Особенности биотехнологического земледелия Минск
|
Скачать 3.68 Mb.
|
|
2.2. РОЛЬ СИСТЕМЫ ЗЕМЛЕДЕЛИЯ В ПОДДЕРЖАНИИ И ВОСПРОИЗВОДСТВЕ ПОЧВЕННОГО ПЛОДОРОДИЯ С самых ранних периодов развития земледелия человечество столкнулось с явлением утраты почвой своего плодородия. Первый способ борьбы с этим явлением отличался простотой. Почву переставали обрабатывать, а распахивали новые участки целины, которые раньше не обрабатывались. Так сложилась залежная система земледелия. Численность населения росла, а площадь пашни не увеличивалась. Поэтому пришлось уже вторично распахивать угодья, которые раньше были заброшены, как утратившие свое плодородие. Такие участки давали урожаи, не отличающиеся по своей величине от урожаев по целине. Таким образом, залежная система борьбы с утратой почвенного плодородия эволюционировала в переложную систему восстановления плодородия почвы. Так же как и в залежной системе земледелия, и под влиянием той же ограниченности земной поверхности и растущей численности населения, в переложной системе пришлось все чаще возвращаться к ранее возделываемым участкам. Период «отдыха» почвы все более сокращался. При этом выяснилась прямая зависимость срока культурного пользования почвой от продолжительности срока пребывания ее в перелоге. Сначала срок культурного периода равнялся 7–8-ми годам, но с сокращением срока «отдыха» земли в перелоге сокращался и срок культурного пользования. Урожаи культурных растений падали, и качество зерна ухудшалось. Все более увеличивалась засоренность полей, и под конец культурного возделывания урожай наполовину состоял из семян сорняков. Сокращаясь, длительность перелога дошла, в зависимости от природных качеств почвы, до одного-двух лет. Так переложная система естественным путем эволюционировала в паровую систему восстановления плодородия почвы. Стали типичными трехпольные севообороты: пар, рожь, овес; пар, пар, рожь; пар, пар, овес или ячмень и т. д. При господствующих севооборотах в течение многих лет солома использовалась для приготовления навоза, который весь шел для удобрения запольных приусадебных участков. В то время картофель, капуста, бобовые, лен, рапс, сахарная свекла и другие культуры возделывались на запольных участках, и на них шел весь навоз. К этому времени скопилось достаточное количество анализов золы культурных растений, которые позволили Ю. Либиху разделить их на три группы: фосфорная, калийная и известковая. Эти три группы совпадают с производственными группами сельскохозяйственных растений – зерновые, корнеплоды, технические и бобовые. Учитывая все это, Ю. Либих со всей силой своего таланта популяризатора стал бороться за введение плодопеременного, или многопольного севооборота. Предполагалось, что в то время, как поле было занято, например, зерновыми и вслед за ними – техническими культурами, из почвы отчуждались преимущественно известь и калий, а фосфор, который потребляется этими растениями в малых количествах, успевает накопиться в почве благодаря выветриванию. К тому же введение в полевой севооборот технических культур и корнеплодов имело положительное значение, так как все они требуют интенсивной обработки почвы, и чистый пар может быть заменен занятым паром. Навоз, внесенный под пропашные культуры, обогатит почву питательными веществами и органикой. Прототипом плодопеременного севооборота, удовлетворяющим всем этим требованиям, стал норфольский севооборот: клевер, озимая пшеница, кормовая репа по навозу, двурядный ячмень с подсевом клевера. Таковы основы плодосмена. Введение плодосмена сыграло большую роль в дальнейшем развитии сельскохозяйственного производства. Он несколько нивелировал причину резкого падения плодородия почвы при бессменном выращивании зерновых по зерновым и положил начало развитию полевого кормопроизводства. Это дало толчок развитию продуктивного животноводства, которое было подорвано паровой системой земледелия. Ошибкой в теории плодосмена было утверждение, будто источником минерального питания сельскохозяйственных растений является процесс выветривания почвы. Из этой стратегической ошибки вытекала тактическая ошибка обработки почвы «взметом» и другие виды обработок. 2.2.1. Концептуальные основы новой системы земледелия на биогеоценотических принципах Кризисное состояние сельского хозяйства республики усугубляется прогрессирующей деградацией почвы. За последние 15–20 лет площадь эродированных земель в Беларуси увеличилась с 2,1 до 3,8 млн га, и процессы не прекращаются, несмотря на проводимые защитные мероприятия. Установлено, что с одного гектара пашни ежегодные потери почвы от эрозионных процессов составляют 14–16 т твердой фазы. Вместе с почвой безвозвратно теряется до 150–200 кг гумусовых веществ, до 10 кг – азота, 4–6 кг – фосфора и калия, 5–6 кг – кальция и магния. За это время из пашни, вследствие добычи торфа, исключено 300 тыс. га торфяно-болотных почв. Недобор урожая на эродированной пашне составляет в среднем 36 %. И как следствие этого, затраты на поддержание нужного для человека уровня производства сельскохозяйственной продукции с каждым годом возрастают, а отдача от вложения капитала – уменьшается. Статистические данные показывают, что за последние два века вложения капитала в сельское хозяйство увеличились в тысячи раз, а урожаи – только в 2–3 раза. Одной из важнейших причин такого положения является несоответствие характера и направлений природного (биогеоценотического) и сельскохозяйственного процессов. Природные системы (биогеоценозы) сейчас в большинстве случаев нарушены. Из них исключаются пахотные угодья, которые представляют собой новые антропогенные ландшафты. Они отличаются от природных систем своей неспособностью самостоятельно, без вмешательства человека, выходить на стационарный режим существования, так как в их основе лежит монокультура, частая перепашка почвы, при которой нарушаются структура и численность микробного и растительного сообщества почвы. Жизнь в природе всегда представлена сообществами организмов – растений, микробов, почвенных животных, то есть она существует в виде биогеоценозов. Разные виды организмов в ценозах могут использовать и разлагать выделения других видов, осуществляя санитарную функцию. К тому же, благодаря ярусной структуре биоценозов, они более полно используют солнечную энергию и почвенные ресурсы. В природе почва практически ни одного дня не бывает без растительности, дающей органическое вещество, кислород и многое другое. На сельскохозяйственных угодьях почва длительное время, в условиях Беларуси более семи месяцев в году, лишена зеленого покрова. Нетрудно представить, как снижается биопродуктивность полей по сравнению с постоянно вегетирующими природными сообществами. Современная сельскохозяйственная наука и производство рассматривают почву не как подсистему единой системы биогеоценоза, а как самостоятельный объект, в отрыве от растительного покрова и других живых организмов, поэтому существующие технологии производства сельскохозяйственной продукции и основываются на интенсивной обработке почвы с оборотом пласта. Распашка почвы увеличивает доступ воздуха и создает условия для активной деятельности аэробных бактерий, которые быстро разлагают органическое вещество. Нитратный азот, образовавшийся при минерализации органики, хорошо растворяется в воде, перемещается осадками в глубь почвы и загрязняет грунтовые воды. Особенно вредна зяблевая вспашка. Оголяя поле, мы создаем очаги интенсивного разрушения и смыва органического вещества почвы и питательных веществ. В. В. Докучаев в связи с этим писал, что для успешного развития сельскохозяйственного производства необходимы меры, которые «…должны быть направлены… к устранению или ослаблению тех причин, которые подорвали наше земледелие» [31]. Высокая затратность, агротехнические противоречия, деградация сельскохозяйственных угодий и негативные экологические последствия убедительно доказывают кризисные явления в земледелии и необходимость быстрой смены стратегии отрасли. В ответ на вызов времени возникают новые системы земледелия (альтернативная, биологическая, органическая, биодинамическая и др.). Практика показала, что названные системы земледелия, несмотря на ряд положительных моментов, не могут стать реальной парадигмой отрасли, так как не снимают многие острые проблемы. Тем не менее, альтернативное земледелие усилило активность мирового сообщества по разработке экологически устойчивого пути развития общества, который получил название sustainable development («устойчивое развитие»). Его особенности в том, что экономические цели не игнорируются, но имеют экологическое ограничение. Ученые СНГ выдвинули концепцию ландшафтных систем земледелия (адаптивно-ландшафтных). Понимание научной сущности новой концепции ограничивается внешними характеристиками земледельческого процесса при географической оценке территориальной базы земледелия. Внутренний механизм более высокой эффективности земледелия в этих системах не раскрывается и сводится чаще всего к общим фразам о саморегуляторной функции агроландшафтов. Многие авторы [30, 39, 70] считают современный ландшафтный механизм настолько измененным, что он утратил свою целостность и функциональную активность. Поэтому проблема плодородия почв переросла в проблему продуктивности агробиогеоценозов. Биогеоценоз представляет собой участок территории, однородной в почвенном, биоценотическом, гидрологическом, микроклиматическом и геохимическом отношениях, и состоит из твердой, газовой, жидкой фаз и живого вещества. Каждому биогеоценозу присущи свой круговорот веществ и трансформация потоков солнечной энергии. Нарушение круговорота веществ неизбежно ведет к снижению биопродуктивности. Жизнь и деятельность человека связаны с относительно узким слоем биосферы – витасферой. Именно здесь находится основная масса живых организмов, где наиболее активно протекают процессы биогеоценоза. В состав витасферы на суше входят биоценозы, нижние слои тропосферы, почва с подпочвой, где сосредоточена основная масса корней растений, микроорганизмов и многих видов животных. Элементарной структурной единицей витасферы является биогеоценоз. Если круговорот веществ в биогеоценозе начинается и зависит от фотосинтеза растений, то управляющая система биогеоценоза сосредоточена в почве. Миллиарды почвенных микроорганизмов, грибов, актиномицетов, низших и высших почвенных животных осуществляют с заданной ритмичностью грандиозный процесс разрушения и преобразования метаболитов растений и ресинтез новых биоорганических веществ (гумус, антибиотики, аминокислоты и т. д.) (рис. 1). Рис. 1. Схема биологического круговорота на сенокосно-пастбищных угодьях Чтобы разобраться в жизни биогеоценозов, необходимо познать круговорот органики в природе, так как плодородие почвы определяется не только динамикой питательных веществ, вносимых в почву, но и обменом веществ в почве благодаря биологическим процессам. Чтобы увеличить урожай, необходимо ускорить интенсивность круговорота веществ. Но рассматривать разложение органического вещества в отрыве от динамики гетеротрофных почвообитающих микроорганизмов и развития фитоценозов методически неверно, поскольку функционирование автотрофных и гетеротрофных систем характеризуется многочисленными связями. В основе устойчивого функционирования природных экосистем лежат процессы продуцирования, минерализации и гумификации органических веществ, которые непосредственно формируют систему биохимических циклов всех элементов в экосистемах или влияют на нее [30, 52, 69]. Добровольский и Никитин в своих работах указывают, что функционирование почвенной системы есть «реализация данной системой взаимодействий с другими системами (а также внутренних взаимодействий собственных компонентов), обеспечивающих существование, развитие этой системы и ее адаптацию к окружающей среде» [30]. А. Лотка сформулировал этот принцип следующим образом: эволюция экосистем идет в сторону увеличения суммарного потока энергии через систему, причем в стационарном состоянии достигается его максимально возможное значение. Позднее К. Уатт выразил эту мысль так: «Сообщество животных и растений в любом месте земного шара представляет собой ансамбль видов, который обеспечивает максимальное использование падающей на Землю солнечной радиации при типе почв, который характерен для данного района». Иными словами, эволюция наземных экосистем направлена на более полное использование падающей солнечной энергии, а скорость синтеза органического вещества должна поддерживаться на максимально возможном уровне. Сохранение видового состава и численности отдельных популяций фитоценозов и почвенной биоты целесообразно лишь потому, что они способствуют поддержанию максимального уровня потока энергии через систему. Изменение соотношения видов в экосистеме является сигналом о неправомочности антропогенной деятельности. Интенсификация сельскохозяйственного производства повсеместно привела к обеднению биогеоценозов, к ухудшению гумусного состояния почв. На этом фоне развиваются такие нежелательные процессы, как переуплотнение, снижение буферности и загрязнение различными токсическими соединениями, деградация почвы за счет водной и ветровой эрозии и снижение ее плодородия в целом [51]. Происходит это по следующим причинам: – обработка почвы с оборотом пласта; – монокультура; – перенос и распределение возбудителей и вредителей; – сужение севооборота; – мероприятия по удобрению и химической защите; – снижение иммунитета культурных растений вследствие воздействия удобрений и обработки пестицидами; – резкое обеднение видов, которое произошло в течение 30 лет на всех ландшафтах, что снижает их способность к саморегулированию. Доказательством этого является постоянно растущее использование химикатов в сельском хозяйстве. Академик А. Жученко приводит красноречивый пример этому. Если в 1948 г. в США при использовании 2 тыс. т пестицидов потери урожая составляли 17 %, то 30 лет спустя количество применяемых пестицидов возросло до 24 тыс. т, а потери урожая достигли 30 %, и темпы роста затрат на пестициды в 4–5 раз опережали темпы прироста объемов сельскохозяйственной продукции. Указанные процессы не только нарушают равновесие биосферы, но и значительно снижают продуктивность сельскохозяйственных угодий. Это привело к тому, что сельскохозяйственная отрасль, базирующаяся на использовании даровой неисчерпаемой энергии солнца (около 95 % сухих веществ растений – это аккумулированная солнечная энергия), оказалась в числе ресурсоэнергорасточительных и природоопасных. Существующая система земледелия, базирующаяся на игнорировании и подавлении механизмов саморегуляции в агроландшафтах, оказалась не способной обеспечить устойчивое развитие сельского хозяйства. Естественные биогеоценозы устойчивы во времени, их продуктивность более высокая без дополнительного привлечения веществ и энергии по сравнению с агроценозами. Современные проблемы свидетельствуют о необходимости создания такой системы земледелия, которая способна к самоподдержанию на основе регулирования биотических и абиотических факторов. Биотические компоненты, флора и фауна экосистемы оказывают прямое воздействие на способность удерживать и накапливать необходимые для ее сохранения элементы питания. Естественные и агроэкосистемы имеют как общие свойства, так и различия. Возделывание многолетних трав, промежуточных культур, обработка почвы без оборота пласта приближают к естественным биоценозам. Внедрение биотехнологического земледелия многие отождествляют с откатом назад – к серпу и конной тяге. Это неверная постановка вопроса. В действительности, проблема состоит в том, чтобы, используя достижения науки и накопленный земледельцами многовековой опыт, обеспечить широкое внедрение механизмов саморегуляции в агроландшафтах, при которых снижаются затраты, обеспечивается высокий и стабильный уровень производства и не наносится урон окружающей среде. Но сегодня ощущается явная нехватка завершенных отечественных разработок в области ведения сельского хозяйства, ориентированного на биогеоценотические принципы. Существующие отдельные наработки следует объединить в системы, довести до уровня технологических схем и карт, для чего, безусловно, необходимы совместные усилия ученых, практиков различных специальностей, поддержка государства и средств массовой информации. |
Похожие:
 |
Реферат и аннотация. Общие требования. Взамен гост 9-77; Введ. 01.... Гост 0-99 (исо 5127-1-83). Информационно-библиотечная деятельность, библиография. Термины и определения. Взамен гост 0-84, гост 26-80;... |
|
Книга печатается по материалам, представленным доктором сельскохозяйственных... Овсинский И. Е. Новая система земледелия / Перепечатка публикации 1899 г. (Киев, тип. С. В. Кульженко). – Новосибирск: агро-сибирь,... |
|
Н. И. Курдюмов Защита вместо борьбы Несмотря на поразительные успехи в биохимии и колоссальные достижения в технике, эта цифра никак не меняется уже лет сто. И пока... |
|
Минск литература Реализация тиража запрещается без письменного разрешения издателя. Любые попытки |
 |
Контрольные вопросы к экзамену Библия в детском чтении. Ветхий завет, его интерпретация для дошкольников и школьников. Особенности изучения. Новый завет, специфика... |
|
Что же, давайте постигать их вместе! Мир вместо защиты практика природного... Дорогой читатель! Перед Вами обещанная книга о том, как жить на земле почти без химикатов и удобрений. Просто мы еще не осознали... |
|
Наш речевой опыт не оставляет возможности сомневаться в том, что... Вот эти особенности речевой структуры и дают основание называть ее выразительной |
|
С. Я. Гончарова-Грабовская драматургические триптихи н. Рудковского Опубликована в Научные труды кафедры русской литературы бгу. Вып – Минск: ривш. 2013. С. 63 – 87 |
|
Новые поступления в библиотеку 1 ... |
|
Управление реальностью-2 Тираж 5 000 экз. Заказ 0000. Отпечатано с оригинал-макета заказчика в типографии издательства «Белорусский Дом печати». г. Минск |