26267

Понятийный аппарат агротехнологий и их классификация

Лекция

Лесное и сельское хозяйство

Усвоение базовых понятий агротехнологий их классификации и места в адаптивноландшафтных системах земледелия. Агротехнологии рассматриваются как составная часть адаптивноландшафтных систем земледелия. Агротехнологии как составная часть адаптивноландшафтных систем земледелия. Классификация агротехнологий как составная часть адаптивноландшафтных систем земледелия Современные агротехнологии представляют собой комплексы технологических операций по управлению продукционным процессом сельскохозяйственных культур в агроценозах с целью достижения...

Русский

2013-08-18

86.5 KB

48 чел.

Учебный модуль 1

«Агроэкологическая оценка сельскохозяйственных культур

Модульная единица 1.1.

Лекция «Понятийный аппарат агротехнологий и их классификация»

Цели и задачи. Усвоение базовых понятий агротехнологий, их классификации и места в адаптивно-ландшафтных системах земледелия.

Аннотация. Агротехнологии рассматриваются как составная часть адаптивно-ландшафтных систем земледелия. Они формируются в соответствии с различными агроэкологическими условиями, биологическими требованиями  сельскохозяйственных культур, уровнями интенсификации производства, требованиями рынка, хозяйственных укладов с учетом экологической безопасности.

Ключевые слова: экстенсивные, нормальные, интенсивные, высокие агротехнологии, пакеты агротехнолоий, агроэкологические требования культур, классификация агротехнологий, экологический адрес агротехнологий, ГИС, биодинамические технологии, толерантные, пластичные, интенсивные сорта, экологический риск, качество продукуции

Рассматриваемые вопросы:

1. Агротехнологии как составная часть адаптивно-ландшафтных систем земледелия.

2. Классификация агротехнологий

Содержание лекции

Понятийный аппарат агротехнологий и их классификация

1. Классификация агротехнологий как составная часть адаптивно-ландшафтных систем земледелия

Современные агротехнологии представляют собой комплексы технологических операций по управлению продукционным процессом сельскохозяйственных культур в агроценозах с целью достижения планируемой урожайности и качества продукции при обеспечении экологической безопасности и определенной экономической эффективности. Агротехнологии связаны в единую систему управления агроландшафтом через севообороты, системы обработки почвы, удобрения и защиты растений, то есть являются составной частью адаптивно-ландшафтных систем земледелия. При этом они имеют индивидуальное значение, определяемое прежде всего особенностями сорта, поскольку каждому типу сорта (по назначению, интенсивности и другим параметрам) соответствует определенная система управления продукционным процессом и структурная модель агроценоза.

Важнейшие принципы формирования агротехнологий включают:

  •  альтернативность, возможности выбора;
  •  адаптированность к природным условиям на основе агроэкологической оценки земель, к различным уровням интенсификации производства на основе технологических нормативов, к хозяйственным укладам;
  •  динамический подход к созданию и управлению агроценозами путем последовательного устранения лимитирующих условий;
  •  формирование пакетов агротехнологий с учетом системных связей, выявляемых в многофакторных полевых экспериментах;

- открытость  новейшим достижениям научно-технического прогресса;

  •  преемственность.

Методология формирования агротехнологий заключается в последовательном преодолении факторов, лимитирующих урожайность культуры и качество продукции.

Формирование и проектирование агротехнологий осуществляется в рамках адаптивно-ландшафтных систем земледелия, обусловленных совокупностью природных и социально-экономических факторов:

1) общественные (рыночные) потребности (рынок продуктов, потребности животноводства, требования переработки продукции);

2) агроэкологические требования культур и их средообразующее влияние;

3) агроэкологические параметры земель (природно-ресурсный потенциал);

4) производственно-ресурсный потенциал, уровни интенсификации;

5) хозяйственные уклады, социальная инфраструктура;

6) качество продукции и среды обитания, экологические ограничения.

Исходя из этого подхода сформулировано определение системы земледелия: адаптивно-ландшафтная система земледелия – это система использования земли определенной агроэкологической группы, ориентированная на производство продукции экономически и экологически обусловленного количества и качества в соответствии с общественными (рыночными) потребностями, природными и производственными ресурсами, обеспечивающая устойчивость агроландшафта и воспроизводство почвенного плодородия.

Термин “ландшафтная” в названии системы означает, что она разрабатывается применительно к конкретной категории агроландшафта, трансформированной через призму агроэкологической оценки в агроэкологическую группу земель. При этом звенья систем земледелия и агротехнологии формируются в пределах агроэкологических типов земель (т.е. участков, однородных по условиям возделывания культуры или группы культур с близкими агроэкологическими требованиями); элементы (приемы обработки, посева и т.п.) дифференцированы в соответствии с элементарными ареалами агроландшафта (т.е. элементами мезорельефа, ограниченными элементарными почвенными структурами); а организация территории осуществляется с учетом структуры ландшафта и условий его функционирования.

Термин “адаптивная” означает адаптированность системы земледелия  ко всему комплексу обозначенных условий.

Совокупность адаптивно-ландшафтных систем земледелия в пределах природно-сельскохозяйственной провинции названа зонально-провинциальным агрокомплексом.

В пределах землепользования достаточно крупных хозяйств может встречаться несколько агроэкологических групп земель, для которых должны разрабатываться соответствующие адаптивно-ландшафтные системы земледелия. Тогда их совокупность в пределах сельскохозяйственного предприятия может называться хозяйственным агрокомплексом.

На основе данной методологии сформирована классификация адаптивно-ландшафтных систем земледелия, которая начинается с определения их агроэкологической принадлежности, исходя из природно-сельскохозяйственного районирования и группировки земель в пределах провинции (табл.1.1.).

Реализация потенциальных возможностей использования земельного ресурса, определяемого группой земель, зависит от  потребностей рынка и производственного потенциала товаропроизводителя, уровня интенсификации и социально-экономических условий, что также отражено в классификации. Из экологически возможного набора культур специализация растениеводства окончательно определяется рынком, что обозначается терминами «зерновая», «кормовая» и т.д.

Количественная и качественная сторона производства зависит от уровня его интенсификации, то есть наукоемкости и обеспеченности современными производственными ресурсами. В данном отношении системы земледелия разделяются на ряд уровней

В качестве одного из традиционных критериев классификации систем земледелия применяется форма использования земли и воспроизводства плодородия почвы. По этому критерию выделяются виды систем земледелия: паровая, плодосменная, контурно-мелиоративная и др.

Наконец, в особую категорию выделены системы земледелия с ограничениями, или исключением применения удобрений и пестицидов во избежание риска загрязнения водоохранных, курортных зон и т.п. В эту же категорию отнесены альтернативные системы земледелия: биодинамическая, органическая.

1.1. Классификация адаптивно-ландшафтных систем земледелия (В.И. Кирюшин, 1993)

Агроэкологические условия

Основные направления растениеводства

Уровень интенсификации

Форма использования земли и воспроизводства плодородия почвы

Ограничения химизации

Природно-сельскохозяйственная зона

Провинция

Агроэкологическая группа земель

Среднетаежная,

Южно-таежная,

Лесостепная,

Степная,

Сухостепная

Среднерусская,

Южнорусская,

Предкавказская,

Заволжская,

Предуральская,

Западносибирская

Плакорные,

Эрозионные,

Дефляционные,

Переувлажненные,

Засоленные,

Солонцовые,

Литогенные,

Мерзлотные

Зерновая,

Кормовая,

Технических культур,

Луго-пастбищная

Экстенсивная,

Нормальная,

Интенсивная,

Высокоинтенсивная

(точная)

Паровая,

Плодосменная,

Мелиоративная,

Контурно-мелиоративная,

Биодинамическая,

Органическая

Пример: Западносибирская лесостепная зерно-кормовая противоэрозионная интенсивная система земледелия на холмисто-увалистых равнинах с выщелоченными черноземами

2. Классификация агротехнологий

Адаптивно-ландшафтные системы земледелия реализуются пакетами агротехнологий для различных природных и производственных условий. По совокупности этих условий разработана классификация этих агротехнологий (табл. 1.2).

1.2. Классификация агротехнологий

Агроэкологические типы земель

Назначение продукции

Уровень интенсификации

Способ производства

Ограничения химизации

Слабоэрозионные

Сильноэрозионные

Малосолонцовые

Сильносолонцовые и т.д.

Продовольственная

Кормовая

Техническая

Экстенсивная

Нормальная

Интенсивная

Высокоинтенсивная (точная)

Почвозащитная

Мелиоративная

Гребнегрядовая

Биодинамическая

Органическая

Биологическая

Исходной позицией данной классификации является точный экологический адрес агротехнологии. Это агроэкологический тип земель, составляемый из элементарных ареалов агроландшафта в пределах агроэкологической группы земель, для которой разрабатывается адаптивно-ландшафтная система земледелия. Например, в пределах группы эрозионных земель выделяются слабоэрозионные, среднеэрозионные, сильноэрозионные типы земель; в группе солонцовых – слабосолонцовые, сильносолонцовые и т.д., которым соответствуют различные агротехнологии.

Следующая позиция – производственное назначение возделываемой культуры по характеру использования продукции, например пшеница продовольственная или кормовая; ячмень фуражный или пивоваренный; кукуруза на зерно или силос и т.д.

Технологии возделывания одной и той же культуры могут существенно различаться  по способу производства. Например, возделывание пшеницы на плакорных, дефляционных, солонцовых землях существенно различается. Соответственно выделяются почвозащитные, мелиоративные агротехнологии.

По фактору интенсивности выделяют четыре категории технологий:

Экстенсивные технологии, ориентированные на использование естественного плодородия почв без применения удобрений и других химических средств или с очень ограниченным их использованием.

Нормальные технологии, обеспеченные минеральными удобрениями и пестицидами в том минимуме, который позволяет осваивать почвозащитные системы земледелия, поддерживать средний уровень окультуренности почв, устранять дефицит элементов минерального питания, находящихся в критическом минимуме и давать удовлетворительное качество продукции. В этих технологиях используются пластичные сорта зерновых.

Интенсивные технологии, рассчитанные на получение планируемого урожая высокого качества в системе непрерывного управления продукционным процессом сельскохозяйственной культуры, обеспечивающие оптимальное минеральное питание растений и защиту от вредных организмов и полегания. Интенсивные технологии предполагают применение интенсивных сортов и создание условий для более полной реализации их биологического потенциала. Интенсивные технологии, рассчитанные, например, на 40-50 ц/га озимой пшеницы высокого качества, могут быть реализованы с использованием отечественной серийной техники, сортов, удобрений и импортных пестицидов.

Высокоинтенсивные технологии, рассчитанные на достижение урожайности культуры, близкой к ее биологическому потенциалу с заданным качеством продукции с помощью современных достижений научно-технического прогресса при минимальных экологических рисках. Они относятся к категории так называемого точного земледелия с использованием прецизионной техники, современных препаратов, информационных технологий. Высокоинтенсивные, или высокие технологии  являют собой качественный скачок и в создании сортов, и в подготовке почвы, и в насыщении технологическими операциями по уходу за посевами. В высоких технологиях достигается максимальная интеграция агроприемов  с учетом их системного взаимодействия. Их следует осваивать в первую очередь в опытных и базовых хозяйствах научных центров для демонстрации возможностей научно-технического прогресса.

В табл. 1.3. представлены характеристики агротехнологий различных уровней. Как видим, высокоинтенсивные или точные агротехнологии занимают особое положение. Они создаются для особых сортов растений с высоким генетическим потенциалом продуктивности и качества продукции, который реализуется точным регулированием продукционного процесса по микропериодам органогенеза различными средствами. Для этого необходимы дружный рост и развитие растений, что обеспечивается точным размещением семян на одинаковую глубину в условиях исключительно ровной поверхности на производственных участках с однородным почвенным покровом и оптимальными условиями увлажнения, теплообеспеченности, почвенного плодородия. Подбор таких участков – необходимое условие высокой эффективности технологии. Почвенно-микроландшафтная неоднородность сильно усложняет технологический процесс в связи с необходимостью маневрирования технологическими операциями в изменяющихся режимах доз удобрений, препаратов и т.п. По мере усложнения почвенно-ландшафтных условий ограничиваются возможности интенсификации агротехнологий без специальных мелиораций, или она исключается. Например, при наличии почвенных мозаик, ташетов повышенной контрастности, почвенных комплексов с западинным микрорельефом полностью исключаются не только высокоинтенсивные агротехнологии, но и интенсивные. На комплексах с участием пятен солонцов, глееватых и других неблагополучных почв с относительно благоприятным микрорельефом возможно применение интенсивных и, ограниченно, высоких технологий после их мелиорации и т.д. Одним словом, путь к высокоинтенсивному использованию земель лежит через понимание многообразных почвенно-ландшафтных условий, их агроэкологическую идентификацию и отбор подходящих производственных участков.

В случае высокой агротехнологии ставится задача последовательной оптимизации всех регулируемых лимитирующих факторов,  максимально возможного использования ФАР, тепла, влаги и генетического потенциала сортов растений. Важно при этом понимать, что любое нарушение продукционного процесса  вследствие природных катаклизмов или технологических ошибок может резко снизить эффективность агротехнологий. Очевидно, ориентироваться на максимальную интенсификацию технологий целесообразно в относительно благополучных природных условиях с минимальной вероятностью стрессовых ситуаций (засуха и пр.) при высоком профессионализме исполнителей, вооруженных последними достижениями научно-технического прогресса.

1.3.Сравнительная оценка агротехнологий различного уровня интенсификации ()

Основные показатели

Агротехнологии

Экстенсивные

Нормальные

Интенсивные

Высокие

Сорта

Толерантные

Пластичные

Интенсивные

С заданными параметрами

Почвенно-ландшафтные условия

Различной сложности

Умеренно сложные

КУ>0,6 плоские ЭАА, пятнистости

КУ>0,8 плоские ЭАА, однородные ПК

Удобрение

Нет

Поддерживающее

Программированное

Точное

Защита растений

Эпизодическая

Ограниченная, против наиболее вредоносных видов

Интегрированная

Экологически сбалансированная

Обработка почвы

Система вспашки

Почвозащитная комбинированная

Дифференцированно минимизированная

Оптимизированная

Техника

1…2-го поколения

3-го поколения

4-го поколения

Прецизионная

Качество продукции

Неопределенное

Неустойчиво удовлетворительное

Отвечающее требованиям переработки и рынка

Сбалансированное по всем компонентам

Землеоценочная основа

Почвенные карты 1 : 25 000

Почвенные карты 1 : 10 000

Почвенно-ландшафтные карты

ГИС

Экологический риск

Активная деградация почв и ландшафтов

Деградация почв

Риск загрязнения

Минимальный риск

Профессиональный уровень исполнителей

Техник

Дипломированный специалист

Магистр

Применение высоких технологий сводит к минимуму экологические риски химического загрязнения по сравнению с интенсивными агротехнологиями и предотвращает деградацию почв и ландшафтов по сравнению с нормальными и тем более экстенсивными агротехнологиями. В первом случае это происходит благодаря применению сортов растений устойчивых к вредным организмам (в том числе трансгенных) и соответственно сокращению химических обработок, использованию высокоэффективных биопрепаратов,  точному внесению под растения и на растения агрохимических средств, повышению роли биологического азота в азотном балансе агроценозов. Во втором случае важное значение имеет сокращение уплотняющего воздействия на почву движителей машин благодаря постоянной технологической колее, обогащение почвы растительными остатками вследствие повышения продуктивности агроценозов, регулирование почвенных режимов.

Фактический уровень интенсификации агротехнологий в хозяйстве выбирается в зависимости от производственно-ресурсного потенциала товаропроизводителя. При наличии сортов интенсивного типа и агрохимических ресурсов, необходимых для оптимального питания растений и интегрированной защиты от вредных организмов, практикуются интенсивные технологии с постоянной технологической колеей для ухода за посевами. Уровень и качество урожая планируются в них исходя из нормативов влагопотребления и других достаточно высоких показателей реально достигнутых в передовых хозяйствах региона с использованием отечественной техники. Для выполнения этих технологий требуется достаточно высокая профессиональная подготовленность агрономов-технологов, ибо ошибки и необоснованные сокращения технологических операций сводят на нет все усилия и затраты.

Если не позволяет уровень квалификации специалистов, обеспеченность ресурсами или агроэкологические условия сельскохозяйственного предприятия (засушливость климата, сложный почвенный покров, рельеф и др.), следует ориентироваться на нормальные агротехнологии, выполняемые с учетом защиты почв от эрозии и дефляции, в которых используются пластичные сорта растений, агрохимические средства применяются в режиме компенсации острых дефицитов элементов питания, устранения повышенной кислотности, солонцеватости почв и защиты растений от вспышек вредных организмов. Данные технологии отвечают среднему уровню агрономической культуры.

Особняком стоят экстенсивные агротехнологии, рассчитанные на использование естественного плодородия почв. Они сопровождаются деградацией почв и ландшафтов, поскольку почвозащитные мероприятия (мульчирующая обработка почвы и др), как правило, невозможны или затруднены без применения агрохимических средств.

С традиционными экстенсивными агротехнологиями не следует смешивать альтернативные агротехнологии, которые выступают под различными названиями. Они занимают особое место в данной классификации. В России опыт их применения весьма невелик, хотя интерес к ним возрастает.

Контрольные вопросы.

1. Дайте определение агротехнологии и адаптивно-ландшафтной системы земледелия.

2. Каково место агротехнологий в системах земледелия, какая связь между ними?

3. Каковы принципы формирования агротехнологий?

4. Какое значение имеют многофакторные полевые эксперименты при разработке агротехнологий?

5. что значит альтернативность как один из принципов формирования агротехнологий?

6. Что означает понятие «пакет технологий» возделывания сельскохозяйственной культуры?

7. Охарактеризуйте классификацию адаптивно-ландшафтных систем земледелия.

8. Что означает «экологический адрес» адаптивно-ландшафтной системы земледелия?

9. Охарактеризуйте классификацию агротехнологий.

10. Какая разница между интенсивными и высокими агротехнологиями?

11. Как изменяются экологические риски при использовании различных агротехнологий?

12. Как изменяются требования к землеоценочной основе от экстенсивных агротехнологий к высоким?


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

34307. Понятие о системах технологических процессов 24 KB
  Понятие о системах технологических процессов. Система это целое составленное из отдельных частей ке находятся в тесном отношении между собой . Технологическая система это совокупность взаимосвязанных предметов производства исполнителей и направлено на выполнение отдельных операций и процессов в целом. Между операцией в технологическом процессе и системах можно считать условленным так как они имеют опред.
34308. Исторические этапы развития систем технологий 27.5 KB
  В своем развитии системы технологических процессов прошли ряд исторических этапов. Однако сознательная организация системы технологических процессов произошла в средневековье. Впервые организованная система технологических процессов проявила себя в цехах ремесленников. По структуре цехи ремесленников представляли собой систему параллельных технологических процессов.
34309. Классификационные признаки систем технологий 23 KB
  Важнейшим признаком характеризующим технологические системы является их структура. Механизированная отличается использованием различных механизмов для осуществления как рабочих так и вспомогательных процессов в элементах системы участок станков машиностроительного предприятия. Жесткая связь подсистем характеризуются немедленным прекращением функционирования технологической системы в целом при отказе хотя бы одной подсистемы. При нежесткой связи между элементами системы возможно непродолжительное функционирование системы в случае...
34310. Структура технологической системы производства 25.5 KB
  Структура технологической системы производства. Свойства элементарных технологических процессов распространяются и на технологические системы более высокого иерархического уровня которые образованы совокупностями технологических процессов. Таким образом технологическую систему производства образуют параллельные последовательные и комбинированные системы технологических процессов. Еще одним важным фактором в формировании технологических систем являются технологические связи между элементами системы а также их характер.
34311. Взаимосвязь технологических и организационных структур производства 26 KB
  Взаимосвязь технологических и организационных структур производства. Характер формирования систем технологических процессов а также связей между ними имеет определяющее значение для формирования управляющих воздействий. Поэтому можно четко проследить взаимосвязь технологических и организационных структур производства. Например ремесленный цех с его ярко выраженной параллельной системой технологических процессов на определенном этапе исторического развития видоизменился в мануфактуру с последовательными технологическими процессами.
34312. Специфика развития параллельных и последовательных технологических систем 26 KB
  Перевод слабых составляющих системы на более высокую ступень позволит улучшить характеристики системы так как в ней ликвидируются звенья которые обуславливали в наибольшей степени неудовлетворительное функционирование системы. Таким образом ориентация на два различных типа развития позволит ставить задачу определения предпочтительности одного из них применительно к составляющим элементам параллельной системы. Такое целенаправленное развитие дает больший эффект чем при одновременном развитии всех составляющих изза различной готовности...
34313. Основные закономерности и направления развития систем технологических процессов 23.5 KB
  При этом важной особенностью развития технологических систем является их тип параллельной или последовательной связи элементов системы. Технологические системы в общем случае развиваются как и технологические процессы эволюционным и революционным путем. Однако системы технологических процессов неоднородны по восприятию рационалистического и эвристического развития. Как и в случае развития технологических процессов необходимым и достаточным условием революционного развития является совершенствование рабочих процессов хотя бы в...
34314. Реальный и потенциальный уровень технологии системы 25.5 KB
  Реальный и потенциальный уровень технологии системы. Реальная технологическая система характеризуется не только величиной уровня технологии который соответствует конкретным пропорциям между производительностью и затратами прошлого труда то есть реальным уровнем технологии но и максимальным потенциальным уровнем технологии который может быть достигнут в данной технологической системе при неизменных уровнях технологии ее составляющих. Потенциальный уровень технологии является верхней границей достижение которой будет означать что...
34315. Природное сырье и его характеристика 24.5 KB
  Природное сырье и его характеристика Сырьем наз. По агрегатному состоянию сырье делится на твердое жидкое и газообразное. По составу сырье делят на органическое и неорганическое. По происхождению различают сырье минеральное растительное и животное.