Лопачев Николай Андреевич

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНО-ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ПОТОКОВОЙ СТРУКТУРЫ АГРОЭКОСИСТЕМ В ПРЕЦИЗИОННОМ ЗЕМЛЕДЕЛИИ

Специальность 06.01.01 – общее земледелие

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени доктора

сельскохозяйственных наук

Орел – 2007

Диссертационная работа выполнена на кафедре земледелия ФГОУ ВПО «Орловского государственного аграрного университета» в 1983 – 2006 гг.

Научный консультант:

Заслуженный деятель науки РФ, доктор сельскохозяйственных наук, профессор Лобков Василий Тихонович

Официальные оппоненты:

Член-корреспондент РАСХН, доктор сельскохозяйственных наук, профессор Задорин Александр Дмитриевич (ВНИИЗБК)

Доктор с.-х. наук, профессор Хохлов Николай Федотович (ТСХА)

Заслуженный деятель науки РФ, доктор биологических наук, профессор Никитишин Владимир Иванович (ИФХБПП РАН)

Ведущая организация:

Всероссийский научно-исследовательский институт земледелия и защиты почв от эрозии (г. Курск)

Защита состоится « ____ » 2007 г. в ___ часов на заседании диссертационного совета ДМ 220.052.01 в Орловском государственном аграрном университете по адресу: 302019, г.Орел, ул. Генерала Родина, д. 69, ОрелГАУ.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ОрелГАУ по адресу: 302019, г. Орел, ул. Бульвар Победы, 19.

Автореферат разослан «____» _________ 2007 г. и размещен на сайте ; www.orelsau.ru

Ученый секретарь

диссертационного совета

доктор с.-х. наук, профессор _____________ Степанова Л.П.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Химико-техногенная интенсификация земледелия в ХХ в. до предела обострила экологические проблемы на планете. В связи с этим уже в 80-е г. развитые страны Европы и США берут курс на биологизацию и энергосбережение и создают органические, биодинамические и другие системы земледелия. Однако они не решают одну из главных проблем земледелия – создание в пространстве и времени высокопродуктивных агроэкосистем из-за варьирования почвенного покрова, который определяет неоднородность агрофитоценозов. Начало решения этой проблемы с качественной стороны положено еще в ХV111 веке. С 1988 года США приcтупили к разработке «высокотехнологического» земледелия, получившего в Европе название точного или прецизионного. Но данное «высокотехнологическое» земледелие базируется на техноцистской основе (Жученко, 2004) и до настоящего времени не имеет точных количественных критериев выделения структуры почвенного покрова и его картографического отображения (Кирюшин, 2005). Это не позволяет адресно реализовать возможности по элиминированию продуктивности агроэкосистем в пространстве существующих систем земледелия, а также приводит к большим системным затруднениям при использовании техноцистского подхода. Поэтому актуальной проблемой развития теории и практики прецизионного земледелия является создание методологии формализации на точных количественных критериях структуры агроландшафта и его элементов (рельеф, почвенный покров, агрофитоценозы, грунтовые воды и т. д.), и отображения их на специальных тематических картах.

Цель и задачи исследований. Цель наших исследований – разработать методологию развития теории и практики прецизионного земледелия. Для достижения цели необходимо было решить следующие задачи:

- изучить особенности потоковой методологии строения агроландшафта для создания теоретических и практических основ прецизионного земледелия;

- показать возможности потоковых тематических средне- и крупномасштабных карт, как базиса для создания прецизионных систем земледелия;

- определить закономерности влияния агротехнических приемов на продуктивность агрофитоценозов, плодородие почв и энергетическую эффективность по элементам потоковых структур;

- установить количественные связи показателей плодородия почв агроэкосистем с морфометрическими характеристиками рельефа потоковых структур, необходимых для оценки земли и проектирования прецизионных систем земледелия.

Научная новизна. Впервые предлагается новый методологический подход в использовании серии специальных потоковых карт, как теоретической и практической основы для построения прецизионного земледелия:

- разработана физико-геометрическая модель членения поверхности агроландшафтов на повышения (потоки) и понижения (подложка) с помощью вторых производных от горизонталей топографических карт – морфоизограф (линий равной плановой кривизны);

- впервые используется методология потоковых структур агроландшафта (рельеф, почвы, грунты и грунтовые воды, растительность и др.) для разработки и освоения точных систем земледелия;

- доказано влияние факторов интенсификации земледелия (состав культур, приемы основной обработки почвы, системы удобрений и т. д.) на выравненность агрофитоценозов по элементам потоковых структур;

- установлены количественные связи показателей плодородия почв (гумус, питательные элементы, поглощенные основания, механический состав и др.) с морфометрическими характеристиками рельефа потоковых структур.

Основные защищаемые положения:

- формирование почвенного покрова агроценозов происходит в соответствии с развитием потоковых структур ландшафта;

- потоковая методология картографического отображения структуры почвенного покрова является объединяющей основой проектирования и реализации прецизионных систем земледелия;

- факторы интенсификации земледелия по-разному элиминируют плодородие почв и продуктивность агрофитоценозов по элементам потоковых структур;

- связи элементов плодородия почв с морфометрическими величинами рельефа потоковых структур являются количественной основой при проектировании и реализации прецизионного земледелия.

Практическая значимость работы. Применение потоковой методологии отображения структуры агроэкосистем обеспечивает проектным организациям и хозяйствам разных форм собственности следующие перспективы: