Термин « система земледелия» относится к культурам, последовательностям посевов и методам управления, используемым на конкретном сельскохозяйственном поле в течение многих лет. Он включает в себя все пространственные и временные аспекты управления сельскохозяйственной системой. Исторически системы земледелия были разработаны для максимизации урожайности, но современное сельское хозяйство все больше уделяет внимание обеспечению экологической устойчивости систем земледелия. [1]
Выбор культуры
Выбор культуры занимает центральное место в любой системе земледелия. При оценке того, будет ли посажена данная культура, фермер должен учитывать ее прибыльность, приспособляемость к изменяющимся условиям, устойчивость к болезням и потребность в конкретных технологиях во время выращивания или сбора урожая. [2] Они также должны учитывать преобладающие экологические условия на своей ферме и то, как урожай будет соответствовать другим элементам их производственной системы. [2]
Организация посевов и севооборот
Монокультура - это практика выращивания одной культуры на определенной территории, где поликультура включает выращивание нескольких культур на одной территории. Монокультура (или непрерывная монокультура) - это система, при которой одна и та же культура выращивается на одной и той же территории в течение нескольких вегетационных сезонов. Многие современные фермы состоят из нескольких полей , которые можно обрабатывать отдельно и, таким образом, использовать в чередовании севооборотов . Севооборот используется на протяжении тысяч лет и, как было установлено, широко используется для повышения урожайности и предотвращения вредных изменений в почвенной среде, которые ограничивают продуктивность в долгосрочной перспективе. [3] Хотя конкретные механизмы, регулирующие этот эффект, до конца не изучены, [4] они, как полагают, связаны с различными эффектами различных сельскохозяйственных культур на химические, физические и микробиологические свойства почвы. [5] Воздействуя на почву по-разному, культуры в севообороте помогают стабилизировать изменения в ее свойствах. Еще одно соображение заключается в том, что многие сельскохозяйственные вредители являются видоспецифичными и поэтому наличие определенного вида на поле лишь в некоторых случаях помогает предотвратить рост популяций вредителей. [6]
Организация отдельных растений на поле также варьируется и обычно зависит от выращиваемой культуры. Многие овощи, злаки и фрукты выращиваются в смежные ряды , достаточно широкие, чтобы их можно было выращивать (или скашивать, в случае фруктов) без повреждения сельскохозяйственных культур. Другие системы стремятся к максимальной плотности растений и не имеют такой организации. Корма выращиваются таким образом, поскольку ожидается движение животных, и для их питания требуется максимальная плотность растений, как и покровные культуры, поскольку их цель - бороться с сорняками и предотвращать эрозию почвы, в значительной степени зависит от плотности. [7]
Управление остатками
Обработка пожнивных остатков важна в большинстве систем. Некоторые из питательных веществ, содержащихся в этих мертвых тканях, становятся доступными для сельскохозяйственных культур во время разложения [8], что снижает потребность во внесении удобрений . Оставление остатков на месте также увеличивает содержание органического вещества почвы (ПОВ) , что имеет ряд преимуществ. [9] Конкретные методы управления могут иметь ряд других воздействий.
Обработка почвы
Обработка почвы - это основной метод обработки пожнивных остатков фермерами. Различные типы обработки почвы приводят к разному количеству растительных остатков, попадающих в профиль почвы. При традиционной или интенсивной обработке почвы на поле обычно остается менее 15% растительных остатков, при уменьшенной обработке - 15–30%, а в системах консервативной обработки почвы остается не менее 30% пожнивных остатков на поверхности почвы. [10] Различия, наблюдаемые между этими системами, разнообразны, и до сих пор ведутся серьезные споры об их относительном экономическом и экологическом воздействии, но ряд широко заявленных преимуществ привел к серьезному сдвигу в сторону уменьшения обработки почвы в современных системах земледелия. [11]
В целом, в результате чего остатки на результатах поверхности почвы в Мульчирование эффект , который помогает контролировать эрозию , [12] предотвращает чрезмерное испарение, и подавляет сорняки, [13] , но может потребовать использования специализированного посадочного оборудования. [14] Включение остатков в профиль почвы приводит к быстрому разложению почвенными микроорганизмами [15], что облегчает посадку и в некоторых случаях может означать, что питательные вещества будут доступны растениям раньше, но при этом обеспечивается ограниченный контроль эрозии и подавление сорняков.
При уменьшенной обработке почвы или при нулевой обработке почвы ограниченное воздействие почвенных микроорганизмов может замедлить скорость разложения, таким образом задерживая превращение органических полимеров в диоксид углерода и увеличивая количество углерода, улавливаемого системой, [16] [17] [18], хотя в на плохо аэрируемых почвах это может быть частично компенсировано увеличением выбросов закиси азота. [19]
Горение
В некоторых системах сжигаются остатки . Это быстрый и дешевый способ очистить поле для подготовки к следующей посадке, он может помочь в борьбе с вредителями, но имеет ряд недостатков: органическое вещество (углерод) теряется из системы, почва обнажается и становится более восприимчивой. эрозии, а образующийся дым является загрязнителем атмосферы. [20] Во многих частях мира эта практика ограничена или запрещена. [21]
Удаление
Остатки сельскохозяйственных культур, особенно в развивающихся странах, могут быть удалены и использованы для употребления в пищу людьми или животными или для других целей. [22] Это обеспечивает вторичный источник средств к существованию или дохода, но исключает выгоды, связанные с оставлением остатков в системе.
Управление питательными веществами
Питательные вещества истощаются во время роста сельскохозяйственных культур, и их необходимо восстанавливать или заменять, чтобы сельское хозяйство продолжалось на участке земли. Обычно это достигается с помощью удобрений, которые могут быть органическими или синтетическими. Важным компонентом движения за органическое сельское хозяйство является предпочтение органических удобрений.
Чрезмерное удобрение не только дорого, но может нанести вред посевам и иметь ряд экологических последствий. [23] Таким образом, существует значительный интерес к разработке планов управления питательными веществами для отдельных участков, которые пытаются оптимизировать нормы внесения удобрений.
Управление водными ресурсами
Влажность почвы является важным фактором развития растений, и ее необходимо поддерживать в пределах определенного диапазона на протяжении всего периода выращивания. Диапазон допустимых условий влажности варьируется от культуры к культуре. Орошение и мелкозернистые добавки могут использоваться для увеличения влажности почвы, тогда как более грубые добавки и такие технологии, как дренаж плитки, могут использоваться для ее уменьшения. [24] [25]
Смотрите также
Рекомендации
- ^ Бланко, Умберто (2010). Принципы сохранения и рационального использования почв . Springer Science. С. 167–193. ISBN 978-9048185290.
- ^ а б «Факторы в выборе культур» . CropsReview.Com . Проверено 23 ноября 2016 .
- ^ Баллок, Д.Г. (1 января 1992 г.). «Севооборот». Критические обзоры в науках о растениях . 11 (4): 309–326. DOI : 10.1080 / 07352689209382349 . ISSN 0735-2689 .
- ^ «Алианза СИДАЛК» . www.sidalc.net . Проверено 23 ноября 2016 .
- ^ «Почему так важен севооборот?» . Проверено 23 ноября 2016 .
- ^ Брюкманн, доктор Стефан. «Севооборот» . www.oisat.org . Проверено 23 ноября 2016 .
- ^ Бреннан, Эрик; Смит, Ричард (2005). «Рост зимних покровных культур и подавление сорняков на центральном побережье Калифорнии» . Технология сорняков . 19 (4): 1017–1024. doi : 10.1614 / WT-04-246R1.1 - через NALDC.
- ^ «Значение органического вещества почвы» . www.fao.org . Проверено 28 ноября 2016 .
- ^ Бот, Александра (2005). «Важность органического вещества почвы» (PDF) . ФАО . ФАО . Проверено 23 ноября 2016 года .
- ^ «Определения типов обработки почвы» . www.ctic.purdue.edu . Архивировано из оригинала на 2016-11-24 . Проверено 23 ноября 2016 .
- ^ Хаггинс, Дэвид; Реганольд, Джон (2008). "No-Till: Тихая революция" (PDF) . USDA . USDA . Проверено 28 ноября +2016 .
- ^ Пол В. Унгер (1994). Управление сельскохозяйственными остатками . CRC Press. п. 19. ISBN 978-0-87371-730-4.
- ^ Аморосо, Габриэле; Франги, Пьеро; Пьятти, Риккардо; Фини, Алессио; Феррини, Франческо (01.12.2010). «Влияние мульчирования на рост растений и сорняков, содержание влаги в субстрате и температуру у гигантских туи, выращиваемых в контейнерах» . HortTechnology . 20 (6): 957–962. ISSN 1063-0198 .
- ^ «Управление остатками» . Wheatdoctor.org . Проверено 29 ноября 2016 .
- ^ Коппенс, Филип; Гарнье, Патрисия; Финделинг, Антуан; Меркс, Роэль; Рекус, Сильви (2007-09-01). «Разложение мульчированных пожнивных остатков по сравнению с заделанными: моделирование с помощью PASTIS проясняет взаимосвязь между качеством пожнивных остатков и их местоположением». Биология и биохимия почвы . 39 (9): 2339–2350. DOI : 10.1016 / j.soilbio.2007.04.005 .
- ^ Абивен, Самуил; Рекус, Сильви (2007-02-07). «Минерализация пожнивных остатков на поверхности почвы или включения в почву в контролируемых условиях» (PDF) . Биология и плодородие почв . 43 (6): 849–852. DOI : 10.1007 / s00374-007-0165-2 . ISSN 0178-2762 .
- ^ Кахлон, Мехарбан Сингх; Лал, ротанг; Анн-Варугезе, Мерри (01.01.2013). «Двадцать два года обработки почвы и мульчирования влияют на физические характеристики почвы и связывание углерода в Центральном Огайо». Исследования почвы и обработки почвы . 126 : 151–158. DOI : 10.1016 / j.still.2012.08.001 .
- ^ Bayer, C .; Мартин-Нето, Л .; Mielniczuk, J .; Павинато, А .; Диков, Дж. (1 апреля 2006 г.) «Связывание углерода в двух бразильских почвах Серрадо при нулевой обработке почвы». Исследования почвы и обработки почвы . 86 (2): 237–245. DOI : 10.1016 / j.still.2005.02.023 .
- ^ Рошетт, Филипп (01.09.2008). «No-till увеличивает выбросы N2O только на плохо аэрируемых почвах». Исследования почвы и обработки почвы . 101 (1–2): 97–100. DOI : 10.1016 / j.still.2008.07.011 .
- ^ «Сжигание щетины» . Хозяйство Виктории . 29 февраля 2016.
- ^ «Положения о пожарах (пожаре) сельскохозяйственных культур» . 1993 г.
- ^ Прасад, Раджендра; Власть, JF (1991-01-01). Стюарт, BA (ред.). Успехи почвоведения . Успехи почвоведения. Springer Нью-Йорк. С. 205–251. DOI : 10.1007 / 978-1-4612-3030-4_5 . ISBN 9781461277682.
- ^ «Как удобрения влияют на окружающую среду» . Новости окружающей среды Южной Африки . 2015-04-20 . Проверено 29 ноября 2016 .
- ^ «Сельскохозяйственные оросительные системы» . www.vandenbussche.com . Проверено 29 ноября 2016 .
- ^ «Планирование системы подземного дренажа в сельском хозяйстве: дренаж в сельском хозяйстве: расширение Миннесотского университета» . www.extension.umn.edu . Архивировано из оригинала на 2016-11-29 . Проверено 29 ноября 2016 .
- Эта статья включает материалы, являющиеся общественным достоянием, из документа Исследовательской службы Конгресса США : Джаспер Вомач. «Отчет для Конгресса: Сельское хозяйство: Глоссарий терминов, программ и законов, издание 2005 г.» (PDF) .