ «Росинформагротех», 2011. – 148 с.
3. Доклад о состоянии и использовании земель сельскохозяйственного назначения / В.В. Абрамченко, К.Э. Котцев, О.А. Моторин и др. // Министерство сельского хозяйства Российской Федерации. – М, 2012. – 225 с.
4. Доклад о состоянии и использовании земель сельскохозяйственного назначения Российской Федерации в 2016 году. – М.: ФГБНУ «Росинформагротех», 2018. – 240 с.
5. Сценарии развития мирового рынка продовольствия до 2050 года: аналитический обзор /Международный независимый институт аграрной политики [Электронный ресурс]. – URL: http://xn-80aplem.xn-p1ai/repository/analytics/329/document.pdf. (дата обращения: 20.01.2020)
6. Каштанов, А.Н. Развитие исследований по эрозии и охране почв /А.Н. Каштанов, Л.Л. Шишов, М.С. Кузнецов // Сб. докл. Международной научно-практической конференции, посвященной 75-летию Россельхозакадемии и 100-летию со дня рождения С.С. Соболева. Курск: Всероссийский НИИ земледелия и защиты почв от эрозии РАСХН, 2004. С. 11-20.
7. Сухомлинова, Н.Б. Эколого-экономические аспекты адаптивно-ландшафтной организации территории водосбора балки Мостовой в Усть-Донецком районе Ростовской области [Электронные данные] / Н.Б. Сухомлинова, А.В. Суханова // Научный журнал Российского НИИ проблем мелиорации. – – №1(29). – URL: http://www.rosniipm-sm.ru/about (дата обращения: 20.01.2020)
8. Полуэктов Е. В. Защита почв от эрозии и дефляции в Ростовской области [Текст]: рекомендации / Е. В. Полуэктов, Н. Б. Сухомлинова; Новочеркас. инж.-мелиоратив. ин-т Донского ГАУ. – Новочеркасск: Лик, 2017. – 67 с.
9. Максимов, В.П. Противоэрозионная обработка на склоновых землях Ростовской области [Текст] /В.П. Максимов, Н.П. Долматов и др. // Труды Международного Форума по проблемам науки, техники и образования / Под ред. В.В. Вишневского. – М: Академия Наук о Земле, 2015. – С. 60-61.
10. Status of the World's Soil Resources / Food and Agriculture Organization of the United – Rome, 2015. – 608 p.
11. World reference base for soil resources 2014. International soil classification system for naming soils and creating legends for soil maps. World Soil Resources Reports № 106 / FAO. – Rome, 2015. – 192 p.
12. Полуэктов, Е.В. Особенности адаптивно-ландшафтной организации территории водосборного бассейна в современных условиях / Е.В. Полуэктов, Н.Б. Сухомлинова //Научный журнал Российского НИИ проблем мелиорации. - № 1(37). – 2020. – С. 1-16. – URL: http://www.rosniipm-sm.ru/about. (дата обращения: 20.01.2020)
13. Полуэктов, Е.В. Почвенно-земельные ресурсы Ростовской области: монография / Е.В. Полуэктов, Е.М. Цвылёв. – Новочеркасск: УПЦ «НАБЛА» ЮРГТУ (НПИ), 2008. – 355 с.
14. О землеустройстве: Федеральный закон от 18 июня 2001 г. № 78-ФЗ: по состоянию на 3 августа 2018 г. [Электронный ресурс]. – URL: http://www.consultant.ru. (дата обращения: 20.01.2020)

Список литературы на английском языке / References in English

1. World Population Report / Key UN reviews and reports in the economic and social fields [Electronic resource]. – URL: https://www.un.org/en. (accessed: 01.2020)
2. Doklad o sostoyanii i ispol'zovanii zemel' sel'skokhozyaystvennogo naznacheniya [Report on state and use of agricultural lands]. – M.: FSINI "Rosinformagroteh", 2011. – 148 p. [in Russian]
3. Doklad o sostoyanii i ispol'zovanii zemel' sel'skokhozyaystvennogo naznacheniya [Report on state and use of agricultural land] / V.V. Abramchenko, K.E. Kottsev, O.A. Motorin [et al.]: [Ministry of Agriculture of the Russian Federation]. – M., 2012. – 225 p. [in Russian]
4. Doklad o sostoyanii i ispol'zovanii zemel' sel'skokhozyaystvennogo naznacheniya Rossiyskoy Federatsii v 2016 godu [Report on status and use of agricultural land of the Russian Federation in 2016]. – M.: FSINI "Rosinformagroteh", 2018. – 240 p. [in Russian]
5. Stsenarii razvitiya mirovogo rynka prodovol'stviya do 2050 goda: analiticheskiy obzor [Scenarios for development of global food market until 2050: an analytical review] / Mezhdunarodnyy nezavisimyy institut agrarnoy politiki [International Independent Institute for Agricultural Policy] [Electronic resource]. – URL: http://xn-80aplem.xn-p1ai/repository/analytics/329/document.pdf. (accessed: 01.2020) [in Russian]
6. Kashtanov, A.N. Razvitiye issledovaniy po erozii i okhrane pochv [Development of studies on erosion and soil protection] / A.N. Kashtanov, L.L. Shishov, M.S. Kuznetsov // dokl. Mezhdunarodnoy nauchno-prakticheskoy konferentsii, posvyashchennoy 75-letiyu Rossel'khozakademii i 100-letiyu so dnya rozhdeniya S.S. Soboleva. Kursk: Vserossiyskiy NII zemledeliya i zashchity pochv ot erozii RASKHN [Col. of rep. International scientific and practical conference dedicated to the 75th anniversary of the Russian Agricultural Academy and the 100th anniversary of the birth of S.S. Sobolev. Kursk: All-Russian Research Institute of Agriculture and Soil Protection from Erosion of the RAAS], – 2004. – P. 11-20. [in Russian]
7. Sukhomlinova, N.B. Ekologo-ekonomicheskiye aspekty adaptivno-landshaftnoy organizatsii territorii vodosbora balki Mostovoy v Ust'-Donetskom rayone Rostovskoy oblasti [Ecological and economic aspects of adaptive-landscape organization of catchment area of Mostovaya beam in the Ust-Donetsk region of the Rostov Region] [Electronic data] / N.B. Sukhomlinova, A.V. Sukhanova // Nauchnyy zhurnal Rossiyskogo NII problem melioratsii [Scientific journal of the Russian Research Institute of Land Reclamation]. – 2018. – No.1 (29). – URL: http://www.rosniipm-sm.ru/about. (accessed: 01.2020) [in Russian]
8. Poluektov, E. V. Zashchita pochv ot erozii i deflyatsii v Rostovskoy oblasti [Soil protection against erosion and deflation in Rostov region] [Text]: recommendations / E. V. Poluektov, N. B. Sukhomlinova; Novocherkass. reclamation engineer. Institute of Don SAU. – Novocherkassk: Lik, 2017. – 67 p. [in Russian]
9. Maksimov, V.P. Protivoerozionnaya obrabotka na sklonovykh zemlyakh Rostovskoy oblasti [Anti-erosion treatment on slope lands of the Rostov region] [Text] / V.P. Maximov, N.P. Dolmatov et al. // Trudy Mezhdunarodnogo Foruma po problemam nauki, tekhniki i obrazovaniya [Proceedings of the International Forum on the Problems of Science, Technology and Education] / Ed. by V.V. Vishnevsky. – M.: Academy of Earth Sciences, 2015. – P. 60-61. [in Russian]
10. Status of the World's Soil Resources / Food and Agriculture Organization of the United – Rome, 2015. – 608 p.
11. World reference base for soil resources 2014. International soil classification system for naming soils and creating legends for soil maps. World Soil Resources Reports № 106 / FAO. – Rome, 2015. – 192 p.
12. Poluektov, E.V. Osobennosti adaptivno-landshaftnoy organizatsii territorii vodosbornogo basseyna v sovremennykh usloviyakh [Features of adaptive-landscape organization of catchment area in modern conditions] / E.V. Poluektov, N.B. Sukhomlinova // Nauchnyy zhurnal Rossiyskogo NII problem melioratsii [Scientific journal of the Russian Research Institute of Land Reclamation]. – No. 1 (37). – 2020. – P. 1-16. – URL: http://www.rosniipm-sm.ru/about. (accessed: 01.2020) [in Russian]
13. Poluektov, E.V. Pochvenno-zemel'nyye resursy Rostovskoy oblasti: monografiya [Soil and land resources of Rostov region: monograph] / E.V. Poluektov, E.M. Tsvylyov. – Novocherkassk: UOC "NABLA" SRSTU (NPI), 2008. – 355 p. [in Russian]
14. O zemleustroystve [On land management]: Federal Law of June 18, 2001 No. 78-FZ: as of August 3, 2018 [Electronic resource]. – URL: http://www.consultant.ru (accessed: 01.2020) [in Russian]