Особенности биотехнологического земледелия Минск
|
Скачать 3.68 Mb.
|
|
2.2.2. Основные черты новой системы земледелия на биогеоценотических принципах Основной мотив такого совершенствования – это поиски путей соответствия сельскохозяйственных технологий природным биогеоценотическим процессам. Технологии производства сельскохозяйственных культур должны соответствовать биосферным процессам, а не противоречить им. 1. Стремление к закрытому производственному циклу (почва–растение–почва), чтобы предотвратить вымывание элементов питательных веществ из почвы в реки, озера, грунтовые воды. Не нарушать сложившийся круговорот веществ в биогеоценозе, а поддерживать его высокую биопродуктивность, разрабатывая новые технологии и приемы возделывания сельскохозяйственных культур в соответствии с биосферными процессами. Необходимо изучать природу, учиться у нее и действовать в соответствии с ее законами. 2. Агротехнические приемы возделывания сельскохозяйственных культур (обработка почвы, удобрение, севообороты, создание новых агроценозов и т. д.) должны быть направлены на сохранение, по возможности, естественных биоценозов и увеличение содержания лабильных и стабильных гумусовых веществ. Необходимо, чтобы почва находилась как можно больше под растительностью и работала на урожай, с наибольшей полнотой использовать вегетационный период. 3. Разработка и внедрение новых микробиологических технологий, которые активизировали бы работу полезных микроорганизмов, что будет способствовать ускоренному гумусообразованию, оздоровлению растений и природы в целом. Разработка новых форм комплексных органоминеральных удобрений с биологическими добавками позволит повысить окупаемость прибавкой урожая, сократить потери азота и снизить содержание нитратов в продукции и грунтовых водах. 4. Изучение комплексной оценки воздействия средств защиты растений на агроценозы и почву по совокупности микробиологических и биохимических показателей. Полученные данные дадут возможность выбирать такие пестициды, которые быстро разлагаются микробными популяциями почвы; выявить скорость разложения в зависимости от применяемой дозы, структуры и конфигурации молекулы пестицида, типа почвы, температуры, состава микробных популяций и биологической активности почвы. 5. Глубокое изучение ферментативной активности почвы в качестве объективного интегрального показателя суммарной биологической активности почвы, отражающего все сопряженно протекающие в ней биохимические процессы. Связь ферментативной активности почвы с системой агротехнических мероприятий, реакции на различные химические загрязнители и химические средства защиты растений. 6. Широкое применение и разработка новых гуминовых препаратов в сельском хозяйстве (из озерных сапропелей, вермикомпостов, торфа) и других регуляторов роста как эффективное средство регулирования роста и развития сельскохозяйственных культур и перспективное направление биологического воздействия на повышение продуктивности агроценозов. 7. Разработка новых технологий производства биопрепаратов по мобилизации фосфора, калия, азота; валовые запасы питательных веществ в почве, воздухе велики, но они недоступны для растений. По содержанию живой массы суша превосходит океан примерно в 750 раз. Причем, 60–90 % живой массы почв представлено микроорганизмами, физиологическая и биохимическая активность которых в 100–1000 раз выше, чем у растений и животных, а «границы жизни» значительно шире: диапазон температур от +13 до +110 ºС, рН от 1 до 13 и т. д. Продуктивность почв поэтому зависит от микробных ценозов, а это, в свою очередь, обосновывает необходимость поддержания состояния микрофлоры почв всеми технологическими приемами (обработка почвы, внесение минеральных, органических удобрений и инокуляция комплекса позитивных микроорганизмов). Иными словами, микрофлора почвы в условиях природного (биогеоценотического) земледелия является главным инструментом повышения ее плодородия. В подавляющем большинстве публикаций доказывается, что сохранение эволюционно сложившегося круговорота веществ и энергии в биосфере является непременным условием благополучного развития любой цивилизации. Современная биосфера Земли испытывает не только деградацию отдельных компонентов, но и нарушение исторически сложившегося в природе круговорота веществ, все последствия которого трудно предсказать. Поэтому углубленное изучение трансформационной функции почв имеет большое значение для жизни и продуктивности биогеоценозов и агроценозов. Разработка данного вопроса во многом требует теоретического обобщения традиционных материалов, полученных при исследовании различных типов почв при сельскохозяйственном использовании. 3. обработка почвы в системе земледелия _______________________________________________ Вопрос обработки почвы является стержневым в любой системе земледелия. В начале ХХ в. вспашка с оборотом пласта оставалась незыблемой, хотя засухи в Западной Европе, России в 1891, 1901, 1921 гг. подталкивали к поиску нетрадиционных решений. 3.1. ОБРАБОТКА ПОЧВЫ В РОССИИ И ЗАПАДНОЙ ЕВРОПЕ В НАЧАЛЕ XX ВЕКА В 1899 г. в Киеве вышла книга И. Е. Овсинского «Новая система земледелия». В ней автор резко осуждал обработку почвы плугом и горячо рекомендовал бесплужную поверхностную обработку. В теоретическом обосновании И. Е. Овсинский исходил из того, что в естественном состоянии почва пронизывается корнями растений, дождевыми червями и она проницаема для воды и воздуха. При вспашке же одни микроорганизмы гибнут от недостатка кислорода, другие – от действия света и воздуха, а ведь почвенное плодородие во многом определяется жизнедеятельностью почвенных микроорганизмов. Свои теоретические предположения проверил на практике. В управляемых им имениях он отказался от обычной глубокой вспашки, а почву обрабатывал на глубину 5–6 см. По мнению И. Е. Овсинского, предложенная система приближена к естественным природным условиям: «Разве мы не видим степей, в которых верхний слой почвы, богатый органическими остатками, в продолжении многих веков находился на поверхности, пока не образовал удивительно плодородную почву – чернозем». Природа «…сама прекрасно возделывала миллионы десятин по всему свету в тех местах, где человек не успел попортить плугом ее трудов». Система обработки почвы Овсинского проверялась 5 лет на Полтавской и 2 года на Плотнянской опытных станциях. На Плотнянской станции при глубокой вспашке было получено 21,8 ц/га ржи, а при мелкой бесплужной – 21,1, то есть на 3 % меньше. Урожаи озимой ржи на Полтавской станции были следующие: при глубокой вспашке – 16,4 ц/га, бесплужной (на глубину 5 см) – 14,8 ц/га. Основываясь на этих данных, многие официальные сельскохозяйственные учреждения и видные ученые подвергли резкой критике метод Овсинского. Получилось так, что интерес к «новой системе земледелия» остыл, и со временем о ней забыли. Только после работ Т. С. Мальцева по безотвальной обработке почвы было решено проверить результаты опытов на Полтавской и Плотнянской опытных станциях. Проверка показала, что опыты на обеих станциях проводились с нарушением методики. Не соблюдалось одно из главных требований системы Овсинского: приступать к обработке почвы немедленно вслед за уборкой хлебов, а потом повторять по мере появления сорняков. Пар начинали обрабатывать не с осени, а только весной, что и привело к дискредитации прогрессивного метода обработки почвы. Таким образом, положения, высказанные И. Е. Овсинским, не устарели в наши дни и получили дальнейшее развитие [60]. Во Франции фермер Жан с 1910 г. отказался от плужной обработки. Сначала он обрабатывал почву простым лапчатым культиватором, а потом только пружинным. За время от уборки зерновых (май) до посева озимой пшеницы (октябрь) число таких обработок доходило до 8–10, причем каждая последующая обработка проводилась на 3–4 см глубже предыдущей. Навоз он применял в небольших дозах под третью культивацию. При этом Жан считал, что семена сорняков, вносимые с навозом поверхностно, быстро прорастают и последующими культивациями полностью уничтожаются. Урожаи зерновых от 18 до 44 ц/га по тому времени и при бессменной культуре зерновых можно считать вполне хорошими. В Германии фермер Франц Ахенбах в 1921 г. издал книгу под названием «Земледелие без оборота пласта – обеспеченный доход от урожая или обеспеченный урожай». Ссылаясь на свой многолетний опыт и наблюдения, Ахенбах проводил сам и настойчиво рекомендовал другим земледельцам многократную культивацию почвы под все культуры. В бывшем СССР 20-е–30-е годы ХХ столетия характеризовались борьбой между ортодоксальным направлением, связанным с именами В. В. Докучаева, К. Д. Глинки, и биолого-агрономическим направлением, выразителем которого был В. Р. Вильямс (1863–1939 гг.). Стержнем учения Вильямса была идея о «едином почвообразовательном процессе». Сущность этого единства состояла в том, что основой образования любой почвы является синтез и разложение органического вещества, благодаря чему в почве формируется «новое существенное свойство – плодородие, которое диаметрально противоположно по своему свойству первоначальной горной породе – бесплодию» [24, 25]. По его убеждению, почвы проходят обязательный общий путь эволюционного развития – от тундровых через подзолистые, черноземные до сероземов. После этого (50 тыс. лет) в силу смещения полюсов Земли наступает новый цикл оледенения. При внешней ее стройности и эволюционности эта гипотеза Вильямса, конечно, была неверна и не подтверждалась данными астрономов и геологов, которые отрицали передвижение полюсов и возобновление оледенений. Что касается круговорота веществ в природе, то это красиво сформулированное и правильное положение является, по сути, старым в науке. Об этом писал еще в XV в. Леонардо да Винчи, который впервые сформулировал геобиоценотическую основу плодородия почвы и круговорот веществ в природе. Он писал: «…Всегда будешь видеть, как народившиеся (семена), совершив естественный свой круг, дадут земле приращение, умирая и разлагаясь». Вильямс только удачно сформулировал уже известное учение о двух круговоротах веществ в природе – малом биологическом и большом геологическом. Ошибкой в травопольной системе Вильямса было и требование обязательной глубокой вспашки, недооценка роли озимых и однолетних культур. Подводя итоги научного наследия Вильямса, необходимо отметить, что он и некоторые его ученики не признавали учения К. К. Гедройца, почвоведов других направлений они именовали «морфологами», «минеральными почвоведами», энергично отрицали почти все идеи и положения представителей других направлений, скатившись, таким образом, на позиции догматизма и агрессивности, что недопустимо для ученого. Однако, справедливости ради, надо сказать, что отдельные моменты в его учении вскрыты верно. К ним относятся интересные мысли Вильямса о значении типов, растительности и их смене для эволюции почв, правильные идеи и предложения по сохранению и улучшению структуры почвы и ее плодородия, о роли почвенного гумуса [56, 57]. В мировом земледелии со второй половины ХХ в. наметился крутой поворот от многолетних и тщательных обработок почвы к их возможному сокращению, о чем свидетельствует перечень научных работ, приведенный А. Л. Шенявским [85]. Вместе с тем, приводимые в литературе данные и выводы нередко оказываются самыми неожиданными и противоречивыми. К. С. Хвиля отмечал, что различные авторы выдвигают прямо противоположные выводы относительно глубины и периодичности вспашки на основе соответствующих экспериментальных данных, но практическое использование их возможно только при знании сущности тех изменений в почве, которые достигаются плугом или другими почвообрабатывающими орудиями. Поэтому объективное суждение о проблемах почвообработки возможно лишь при изучении обширного фактического материала в историческом и географическом аспекте, так как эта проблема неустанно дискутируется с III в. до н. э. и по настоящее время. Необходимо проследить за развитием теории и практики почвообработки на протяжении многих столетий, апогей которой приходится на наше поколение. В 1943 г. в США Э. Фолкнер опубликовал книгу «Безумие пахаря». У Фолкнера, как опытного агронома, возникло, по-видимому, желание разобраться в причинах губительных ветровых эрозий почвы и найти причину бедствия. На основании своих опытов он пришел к выводу, что нужно полностью отказаться от глубокой обработки почвы плугом. Вся обработка сводилась у него к поверхностному рыхлению дисковыми боронами на глубину 7,0–7,5 см. По его мнению, отвальный плуг «является злодеем в мировой сельскохозяйственной практике». Плужная обработка способствует высыханию почвы, распространению водной и ветровой эрозии, ведет к безвозвратной потере питательных веществ. «Считается, что пахота освобождает почву от сорняков. Часть семян, возможно, и будет зарыта плугом, но семена, зарытые во время предыдущей вспашки, будут вынесены на поверхность», – пишет Фолкнер [84]. 3.2. РАЗВИТИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИХ ОСНОВ ОБРАБОТКИ ПОЧВЫ БЕЗ ОБОРОТА ПЛАСТА (НА ОСНОВЕ РАБОТ РОССИЙСКИХ АВТОРОВ) Большой вклад в решение вопроса о бесплужной обработке почвы был сделан Т. С. Мальцевым. В то время, когда в агрономической науке на территории бывшей СССР господствовала теория В. Р. Вильямса, даже сама мысль о ревизии его учения была «крамолой». Т. С. Мальцев заявил на совещании и в печати, что для условий Зауралья система Вильямса непригодна, особенно в обработке почвы. К таким выводам ученый пришел не сразу. Для этого потребовались долгие годы напряженного труда, поиска и опытов. Результаты одного из опытов и навели его на эту мысль. В том опыте одну делянку оставили без вспашки как осенью, так и весной. Весной ее продисковали, а урожай на ней созрел самый высокий. Поэтому он писал в книге «О земле-кормилице»: «Не от того почва становится беднее, что ее истощают растения, беря из нее органическую пищу без возврата, а от того, что существующие способы обработки почвы не отвечают требованиям тех законов природы, при которых растениям свойственно накапливать в почве органические вещества и улучшать ее структуру». Распашка увеличивает доступ воздуха, при этом активизируется жизнедеятельность аэробных бактерий, которые быстро разлагают органическое вещество до полной минерализации. Теряется структура почвы, падает ее плодородие. В невспаханной почве разложение органического вещества происходит медленно, и создаются условия для его накопления и придания почве комковатой структуры. «Словом, ежегодная вспашка с перемещением почвенных горизонтов является главной причиной снижения ее плодородия и установленного порядка в природе», – писал Т. С. Мальцев [60]. Таким образом, Т. С. Мальцевым в 40–50 гг. прошлого века была создана первая теоретическая основа минимальной обработки почвы. Его утверждение о том, что не только многолетние травы, но и однолетние культуры играют определенную роль в формировании гумусового фонда почв и минимальная обработка почвы способствует этому, и явилось конкретным вкладом в развитие теоретических основ земледелия. Работы Т. С. Мальцева сыграли значительную роль в преодолении консерватизма в земледелии и ломке традиционных представлений об обработке почвы. Но, несмотря на развитие новых взглядов на обработку почвы, до 60-х гг. ХХ в. большинство ученых и практиков в России повсеместно придерживались классических приемов вспашки. И только после массовой распашки целинных земель в Казахстане и Сибири, когда ветровая эрозия достигла огромных размеров, возникла необходимость замены вспашки такой обработкой, при которой обеспечивалось бы сохранение на поверхности почвы пожнивных остатков для защиты ее от разрушения ветром. Коллективом ученых научного центра в поселке Шортанды (Казахстан) под руководством академика А. И. Бараева была создана плоскорезная система обработки почвы. При ее разработке был использован опыт Канады и США по применению плоскорезных орудий. В кратчайшие сроки был создан комплекс машин для такой обработки и посева по стерне. Сочетание плоскорезной обработки почвы с оптимальными сроками, способами посева, нормами высева, применением удобрений, гербицидов и другими приемами составило почвозащитную систему земледелия [51]. Влияние плоскорезных и безотвальных обработок почвы на накопление влаги и предотвращение эрозионных процессов создается благодаря сокращению потерь гумуса при таких обработках. Исследования В. И. Кирюшина, И. Н. Лебедевой (табл. 3, 4; [51]) показали, что разница в содержании гумуса в пахотном слое в вариантах с плоскорезной обработкой и отвальной вспашкой через 11 лет оказалась существенной, а через 16 лет она возросла еще более в пользу плоскорезной обработки. Таблица 3 Содержание гумуса (%) в южном карбонатном черноземе (в зависимости от видов обработки почвы в зернопаровом севообороте)
Таблица 4 Содержание гумуса (%) в южном карбонатном черноземе (в зависимости от видов обработки почвы в зернопаровом севообороте)
Подобных данных, подтверждающих эффективность влияния бесплужной обработки почвы на сокращение потерь гумуса за счет снижения минерализации органического вещества почвы, в последние годы появилось довольно много для различных регионов России, Канады, США [29]. Например, в 27-летнем стационарном опыте Новоодесского госсортучастка Николаевской области в первой ротации 10-польного севооборота прибавка урожая по плоскорезной обработке составила 3,4 ц/га, во второй – 6,6, в третьей – 9,2 ц/га по сравнению с отвальной вспашкой за счет снижения минерализации органического вещества в почве. Здесь мы наблюдаем действие временного фактора обработки на почвообразование, который можно сформулировать так: чем больше времени проходит после оборачивания пласта, тем выше плодородие почвы и урожай. Преодолению пресловутого психологического барьера или консерватизма в обработке почвы способствовал и крупномасштабный эксперимент в Полтавской области (Украина) проводившийся в течение 10 лет под руководством Ф. Т. Моргуна и Н. К. Шикулы [86]. Преимущество безотвальной обработки особенно проявилось в 1981 г., когда всю Украину охватила засуха. В большинстве областей республики урожаи резко снизились, а в Полтавской области новая система обработки позволила спасти урожай и продать государству зерна больше, чем в предыдущие годы. Распашка черноземной целины уже в первые 10 лет приводит к резкому обеднению органическим веществом пахотного слоя, что, в свою очередь, ухудшает агрономические и физические свойства почвы, определяющие их эффективное и потенциальное плодородие (табл. 5). Таблица 5 Влияние распашки черноземов, типичных для целины, на динамику гумуса и плотность сложения почв
Даже в условиях интенсивного земледелия, предполагающего применение удобрений, гербицидов и фунгицидов, обработка почвы без оборота пласта по сравнению с отвальной вспашкой дает заметное увеличение количества гумуса в пахотном горизонте [53, 59, 80, 81, 91]. Минимизация обработки почвы изучалась и в Западной Европе. В вышедшей в 1976 г. в Германии книге Г. Канта под названием «Земледелие без плуга» сообщается, что интенсивная обработка почвы была и является рациональной до тех пор, пока не минерализуются оптимальные запасы гумуса в почве или вносятся высокие дозы органических удобрений. Она бывает недопустима, если содержание гумуса снизилось до уровня, необходимого для биологического саморыхления почвы. При беспахотной обработке почвы содержание углерода увеличивается даже без возделывания промежуточных культур и удобрения соломой или навозом. Для проведения посева рекомендуется трехдисковая сеялка (двухдисковый сошник и дисковый нож), полосная фреза (посев во фрезированные бороздки, ширина фрезерного ножа – 2–20 см) и обычные дисковые сошники при посеве, фреза-сеялка (с тремя способами заделки семян). Эти агрегаты применяются в зависимости от типа почв, предшественника, засоренности, влажности, крутизны склона и мощности трактора. Работы Г. Канта интересны тем, что на основании экспериментальных данных он пришел к выводу о необходимости бесплужной обработки почвы не в степных засушливых зонах, а в условиях достаточного увлажнения [47]. П. У. Бухтин считает, что оборачивание пахотного слоя необходимо для перераспределения и перемешивания верхней и нижней его частей, для придания ему однородности. При перемещении верхней части пахотного слоя на место нижней культурные растения наиболее интенсивно используют элементы плодородия, накопленные в слое, помещенном обработкой на дно борозды, а нижняя часть пахотного слоя, извлеченная наверх, в течение вегетационного периода должна восстановить свое плодородие. При этом отмечается, что при отсутствии оборачивания обрабатываемого слоя вследствие дифференциации его верхней части культурные растения формируют основную массу корневой системы в слое 0–10 см, что в засушливые годы приводит к снижению урожайности сельскохозяйственных культур. В то же время научные исследования и практика показывают, что вспашка не всегда является лучшим приемом обработки почвы [80, 81]. Е. А. Ревякин отмечает, что использование мощных машин при обработке почвы приводит к ее переуплотнению, и это становится причиной развития эрозионных процессов. При этом переуплотняется подпахотный горизонт, возникает плужная подошва. При интенсивной обработке происходит активная минерализация органического вещества почвы, возрастает непроизводительный расход гумуса. За последнее десятилетие в земледельческой практике ряда развитых стран, в том числе европейских, происходит переосмысление роли механической обработки почвы, ее назначения, функций и, в особенности, негативных последствий. В глобальном экологическом аспекте развитие почвообработки получило ярко выраженный процесс минимализации. Широкое применение в земледелии получают поверхностный, безотвальный чизельный, плоскорезный способы обработки почвы, позволяющие оптимизировать антропогенное воздействие на почву и обеспечивающие высокую продуктивность и устойчивость агроэкосистем. Безотвальная обработка широко применяется в США, Канаде, Франции. По данным В. В. Орлова, в Англии лишь 50 % озимых культур высевается по отвальной обработке почвы. Кроме безотвальной обработки на 15 % посевных площадей используется прямой посев, то есть нулевая обработка, и в будущем планируется довести этот прием до 25 % всех посевных площадей зерновых и кормовых культур. |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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 |