Соглашение об использовании материалов сайта

Просим использовать работы, опубликованные на сайте , исключительно в личных целях. Публикация материалов на других сайтах запрещена.
Данная работа (и все другие) доступна для скачивания совершенно бесплатно. Мысленно можете поблагодарить ее автора и коллектив сайта.

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Подобные документы

Понятие агроэкосистемы, оптимизация структуры агроэкосистем, источники химического загрязнения агроэкосистем, экологический дисбаланс функциональных связей в агроэкосистемах. Оценка состояния агроэкосистем России в отношении загрязняющих веществ.

курсовая работа , добавлен 13.11.2003


Сходства и различия природных экосистем и агроэкосистем. Структура агробиоценоза и культурные растения как главный компонент в агрофитоценозе. Опасность потери биоразнообразия на уровне биосферы и необходимость интегрированного подхода к агроэкосистеме.

дипломная работа , добавлен 01.09.2010


Проведение экологического мониторинга агроэкосистем Гатчинского района Ленинградской области. Оценка направленности и интенсивности процессов деградации почв и разработка мероприятий для снижения антропогенного воздействия на агроэкосистемы района.

курсовая работа , добавлен 29.12.2014


Сравнение природной и антропогенной экосистем по Миллеру. Главная цель агроэкосистем, их основные отличия от природных. Понятие и процессы урбанизации. Функциональные зоны урбанистической системы. Среда урбосистем и проблемы утилизации природных ресурсов.

реферат , добавлен 25.01.2010


Понятие, структура и виды экосистем. Поддержание жизнедеятельности организмов и круговорот вещества в экосистемах. Особенности циркуляции солнечной энергии. Биосфера как глобальная экосистема; взаимодействие живого и неживого, биогенная миграция атомов.

курсовая работа , добавлен 10.07.2015


Влажность и адаптация к ней организмов. Типы взаимоотношений организмов в биоценозах. Передача энергии в экосистемах. Пищевая специализация и энергетический баланс консументов. Антропогенное воздействие на литосферу. Процессы водной и ветровой эрозии.

реферат , добавлен 21.02.2012


Кругооборот химических веществ из неорганической среды. Сущность большого (геологического) круговорота. Описание циркуляции веществ в биосфере на примере углерода, азота, кислорода, фосфора и воды. Антропогенные воздействия на окружающую природную среду.

«В.И. ТИТОВА, М.В. ДАБАХОВ, Е.В. ДАБАХОВА АГРОЭКОСИСТЕМЫ: ПРОБЛЕМЫ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ И СОХРАНЕНИЯ УСТОЙЧИВОСТИ (теория и практика агронома-эколога) Учебное пособие НИЖЕГОРОДСКАЯ...»

-- [ Страница 5 ] --

в) по цинку, меди, никелю, хрому Td Zn = [(2200 – 15,5) 15] / (29,5 – 15,5) = 152 года Td Cu = [(1320 – 8,0) 15] / (13,5 – 8,0) = 3578 лет Td Ni = [(800 – 2,6) 15] / (16,2 – 12,6) = 3280 лет Td Cr = [(1800 – 8,1) 15] / (11,5 – 8,1) = 7905 лет Однако, если при расчете периода деградации в качестве критического уровня деградации можно принять предельно допустимое значение содержания тяжелого металла в почве, что возможно, то результат значительно изменится.

В таком случае период, за который почва превысит данное содержание по цинку, составит:





Td Zn = [(100 – 29,5) 15] / (29,5 – 15,5) = 86 лет Таким образом, через 86 лет почва при сохранении имеющихся тенденций достигнет ПДК по данному элементу.

Резюме: Произведенные расчеты свидетельствуют, что в данный момент времени почва является слабо деградированной по содержанию свинца и кадмия (химическая деградация). При сохранении имеющихся тенденций она перейдет в разряд сильно деградированной через 68,6 лет по свинцу и через 30,8 лет по кадмию.

В данном примере степень деградации обследуемой почвы определялась по отношению к фоновой (ненарушенной почве). Этот метод имеет следующие недостатки:

По ряду показателей сложно корректно подобрать фоновую почву;

Могут возникнуть затруднения при определении времени действия деградационных процессов.

Задача 2 Оценить степень и период деградации участка сельскохозяйственных угодий. Тип почвы – серая лесная легкосуглинистая. Показатели питательного режима почв представлены в таблице 5.6. Между двумя турами обследований прошло 10 лет.

Таблица 5.6 Показатели состояния почвы между двумя турами обследования

–  –  –

Сравнивая результаты двух туров обследования, следует отметить, что произошло ухудшение питательных свойств почв: снизилось содержание гумуса и биогенных элементов (химическая деградация).

1) Определим степень и период деградации по содержанию гумуса.

Кратность снижения содержания гумуса составила:

2,5/1,9 = 1,31 – т.е. 1-я степень деградации.

Td = [(x0 – xmin) T] / (x0 – x1) xmin = 2,5/2 = 1,25 x0 = 2,5 x1 = 1,9 T = 10 Td = [(2,5 – 1,25) 10] / (2,5 – 1,9) = 20,8 лет Таким образом, химическая деградация почвы по гумусу может быть обозначена как 120,8. При сохранении имеющейся тенденции уже через 10,8 лет почва перейдет в разряд очень сильно деградированной.

–  –  –

Резюме: Проведенные расчеты показали, что данная почва является слабо деградированной по всем рассмотренным показателям, однако оценка периодов деградации свидетельствует, что самая высокая скорость характерна для процесса снижения содержания гумуса. По данному показателю почва достигнет 4-й степени деградации через 10,8 лет, а по фосфору и калию соответственно через 20,8 и 26,5 лет.

В рассмотренном примере степень деградации определялась по отношению к исходному состоянию почвы. Недостатком такого подхода является следующее: не всегда известно, действительно ли состояние, принятое за исходное, характеризует недеградированную почву.

Возможно, в ряде случаев при наличии соответствующих данных целесообразно, наряду с характеристикой почвы, использовать и сведения о динамике показателей исследуемой почвы во времени. Это даст возможность более точно определить время действия деградационных процессов и показатели свойств недеградированной почвы.

Глава 6. ОЦЕНКА ПРОДУКТИВНОСТИ АГРОЭКОСИСТЕМ

Наиболее деятельная часть агроэкосистемы – агрофитоценоз, обладает конкретной биологической продуктивностью, которую возможно выразить количественно. Так, по сумме фотосинтетически активной радиации (ФАР) можно рассчитать величину потенциального урожая высеваемых в хозяйстве культур (ПУ), а по влагообеспеченности культур определить величину климатически обеспеченного уровня урожайности (КОУ). Основы методологии проведения подобных расчетов, которые неоднократно совершенствовались многими исследователями, заложил И.С. Шатилов, а в учебную практику ввел М.К. Каюмов (1982).

Расчет уровня действительно возможного урожая по запасам основных элементов питания строится на использовании данных агрохимической характеристики почв (содержание подвижных соединений фосфора и калия, а также содержание гумуса). Возможность установления лимитирующего рост и развитие растений элемента питания позволяет в дальнейшем определить дозу удобрения (удобрений) для получения уровня урожайности, обеспечиваемого запасами других элементов питания в почве.





6.1. Расчет величины потенциального урожая

Потенциальный урожай (ПУ или Убиол.) - это продуктивность биоценоза, которая теоретически могла бы быть достигнута при соблюдении всех элементов агротехнологии в идеальных почвенных и метеорологических условиях.

Лимитирующими факторами для получения ПУ являются биолого-генетические возможности культуры и приход фотосинтетически активной радиации.

Расчет ведут по формуле:

–  –  –

где Q - сумма ФАР за период вегетации культуры, ккал/га;

Kq - коэффициент усвоения ФАР посевами, %;

q - калорийность органического вещества единицы урожая, ккал/кг (Приложение 8).

Массу товарной продукции из общей биологической массы рассчитывают по формуле:

–  –  –

Пример 1 Определить потенциальный урожай озимой пшеницы, если приход ФАР за период вегетации культуры составляет 29 млрд. ккал/га, а коэффициент усвоения ФАР посевами - 3,0%.

Q = 2,9109 ккал/га (по условию задачи) Кq = 3% (по условию задачи) q = 4450 ккал/кг (Приложение 8) Тогда ПУ = (2,9109 3) / (100 4450 100) = 195,5 ц сухой биологической массы озимой пшеницы может быть получено с 1 га.

–  –  –

6.2. Определение климатически обеспеченного урожая по влагообеспеченности посевов Климатически обеспеченный урожай (КОУ) представляет собой продуктивность биоценоза, которая теоретически могла бы быть достигнута при выполнении всей агротехнологии на идеальной почве при реально складывающихся метеорологических условиях. Уровень КОУ лимитируется тепло- и влагообеспеченностью.

Расчет проводят по формуле:

–  –  –

где W - ресурсы продуктивной для растений влаги, мм;

Kw - коэффициент водопотребления, мм/га/ц (Приложение 10).

В свою очередь, ресурсы продуктивной для растений влаги рассчитывают по количеству осадков, которое может быть использовано растениями за вегетационный период, и запасу влаги в почве перед посевом. Для этого пользуются формулой:

–  –  –

где Д - годовая сумма осадков для конкретной территории;

К - коэффициент их использования, доля от 1,0.

Ниже приведены значения коэффициента использования осадков в зависимости от гранулометрического состава почв:

суглинистые почвы - 0,66-0,76 супесчаные - 0,52-0,60 песчаные - 0,42-0,48 глинистые, торфяно-болотные - 0,78-0,88 По полученным результатам заполняют таблицу 6.2.

–  –  –

При пересчете урожая общей биологической массы на товарную продукцию используют коэффициенты хозяйственной эффективности.

Пример 2 Определить климатически обеспеченный урожай озимой пшеницы по влагообеспеченности посевов, если среднегодовая сумма осадков 697 мм, запас влаги в почве перед посевом 125 мм; гранулометрический состав почвы тяжелосуглинистый.

Д = 697 мм (по условию задачи) К = 0,76 Тогда Р = 697 0,76 = 530 мм осадков сможет использовать озимая пшеница за период вегетации.

W1 = 125 мм (по условию задачи) С учетом отмеченного выше W = 125 + 530 = 655 мм - ресурсы продуктивной влаги, которые могут быть использованы озимой пшеницей на формирование урожая.

КW = 350 мм га / ц (Приложение 10) Тогда КОУW = (100 654) / 350 = 187,1 ц сухой биологической массы озимой пшеницы может быть получено с 1 га.

Кm (на абс. сух. массу) = 0,400 (Приложение 9) Кm (на станд. влажность) = 0,465 (Приложение 9)

–  –  –

Таким образом, КОУW (на абс. сух. массу) = 186,9 0,400 = 74,8 ц абсолютно сухого зерна озимой пшеницы может быть получено с 1 га.

КОУW (на станд. влажность) = 186,9 0,465 = 87,0 ц зерна озимой пшеницы влажностью 14% может быть получено с 1 га.

6.3. Определение действительно возможного урожая, получаемого за счет эффективного плодородия почвы Действительно возможный урожай (ДВУ) характеризует продуктивность агробиоценоза, которая теоретически достижима при соблюдении агротехнологии в реально складывающихся метеорологических условиях на конкретном поле. Уровень ДВУ лимитируется факторами плодородия.

Действительно возможный урожай, получаемый за счет почвенного плодородия (ДВУэф.), рассчитывается из уровней урожая, обеспечиваемого основными элементами питания - азотом, фосфором и калием. Величина ДВУ определяется питательным элементом, находящимся в минимуме.

–  –  –

Возможное потребление питательных элементов растениями рассчитывают, исходя из запаса элементов питания в почве с учетом коэффициентов их использования (Приложение 13). Расчет величины ДВУ, определяемого содержанием азота в почве, проводят по количеству гумуса в почве.

Пример 3 Определить действительно возможный урожай озимой пшеницы, который может быть получен за счет эффективного плодородия почвы, если почва серая лесная тяжелосуглинистая с содержанием гумуса 3,5%, подвижного Р2О5 100 мг/кг, обменного К2О 95 мг/кг; глубина пахотного слоя 22 см, плотность 1,2 г/см3 (т/м3).

Для расчетов запаса элементов питания в пахотном слое почвы необходимо, прежде всего, рассчитать массу пахотного слоя.

–  –  –

Из этого количества азота минерализуется 1,5% (Приложение 17).

Из 100 кг азота гумуса образуется 1,5 кг минерального азота, тогда из 4620 кг азота гумуса - Х кг минерального азота.

Х = (1,5 4620) / 100 = 69,3 кг - запас минерального азота на 1 га.

Найдем количество азота, которое может быть усвоено культурой.

Из этого запаса минерального азота озимая пшеница может усвоить 40% (Приложение 17).

Из каждых 100 кг азота усваивается 40 кг, тогда из 69,3 кг азота Х кг Х = (40 69,3) / 100 = 27,7 кг - количество азота, которое может быть усвоено из почвы озимой пшеницей на формирование урожая.

Рассчитаем уровень урожая культуры, обеспечиваемый запасами почвенного азота.

На формирование 1 ц зерна озимой пшеницы с учетом соответствующего количества побочной продукции требуется 3 кг азота (Приложение 11).

Д = 27,7 кг В = 3 кг/ц Тогда ДВУN = 27,7 / 3 = 9,2 ц/га.

–  –  –

Почвенные запасы калия могут обеспечить получение следующего уровня урожая.

На формирование 1 ц зерна озимой пшеницы с учетом соответствующего количества побочной продукции требуется 2,5 кг калия (Приложение 11).

Д = 25,1 кг/га В = 2,5 кг/ц Тогда ДВУК = 25,1 / 2,5 = 10,0 ц/га

–  –  –

Пример 4 Определить действительно возможный урожай озимой пшеницы, обеспечиваемый элементами питания минеральных и органических удобрений, если под нее внесено N60P60K60, 40 т/га полуперепревшего подстилочного навоза КРС; под предшествующую культуру внесено N30P40K40 и 2 года назад внесено N30P10.

1) Определение ДВУ, обеспечиваемого элементами питания минеральных удобрений

–  –  –

в) Расчет ДВУК.

Из калийных удобрений озимая пшеница усваивает в 1-й год 50%, во 2-ой - 10% (Приложение 15,16).

Из каждых 100 кг внесенного калия усвоится 50 кг,

–  –  –

2) Определение ДВУ, обеспечиваемого элементами питания органических удобрений

а) Расчет ДВУN Определим количество азота, внесенного с органическими удобрениями.

–  –  –

б) Расчет ДВУР Определим количество фосфора, внесенного с органическими удобрениями.

Со 100 кг навоза вносят 0,25 кг фосфора, тогда с 40000 кг навоза Х кг фосфора.

Х = (0,25 40000) / 100 = 100 кг фосфора будет внесено с 40 т полуперепревшего подстилочного навоза КРС.

Из этого количества озимая пшеница сможет усвоить 40% фосфора (Приложение 14).

Из 100 кг Р2О5, внесенного с навозом, усвоится 40 кг,

–  –  –

Таким образом, учитывая фактическую обеспеченность почвы подвижными формами элементов питания и остаточное влияние ранее внесенных в почву удобрений, можно ожидать, что реальный урожай озимой пшеницы не превысит 39,4 ц/га. Для построения урожая в 65,6 ц/га растениям не хватит азота, а урожая в 71,6 ц/га – азота и фосфора.

Конечно, предложенный выше способ определения возможной продуктивности фитоценоза далеко не идеален, но достаточно прост в употреблении, что позволяет рекомендовать его для практического сельского хозяйства.

Глава 7. ОСНОВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ ОПТИМИЗАЦИИ

ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ АГРОЭКОСИСТЕМ

Конструирование агроэкосистемы в чистом виде с соблюдением всех заданных параметров и принципов осуществимо лишь при сельскохозяйственном освоении новых территорий, что при современных масштабах вовлеченности земель в аграрное производство не имеет существенного значения. В используемых почвах реализация программы конструирования агроэкосистемы подразумевает лишь частичную или коренную реконструкцию уже сложившегося природно-хозяйственного механизма.

Основная идея регуляции и оптимизации процессов, протекающих в агробиогеоценозах, заключается в том, чтобы эти биокосные системы работали по принципу природных биоценозов (лугов, степей, лесов и пр.), основываясь на круговороте химических элементов и принципах стабильности существования экосистем. И хотя, в силу специфики агробиогеоценозов как систем не только экологических, но и социальноэкономических, практическая реализация этой идеи в полном объеме невозможна, следует к этому стремиться.

Вопросами выработки основных принципиальных позиций и конкретных мероприятий, касающихся проблем оптимизации сельскохозяйственных экосистем, посвящены работы многих исследователей, среди которых необходимо отметить Кольцова А.С. (1995), Уразаева Н.А. и др. (1996), Кирюшина В.И. (1996), Черникова В.А. (2000) и многих других.

В целом оптимизация функционирования агробиогеоценоза проводится на нескольких уровнях:

Уровень растительного организма и входящих в него подсистем;

Уровень популяции;

Уровень сообщества (агрофитоценоза);

Уровень агробиогеоценоза.

7.1. Оптимизация агробиоценоза на уровне популяции

Оптимизация процессов, протекающих в организме растения, представляет собой «конструирование» растения с целью обеспечения высокой продуктивности при хорошо выраженной конкурентоспособности и устойчивости к неблагоприятным факторам среды. Одна из возможностей решения этой проблемы – в биотехнологии.

При регуляции функционирования популяции растений прежде всего обращают внимание на ее плотность, которая во многом определяет взаимоотношения растений между собой. В самом начале развития популяции между особями складываются взаимоотношения, сходные с симбиозом, а по мере роста и развития растений возникают конкурентные взаимоотношения. В связи с этим необходимо проводить мероприятия по оптимизации плотности популяций культурных растений, которая должна быть такой, чтобы не было взаимного угнетения культурных растений, не снижался уровень их продуктивности и не возникало массового развития сорняков.

На урожайность растений, кроме плотности, влияет также способ посева и его составляющие: количество растений в рядке, ширина междурядий, ориентированность рядков по отношению к сторонам света и т.д. Возможно совмещение в одном посеве растений с разными сроками посадки (картофель). Или, например, один и тот же урожай может быть получен либо за счет меньшего числа крупных экземпляров, либо за счет большего числа мелких особей.

Один из эффективных методов повышения урожайности сельскохозяйственных культур - создание гетерогенных популяций за счет смеси разных сортов культурных растений одного вида (в Китае более 2 тысяч лет назад уже использовались сортосмеси риса). У нас практикуются сортосмеси кукурузы, пшеницы.

7.2. Оптимизация функционирования агрофитоценоза

Для достижения цели создания оптимальных условий жизни агрофитоценоза необходимо предусмотреть решение нескольких задач, среди которых следует отметить как минимум две:

Обеспечение культурных растений необходимыми им экологическими факторами (как средообразующими, так и ресурсными);

Соблюдение основных условий существования стабильных экосистем, прежде всего принципов видового разнообразия и динамического равновесия.

По первому направлению – обеспечение культурного фитоценоза основными экологическими факторами – возможно дать пример расчета доз внесения удобрений на планируемую продуктивность агроэкосистемы.

Для этого обратимся к примеру, рассмотренному в главе 6.

Расчеты показали, что запас азота в почве, представляющий собой сумму питательных веществ почвы, ранее внесенных минеральных и органических удобрений, позволяет получить урожай озимой пшеницы в 39,4 ц/га, запас фосфора - в 65,6, а калия - в 71,6 ц зерна с 1 га. Действительно возможный урожай пшеницы ограничивается запасами азота и составит 39,4 ц/га.

Для получения же максимально возможного по суммарным запасам фосфора урожая в 65,6 ц/га необходимо обеспечить дополнительное азотное питание, а урожая в 71,6 ц/га (по содержанию доступного растениям калия) - дополнительное азотно-фосфорное питание.

Восполнить недостаток питательных элементов в данном конкретном случае возможно за счет внесения минеральных удобрений.

1) Рассчитаем дозы внесения удобрений для достижения урожая озимой пшеницы в 65,6 ц/га.

Для получения такого уровня урожая растениям достаточно запасов калия и фосфора. Недостает только азота. Поэтому расчет делаем для азотных удобрений.

Необходимо сформировать 26 дополнительных центнеров зерна озимой пшеницы (65,6 - 39,4 = 26,2);

Для его построения, с учетом удельного выноса азота культурой (3,0 кг/ц), растениям необходимо 78 кг азота (26,2 х 3,0 = 78,6);

С учетом коэффициента использования азота из минеральных удобрений, равного 60%, внести под посев нужно 130 кг азота на 1 га (78,6 х 100 / 60);

2) Рассчитаем дозы внесения удобрений для достижения урожая озимой пшеницы в 71,6 ц/га.

Для получения такого уровня урожая растениям достаточно запасов калия. Недостает азота и фосфора. Поэтому расчет делаем для азотных и фосфорных удобрений.

а) Расчет по азоту

Необходимо сформировать 32,2 дополнительных центнеров зерна озимой пшеницы (71,6 - 39,4 = 32,2);

Для его построения, с учетом удельного выноса азота культурой (3,0 кг/ц), растениям необходимо 96,6 кг азота (32,2 х 3,0 = 96,6);

С учетом коэффициента использования азота из минеральных удобрений, равного 60%, внести под посев нужно 161 кг азота на 1 га (96,6 х 100 / 60).

б) Расчет по фосфору

Необходимо сформировать 6,0 дополнительных центнеров зерна озимой пшеницы (71,6 - 65,6 = 6,0);

Для его построения, с учетом удельного выноса фосфора культурой (1,1 кг/ц), растениям необходимо 6,6 кг фосфора (6,0 х 1,1 = 6,6);

С учетом коэффициента использования фосфора из минеральных удобрений, равного 20%, внести под посев нужно 33 кг фосфора (6,6 х 100 / 20).

Резюме по задаче.

1. Для получения максимально возможного по запасам элементов питания урожая озимой пшеницы в 65,6 ц/га, на данной почве, с учетом запаса доступных для растений соединений почвы, а также действия и последействия органических и минеральных удобрений, необходимо дополнительно внести 131 кг азота в виде минерального удобрения. Фосфорные и калийные удобрения дополнительно вносить не надо.





2. Для получения максимально возможного по запасам элементов питания урожая озимой пшеницы в 71,6 ц/га, на данной почве, с учетом запаса доступных для растений соединений почвы, действия и последействия органических и минеральных удобрений, необходимо дополнительно внести 161 кг азота и 33 кг фосфора в виде минеральных удобрений. Калийные удобрения дополнительно не требуются.

Таким образом, оценив количественно потенциальные возможности почвы в удовлетворении потребностей растений в питании, возможности усвоения культурой питательных веществ из ранее внесенных в почву удобрений (как органических, так и минеральных), а также имея представление о биологических требованиях отдельных культур к режиму питания, следует попытаться разумно соотнести потребности культур с возможностями почв и дать рекомендации по оптимальному распределению их как в пространстве (на территории отдельных полей и участков), так и во времени (выбрав соответствующий для этого севооборот). Это позволит экономно расходовать имеющиеся природные ресурсы и максимально уменьшить объемы рекомендуемых к внесению удобрений, обеспечив получение планируемых урожаев.

По второму направлению – соблюдение условий существования стабильных экосистем – можно отметить следующее. В сельскохозяйственном производстве издавна большое внимание уделяют формированию смешанных посевов разных видов культурных растений. Именно так в субтропиках и тропиках возделывают кукурузу, сорго, арахис, хлопок и другие растения, располагая их чередующимися рядками, или проводя их посев и уборку в разные периоды года. В нашей зоне распространены смешанные посевы кормовых трав (кормосмеси): вики с овсом, кукурузы или подсолнечника с бобами, фасолью.

Функционирование агрофитоценоза невозможно представить без сорняков. При этом контроль за их численностью предполагает определение порога засоренности посева, т.е. той плотности популяции сорняков, с которой начинается снижение урожая. Установлено, что проективное покрытие площади сорняками в 10-15% не является причиной снижения урожайности культурных растений. Способов же снижения численности сорных растений достаточно много: подбор севооборота, при котором смена посевов максимально подавляла бы сорняки; посев пропашных культур; сроки посева и др.

Однако в последние годы несколько изменилась трактовка роли сорняков в агробиогеоценозах. Современные фитоценологи считают, что в полном искоренении сорняков нет необходимости, т.к. они улучшают экологическую обстановку в агробиогеоценозе:

Активно влияют на биотический круговорот, т.к. вокруг их корней формируется сообщество бактерий, грибов и других организмов - деструкторов, ускоряющих минерализацию и активизирующих ход геохимических циклов;

Биологическое поглощение ими элементов питания предохраняет последние от вымывания;

Сорняки с глубокой корневой системой извлекают минеральные вещества из глубинных слоев почвы;

Сорная растительность защищает почву от эрозии;

Сорняки разнообразят видовой состав агробиоценоза, способствуя увеличению численности связанных с ними видов животных и особенно насекомых, что препятствует непомерному размножению насекомых - доминантов (посевы без сорняков чаще поражаются вредителями).

Создаваемые агроценозы должны быть не только высокопродуктивны, но и не должны вызывать нарушений в местных экосистемах, поэтому обязательно проводят работы по сохранению естественной растительности в качестве буферных полос и зон, а также соблюдению пропорций между конструируемой агроэкосистемой и натурбиогеоценозом. Кроме этого, прилагают немало усилий для сохранения в агробиогеоценозе сложившихся ранее микробоценоза и зооценоза, так как это значительно повышает устойчивость и стабильность существования агроэкосистемы.

В этом отношении большое внимание следует уделить засоренности посевов, которая в современных условиях резко повысилась. В сообществе сорняков доминируют корнеотпрысковые многолетники – вьюнок полевой, осоты розовый и желтый, молокан татарский, пырей и др. Важный фактор распространенности сорняков – старение посевов многолетних трав, которые ныне обновляются на уровне 5-7% в год.

Отсюда возникает необходимость разработки новых технологий борьбы с сорняками на основе учета биоценотических отношений между различными видами растений. При этом следует учитывать, что способность культурных растений противостоять сорнякам зависит от ряда факторов: размера семян и посадочного материала; количества надземной и подземной массы, накопленной озимыми и многолетними культурами в предыдущие периоды вегетации; темпов роста; длины вегетационного периода; соотношения плотности культурных и сорных растений; фитосанитарного состояния и агротехники посевов; реакции культурных и сорных растений на меняющиеся погодные условия.

Например, высокая конкурентоспособность посевов ячменя и гороха обусловлена высокой исходной массой культурных растений. Просо, сахарная свекла, кукуруза и подсолнечник обладают значительно меньшей массой в начале вегетации. Растения сои, наоборот, в первые недели развития формируют относительно большую массу, в дальнейшем темпы прироста снижаются, а засоренность посевов увеличивается.

Пропашные культуры превосходят сорные растения по скорости накопления биомассы, в результате чего доля последних в общей массе агрофитоценоза снижается. Наибольшей конкурентоспособностью среди пропашных обладает подсолнечник.

Таким образом, ранние озимые и яровые зерновые культуры, многолетние травы, горох и подсолнечник относительно устойчивы к сорнякам. Свекла, соя и кукуруза характеризуется высокой чувствительностью к сорным растениям, произрастающим в посевах. Просо занимает промежуточное положение по устойчивости к сорнякам среди этих двух групп сельскохозяйственных культур.

Относительно возможностей уничтожения семян сорняков в почве можно отметить следующее. Некоторые виды крестоцветных (например, рапс) синтезируют в своих корнях МИТ (метилизотиоцианат) и, выделяя его в почву, способствуют гибели семян сорняков в пахотном слое. Можно использовать для этого энергию электромагнитных колебаний (СВЧ), а также метод соляризации (покрытие почвы прозрачной полиэтиленовой пленкой). В солнечные дни под нею температура почвы достигает 40-500, что убивает до 90 % семян сорняков. Метод соляризации хорошо действует на влажной почве, способствуя гибели патогенной микрофлоры.

Достаточно новый способ борьбы с сорняками – применение лазерных гербицидов, то есть использование природных веществ, гербицидное действие которых развивается только под действием солнечного света. Типичным соединением этой группы является дельтааминолевулиновая кислота (АЛА).

Особое внимание заслуживают вопросы устойчивости растений к загрязнению тяжелыми металлами. Здесь следует подчеркнуть, что необходимо различать две стороны этого вопроса: токсичность ТМ для человека и животных и токсичность их для самих растений. В этой связи все ТМ условно можно разделить на фитотоксичные (токсичность для растений выше, чем для животных) и токсичные (прежде всего для человека и животных). Установлено, что к фитотоксичным ТМ относятся Cu, Ni, Zn. Уровни нормального содержания ТМ в растениях определяются видом ТМ и колеблются в пределах от 0,02 мг (ртуть) до 60 мг (цинк).

В растениях ТМ нарушают ход биохимических процессов, влияют на синтез и функции многих активных соединений: ферментов, витаминов, пигментов. При высоких концентрациях Cd, Pb, Cu, и Zn происходит снижение количества хлорофилла; повышенное количество Cd, Pb, и Zn снижает поступление в растение Ca и P.

Все растения различаются между собой по способности к аккумуляции ТМ: как по количеству поступления, так и по приоритетности поглощения. Так, например, картофель, гречиха и морковь поглощают очень много Cu, томаты и свекла - Cd. Для отдельных растений в настоящие время установлены ряды поглощения ТМ 27:

Овес - NiCuCoCrZnMn Пшеница - CdNiCuZn Рожь - ZnCdPbCu Сахарная свекла - CdCuZnCrNiMn Кукуруза, подсолнечник CdNiPb или CdPbZn В целом при разработке и, особенно при освоении зональных адаптивно-ландшафтных систем земледелия и технологий, необходимо соблюдать определенную последовательность в проведении мероприятий. Так, для каждого уровня плодородия почв должны быть свои технологические решения. Например, на низкоплодородных кислых почвах Нечерноземной зоны необходимо, в первую очередь, обеспечить защиту почв от эрозии и добиться рационального использования местных почвенно-климатических ресурсов путем оптимизации системы агротехнических приемов (севооборот, способ обработки почвы, сорт, срок посева, методы ухода за посевами). Одновременно необходимо проводить мероприятия по снижению кислотности почв, ликвидации переувлажнения или подтопления.

Только после решения этих вопросов можно эффективно использовать минеральные и органические удобрения, сидераты, биологический азот. И лишь когда почва будет окультурена, можно применять интенсивные технологические воздействия сельскохозяйственных культур. Максимальные результаты в этом случае достигаются при использовании компьютерных программ управления формированием урожая и качеством продукции.

7.3. Оптимизация функционирования агробиогеоценоза

При регуляции и оптимизации процессов, протекающих в агробиогеоценозе, в дополнение к ранее рассмотренным следует добавить оптимизацию почвенных процессов.

Прежде всего, полевой участок готовят к посеву, продумывая способ обработки почвы, необходимость парования ее, определяя мероприятия по повышению ее плодородия. Большую роль играет регуляция и оптимизация водного режима почв. Проводят работы по максимизации уровня содержания диоксида углерода в приземном слое воздуха при помощи органических удобрений и отходов, активизации внутрипочвенных биологических процессов, а также комплекс мероприятий по увеличению запасов органических веществ и гумуса в почвах.

Среди последних наибольшее значение имеют внесение органических удобрений, в том числе сидератов, а также учет количества корневых и послеуборочных остатков растений, возделываемых или произрастающих в поле.

Внесение органических удобрений как прием повышения почвенного плодородия Внесение органических удобрений (навоза, птичьего помета, фекалий, компоста) - важнейший прием повышения плодородия почв. При их систематическом применении происходит улучшение биологических (микрофлора), физических (структура), химических (содержание гумуса, обеспеченность фосфором, калием и микроэлементами), физикохимических (емкость поглощения, степень насыщенности почв основаниями, реакция среды, буферность) свойств, водного и воздушного режимов почв.

По возможности синтеза гумусовых веществ все органические удобрения сильно разнятся. Для сравнительной оценки их по способности к гумификации широко пользуются условными коэффициентами перевода различных видов органических удобрений в подстилочный полуперепревший навоз крупного рогатого скота (способность которого к образованию гумуса принята за единицу). При этом количество гумуса, образующегося в почве из 1 т навоза (подстилочного полуперепревшего), равно: для дерново-подзолистых супесчаных почв - 50 кг, дерново-подзолистых суглинистых - 65 кг, серых лесных - 70 кг, черноземов

Коэффициенты перевода отдельных видов органических удобрений по их способности к гумусообразованию в стандартный подстилочный полуперепревший навоз:

бесподстилочный навоз (влажность 90-93%) - 0,5 жидкий навоз (влажность 93-97%) - 0,25 навозные стоки (влажность более 97%) - 0,1 птичий помет, торфо-навозный компост - 1,2 солома - 3,4 сидеральные удобрения (естеств. влажности) - 0,25.

При условии использования в хозяйстве других видов органических удобрений возможные объемы накопления гумуса в почве можно рассчитать, воспользовавшись для этого коэффициентами перевода их в стандартный навоз (не путать: сравнение отдельных видов органических удобрений идет по их способности к гумусообразованию, определяющейся прежде всего содержанием в них углерода, а не по их удобрительному действию на культуры).

Зеленое удобрение (сидераты) представляет собой растительную массу (только надземную или всю биологическую) естественных или культивируемых зеленых растений, которые запахиваются в почву с целью повышения плодородия почв и обеспечения дополнительного питания высеваемых культур. Для этой цели чаще всего используют многолетние и однолетние бобовые культуры, но перегной растительного происхождения может образовываться и из биомассы сорняков, произрастающих на поле.

Количественно способность зеленой массы растений к гумусонакоплению может быть выражена следующими цифрами: от 40 до 60 кг гумуса из 1 т растительных остатков естественной влажности многолетних бобовых трав. Что касается однолетних бобово-злаковых трав и рапса, то их способность к гумусообразованию выражают, приравнивая урожай с площади в 1 га к 10 т навоза.

Возможность пополнения запасов органического вещества в почве за счет растительных остатков возделываемых культур Сельскохозяйственные культуры в силу своих биологических особенностей и различий в технологии возделывания неодинаково влияют на режим органического вещества. По уменьшению поступления в почву послеуборочных остатков, корневой массы и опада их можно расположить в виде следующего ряда: многолетние травы - кукуруза на силос

Озимые зерновые - яровые зерновые - зернобобовые - сахарная и кормовая свекла - картофель - лен.

Изменяя соотношение площади под разными культурами, можно в значительной мере регулировать поступление в почву органического вещества с растительными остатками. При этом общее поступление растительных остатков в почву возрастает при увеличении урожайности культур, хотя относительное накопление их в расчете на 1 ц основной продукции снижается.

Количество послеуборочных остатков, поступающих в пахотный слой почвы, для разных культур изменяется довольно существенно. Так, например, озимые культуры оставляют после себя 2,0-3,2 т, яровые зерновые - 2,0-2,5 т, клевер 4,0-7,0 т, кукуруза 2,0-4,6 т, картофель - 0,8-1,2 т, сахарная свекла - 1,0-1,5 т, люпин 2,0-3,0 т сухого вещества на 1 га.

В среднем, в зерновых агроценозах поступление растительных остатков в почву колеблется от 1,5 до 5,0 т сухого вещества на 1 га.

Количество вновь образованного из растительных остатков культурных растений гумуса зависит как от вида растений, так и от типа почв. Так, из 1 т сухого вещества растительных остатков многолетних злаковых и бобовых трав, зерновых культур и льна может быть синтезировано от 150 до 250 кг гумуса (здесь и далее указан размах колебаний объемов новообразования гумусовых соединений на почвах в ряду от дерново-подзолистых супесчаных до черноземов выщелоченных и оподзоленных в разной степени суглинистых, соответственно); 1 т сухого вещества растительных остатков силосных культур - от 100 до 150 кг;

картофеля, корнеплодов и овощей - от 50 до 80 кг; соломы зерновых (без корней) - от 150 до 220 кг.

Однако возможность количественного определения и установления истинного баланса гумуса сильно осложняется в связи с тем, что в почве одновременно проходят два взаимосвязанных и взаимообусловленных, но разнонаправленных процесса: синтез (гумификация) и распад (минерализация) органического вещества. Полностью исключить минерализацию гумуса невозможно, следовательно, для обеспечения его расширенного воспроизводства приход органического вещества в почву (в виде корневых и пожнивных остатков, органических удобрений, сидеральной массы) должен перекрывать масштабы его минерализации.

В систему реконструирования агроэкосистемы входит и ряд агрохимических мероприятий. Так, повышение доступности остаточных фосфатов, аккумулируемых в почве вследствие разных причин, возможно за счет мелиоративных приемов, обеспечивающих ослабление адсорбции фосфатов и изменение соотношения фракций Са-Р к Fe-P, а также поддержание сбалансированного состояния азота и фосфора в почвенном растворе (N:P2O5 близко к 0,3). Этому способствуют органические удобрения, активирующее биохимические процессы мобилизации фосфатов; применение азотных удобрений на почвах с повышенным содержанием фосфора; возделывание культур, биологически ориентированных на усвоение фосфора из разных фосфатных соединений.

Так, например, гречиха и горох адаптированы к алюмофосфатам; люпин и ячмень – к алюмо- и кальцийфосфатам; овес – к алюмо- и железофосфатам. Высокой способностью усваивать остаточные фосфаты обладают также люцерна и эспарцет.

Одним из главных направлений в оптимизации функционирования агроэкосистем является их максимальная биологизация (фиксация азота из воздуха, биологические средства защиты от вредителей, болезней и сорняков), и сокращение объемов применения средств химической защиты растений. Немаловажным является и направление, при котором оптимизация минерального питания растений обеспечивается на основе использования машинной технологии дифференцированного внесения удобрений и других агрохимических средств в системе координатного земледелия в зависимости от неоднородности плодородия почв, состояния посевов и отзывчивости сельскохозяйственных культур на удобрения. Перспективным в этом направлении является работа системы контроля за экологическим состоянием агроэкосистем на основе внедрения производственного агроэкологического мониторинга состояния земельных угодий, создание специальной службы охраны почв, а также развитие концепции, базовой основой которой является оценка экологического риска, отражающего уровень опасности не только для человека, но и для живой природы.

Таким образом, к числу факторов эффективного воздействия на продуктивность агрофитоценоза и оптимизацию функционирования агробиогеоценозов относятся:

а) создание комплекса благоприятных почвенных условий (ликвидация избыточной кислотности, повышенного содержания органического вещества в почве, улучшение физических и биологических свойств почвы) и повышение бонитета почвы;

б) рациональное применение минеральных удобрений (с учетом содержания элементов питания в почве, запасов влаги, биологии возделывания сорта);

в) повышение эффективности использования минеральных удобрений (применение капсулированных удобрений и удобрений с пролонгированным действием; использование ингибиторов нитрификации;

внесение фосфора и калия в рядки с целью уменьшения их фиксации почвой; использование поверхностно-активных веществ и других модифицирующих добавок в составе удобрений);

г) улучшение корневого питания растений за счет поддержания оптимального соотношения основных питательных веществ в почве и возделывания культур и сортов, имеющих высокий коэффициент использования удобрений;

д) широкая химическая мелиорация почв с учетом особенностей почв и биологии культур, выращиваемых в севообороте;

е) использование прогрессивных способов орошения (импульсное, капельное), направленных на экономное расходование воды, с учетом критических периодов в водоснабжении растений;

ж) проведение защитных, предупредительных агрохимических мероприятий, направленных на предотвращение полегания посевов, повышение устойчивости растений к экологическим стрессам, предотвращение болезней, снижение численности сорняков и насекомыхвредителей, что достигается за счет:

Внесения ретардантов (хлорхолинхлорид–ССС; 2-хлорэтилфосфоновая кислота и другие препараты);

Использования фиторегуляторов антистрессового характера действия с целью повышения засухо-, влаго-, холодо-, морозо-, солеустойчивости растений (картолин, ССС и другие препараты);

Пестицидных препаратов с целью уменьшения заболеваемости растений и снижения численности сорняков и насекомыхвредителей с учетом реакции (толерантности) сортов на их обработку;

з) использование биологических средств воздействия на агрофитоценозы, что включает:

Применение препаратов клубеньковых бактерий (ризоторфин) на бобовых растениях;

Применение бактериальных препаратов, созданных на основе высокоэффективных штаммов ассоциативных азотфиксаторов на небобовых культурах (агрофил, ризоэнтерил, ризоагрин, мизорин, азоризин и т.д.);

Применение бактериальных средств защиты растений от вредителей (битоксибациллин, дендробациллин, энтобактерин, боверин и др.);

Подбор сортов, наиболее приспособленных к местным почвенноклиматическим условиям.

В целом работы по регуляции и оптимизации процессов, протекающих в агробиогеоценозах, требует от земледельца немалых знаний, большого мастерства, умения «чувствовать пульс природы» и уверенности рачительного хозяина.

Эффективность сельскохозяйственного производства, и, в первую очередь, его почвенно-агрохимической составляющей, заключается в рациональном использовании ранее накопленного запаса плодородия почв и его повышении. При этом важно как можно разумнее использовать природные ресурсы, что позволит сэкономить материальные затраты, заменив их интеллектуальными.

Литература

1. Агроэкология /В.А. Черников, Р.М. Алексахин, А.В. Голубев и др.;

под ред. В.А. Черникова, А.И. Чекереса. – М.: Колос, 2000.

2. Акимова Т.А., Хаскин В.В. Экология: Учебник для вузов. – М.:ЮНИТИ, 1998.

3. Витязев В.Г., Макаров И.Б. Общее земледелие. - М.: МГУ, 1991.

5. Гапонюк Э.И., Малахов С.Г. Комплексная система показателей экологического мониторинга почв // Миграция загрязняющих веществ в почвах и сопредельных средах. - Л.: Гидрометеоиздат, 1985.

6. Геохимия окружающей среды. - М.: Недра, 1990.

7. Гиляров А.М. Популяционная экология. - М.: МГУ, 1990.

8. Глазовская М.А. Принципы классификации почв по их устойчивости к химическому загрязнению// Земельные ресурсы мира, их использование и охрана. - М.: 1978. - С. 85-98.

9. Глазовская М.А. Опыт классификации почв мира по их устойчивости к техногенным кислотным воздействиям // Почвоведение. - 1990.

- № 10. - С. 82-96.

10. Глазовская М.А. Методологические основы эколого-геохимической устойчивости почв к техногенным воздействиям. М.: МГУ, 1997.

11.Глазовская М.А. Проблемы и методы оценки эколого-геохимической устойчивости почв и почвенного покрова к техногенным воздействиям // Почвоведение. - 1990.- № 1.

12. ГОСТ 17.8.1.01-86 (СТ СЭВ 5303-85). Охрана природы. Ландшафты.

Термины и определения – 8 с.

13. ГОСТ 17.8.1.02-88 (СТ СЭВ 6005-87). Охрана природы. Ландшафты.

Классификация – 7 с.

14. Грин Н., Стаут.У., Тейлор Д. Биология: в 3-х т. Т.2.: Пер. с англ.М.: Мир, 1990.

15. Гришина Л.А., Копцик Г.Н., Моргун Л.В. Организация и проведение почвенных исследований для экологического мониторинга. - М.:

Изд-во МГУ, 1991.

16. Добровольский Г.В., Никитин Е.Д. Функции почв в биосфере и экосистемах. – М.: Наука, 1990.

17. Докучаев В.В. Наши степи прежде и теперь. Соч., т.VI.- М.: АН СССР, 1951.

18. Дылис Н.В. Основы биогеоценологии. Москва: МГУ, 1978.

19. Жученко А.А. Стратегия адаптивной интенсификации сельского хозяйства (концепция). – Пущино: НЦ РАН, 1994.

20. Каюмов М.К. Справочник по программированию продуктивности полевых культур. – М. : Россельхозиздат, 1982.

21. Кирюшин В.И. Экологические основы земледелия. – М. : Колос, 1996.

22. Ковда В.А. Биогеохимия почвенного покрова. –М: Наука, 1985.

23. Кольцов А.С. Сельскохозяйственная экология. – Ижевск: Изд-во Удмуртского университета, 1995.

25. Методы почвенной микробиологии и биохимии / Под ред. Д.С.

Звягинцева. М., 1980.

26. Микроорганизмы и охрана почв.- М.: МГУ, 1989.

27. Милащенко Н.З., Соколов О.А., Брайсон Т., Черников В.А. Устойчивое развитие агроландшафтов / В 2-х Т.Т. – Т.1. – Пущино: ОНТИ ПНЦ РАН, 2000.

28. Милащенко Н.З., Соколов О.А., Брайсон Т., Черников В.А. Устой чивое развитие агроландшафтов / В 2-х Т.Т. – Т.2. – Пущино: ОНТИ ПНЦ РАН, 2000.

29. Одум Ю. Экология. В 2 т.- М. : Мир, 1986.

30. Одум Ю. Основы экологии.- М.: Мир, 1975.

31. Основные микробиологические и биохимические методы исследования почвы (Метод. рекомендации). - Л., 1987.

32. Порядок определения размеров ущерба от загрязнения земель химическими веществами. - М., 1993.

33. Почвенно-экологический мониторинг и охрана почв / Под ред. Д.С.

Орлова, В.Д. Васильевской. - М.: Изд-во МГУ, 1994.

34. Работнов Т.А. Экспериментальная фитоценология. – М.: МГУ, 1998.

35. Реймерс Н.Ф. Экология. Теории, законы, правила, принципы и гипотезы.- М.: Россия Молодая, 1994.

36. Розанов Б.Г. Основы учения об окружающей среде. Москва: МГУ, 1984.

37. Сельскохозяйственная экология /Н.А. Уразаев, А.А. Вакулин, В.И.

Марымов и др.. – М.: Колос, 1996.

38. Снакин В.В. и др. Система оценки степени деградации почв. - М., 1992.

39. Состояние окружающей среды и природных ресурсов Нижегородской области в 1997 году: Ежегодный доклад/ Н. Новгород: Изд-во Волго-Вятской академии государственной службы, 1998,1999,2000.

40. Сукачев В.Н. К вопросу о борьбе за существование между биотипами одного и того же вида// Юбил. сб., посвящ. И.П.Бородину. Л., 1927.

41. Уразаев Н.А., Вакулин А.А. и др. Сельскохозяйственная экология. – М. : Колос, 1996.

42. Harper J.L. Population biology of plants. L., N.Y., 1977. 892 pp.

43. Kays S., Harper J.L. The regulation of plant and tiller density in a grass sward// J. Ecol. 1974. Vol. 62. N 1. P. 97-105.

44. Mackay D.M., Smith L.A. Agricultural chemicals in groundwater:

Monitoring and management in California/ J. of Soil and Water Conserv.

1990. Vol. 45. N. 2. P. 253-255

45. Powell C.L. Effect of phosphate fertiliser and plant density on phosphate inflow into ryegrass roots in soil/ Plant and soil. 1977. Vol. 47. N. 2.

Silvertown J.W. Introduction to plant population ecology. L., N.Y., 1987.

46. Tansley A.G. The use and abuse of vegetational concepts and terms/ Ecology. 1935. N. 16.

ПРИЛОЖЕНИЯ

–  –  –

* - в пересчете на серу;

** - подвижные формы меди, никеля и цинка извлекают из почвы аммонийно-ацетатным буферным раствором с рН 4,8; кобальта - аммонийно-натриевым буферным раствором с рН 3,5 для сероземов и рН 4,7 для дерново-подзолистых почв.

–  –  –

Уровень со- Мероприятия держания и загрязнения Содержание: Для биологически важных элементов (цинк, медь и др.) очень низкое, необходимы микроудобрения или добавки в корма в занизкое висимости от содержания подвижных форм соединений элементов в почвах и содержании их в продукции Среднее Не требуются Повышенное Устранение влияния источника загрязнения и периодический контроль почв и продукции Высокое Обязательное устранение влияния источника загрязнения, постоянный контроль содержания тяжелых металлов в почвах и продукции Оч.

Высокое Подбор сельскохозяйственных культур, не накапливаюнизкий уро- щих тяжелые металлы, комплекс агротехнических мер по вень загряз- уменьшению поступления тяжелых металлов в продукнения) цию (известкование, применение органических и минеральных удобрений); исключить выращивание зеленных культур и овощей Загрязнение: Выращивание культур, не накапливающих тяжелые меСреднее таллы (зерновые на зерно, семенники трав, технические культуры, саженца плодовых и ягодных культур, цветоводство) с обязательным применением комплекса агротехнических мер по снижению поступления тяжелых металлов в продукцию Высокое, Исключить выращивание культур для продовольственоч. Высокое ных целей. Необходимы дополнительные разработки по рекультивации почв.

–  –  –

Примечание: 1 - урожайность культур, ц/га основной продукции;

2 - накопление пожнивно-корневых остатков, ц сухого вещества на 1 ц основной продукции

–  –  –

Нижегородская государственная сельскохозяйственная академия 603107, г. Н. Новгород, пр. Гагарина, 97 Издательство Волго-Вятской академии государственной службы 603600, Нижний Новгород-292, пр. Гагарина, 46




Похожие работы:

«МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙФЕДЕРАЦИИ РОССИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТМСХА ИМЕНИ К.А. ТИМИРЯЗЕВА (ФГБОУ ВПО РГАУ МСХА имени К.А. Тимирязева) Факультет природообустройства и водопользования Кафедра сельскохозяйственного водоснабжения и водоотведения А.Н. Рожков, М.С. Али МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО ВЫПОЛНЕНИЮ ВЫПУСКНОЙ КВАЛИФИКАЦИОННОЙ РАБОТЫ Методические указания Москва Издательство РГАУ-МСХА УДК 628 М54 «Методические указания по выполнению выпускной квалификационной...»

« «КУБ АНСКИЙ ГОСУДАРСТ ВЕННЫЙ АГРАР НЫЙ УНИВЕРСИТЕТ » Учебно-методическое пособие по дисциплине Фундаментальная агрохимия Код и направление 35.06.01 Сельское хозяйство подготовки Наименование профиля программы подготовки научно– Агрохимия педагогических кадров в аспирантуре/ Квалификация (степень) выпускника Факультет Агрохимия и...»

« «КУБАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ» МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО ПРОВЕДЕНИЮ СЕМИНАРСКИХ ЗАНЯТИЙ по дисциплине Б1.В.ОД.2 Организация учебной деятельности в вузе и методика преподавания в высшей школе Код и направление 38.06.01 Экономика подготовки Наименование программы подготовки научно-педагогических кадров в аспирантуре...»

«МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «КУБАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ» МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ по дисциплине Б1.В.ОД.2 Организация учебной деятельности в вузе и методика преподавания в высшей школе Код и направление 38.06.01 Экономика подготовки Наименование программы подготовки научно-педагогических кадров в аспирантуре...»

«МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «КУБАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ» ОСНОВЫ НАУЧНОИССЛЕДОВАТЕЛЬСКОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ Учебно-методическое пособие для самостоятельной работы обучающихся по направлению подготовки «Философия, этика и религиоведение» (уровень подготовки кадров высшей квалификации) Краснодар КубГАУ УДК 001.89:004.9(075.8) ББК 72.3 Б91 Рецензент: В. И....»

«МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «КУБАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ» Методические указания по проведению практических занятий по дисциплине Б1.В.ДВ.2 Техническая энтомология Код и направление 06.06.01 Биологические науки подготовки Наименование профиля / программы подготовки научноЭнтомология педагогических кадров в аспирантуре Квалификация Исследователь....»

«Министерство сельского хозяйства Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «КУБАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ» УТВЕРЖДАЮ Председатель Совета юридического факультета д.ю.н., профессор В.Д. Зеленский «_» 20_ г.протокол № РАБОЧАЯ ПРОГРАММА дисциплины Б3.Б.19 КРИМИНАЛИСТИКА Код и направление подготовки 030900.62 Юриспруденция Профиль Уголовно-правовой, гражданскоподготовки правовой,...»

«Министерство сельского хозяйства Российской Федерации Департамент мелиорации Федеральное государственное бюджетное научное учреждение «РОССИЙСКИЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ ПРОБЛЕМ МЕЛИОРАЦИИ» (ФГБНУ «РосНИИПМ») МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ «КОМПЛЕКС НАУЧНО ОБОСНОВАННЫХ МЕРОПРИЯТИЙ ПО ЭФФЕКТИВНОМУ ТЕХНИЧЕСКОМУ ОБСЛУЖИВАНИЮ ТУННЕЛЕЙ МАГИСТРАЛЬНЫХ КАНАЛОВ» Новочеркасск Методические указания «Комплекс научно обоснованных мероприятий по эффективному техническому обслуживанию туннелей магистральных...»

«МИНИСТ ЕР СТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТ ВА И ПРОДОВОЛЬСТВИЯ Р ЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ УЧРЕЖДЕНИЕ ОБРАЗОВАНИЯ «ГРОДНЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ » Кафедра экономики АПК Экономика сельского хозяйства Методиче ские указания по выполнению контроль ной работы дл я студе нтов биоте хнологиче ского факуль те та НИСПО Гродно 20 УДК 631.1(072) ББК 65.32я73 Э 40 Авторы: В.И. Высокоморный, А.И. Сивук Рецензенты: доцент С.Ю. Леванов; кандидат сельскохозяйственныхнаук А.А. Козлов. Экономика сельского...»

«МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФГБОУ ВПО «Кубанский государственный аграрный университет» УЧЕБНЫЕ И НАУЧНЫЕ ИЗДАНИЯ. Основные виды и аппарат Методические указания по определению вида издания и его соответствия содержанию для профессорско-преподавательского состава Кубанского госагроуниверситета Краснодар КубГАУ Составители: Н. П. Лиханская, Г. В. Фисенко, Н. С. Ляшко, А. А. Багинская Учебные и научные издания. Основные виды и аппарат: метод. указания по определению вида...»

«МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «КУБАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ» Генетика признаков качества сельскохозяйственных растений Методические указания Для самостоятельной работы аспирантов направления: 06.06.01 – биологические науки Краснодар, 2015 Составитель: С.В. Гончаров Генетика признаков качества сельскохозяйственных растений: метод. указания для...»

«МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ «СТАВРОПОЛЬСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ» УТВЕРЖДАЮ Проректор по учебной и воспитательной работе И.В. Атанов «_»2014 г. ОТЧЕТ о самообследовании основной образовательной программы высшего образования 111100.68 Зоотехния (код, наименование специальности) Ставрополь, 201 СТРУКТУРА ОТЧЕТА О САМООБСЛЕДОВАНИИ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЙ...»

«Бюллетень новых поступлений за февраль 2015 года. А683 Анненкова, Надежда Николаевна. bung macht den Meister: [учебное пособие] : с заданиями для самоконтроля для студентов первого семестра всех специальностей / Н. Н. Анненкова, Л. А. Шишкина; [Воронежский государственный аграрный университет]. Woronesh: Воронежский государственный аграрный университет, 2014. 98 с. : ил. На обороте титульного листа авторы указаны как составители. Библиогр.: с. 95. 32,30 В752 Воронежский заповедник: по...»

« государственный аграрный университет им. А^.А*о|!й«йш:кого НИН А.С. 2 0 ^ "Т. РА С СМ О ТРЕН О на заседании Ученого Совета ЗабАИ « // » 20/?. Основная профессиональная образовательная программа высшего образования по направлению подготовки 36.06.01 В Е Т Е РИ Н А РИ Я И ЗО О Т Е Х Н И Я уровень подготовки кадров: В Ы С Ш АЯ КАТЕГОРИЯ...»

«МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ «СТАВРОПОЛЬСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ» УТВЕРЖДАЮ о учебной и й работе И.В. Атанов 2014 г. ОТЧЕТ о самообследовании основной образовательной программы высшего образования 020800.62 Экология и природопользование (код, наименование специальности или направления подготовки) Ставрополь, 20 СТРУКТУРА ОТЧЕТА О САМООБСЛЕДОВАНИИ...»

«Том 7, №1 (январь февраль 2015) Интернет-журнал «НАУКОВЕДЕНИЕ» [email protected] http://naukovedenie.ru Интернет-журнал «Науковедение» ISSN 2223-5167 http://naukovedenie.ru/ Том 7, №1 (2015) http://naukovedenie.ru/index.php?p=vol7-1 URL статьи: http://naukovedenie.ru/PDF/45EVN115.pdf DOI: 10.15862/45EVN115 (http://dx.doi.org/10.15862/45EVN115) УДК 311:21 Ларина Татьяна Николаевна ФГБОУ ВПО «Оренбургский государственный аграрный университет» Россия, Оренбург 1 Заведующая кафедрой...»

«Министерство сельского хозяйства РФ Трубчевский филиал ФГБОУ ВО Брянский ГАУ МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ по выполнению выпускной квалификационной (дипломной) работы студентам специальности 36.02.01 Ветеринария Трубчевск 2015 Содержание Раздел I. ПОРЯДОК ПОДГОТОВКИ И ЗАЩИТЫ ВЫПУСКНЫХ 4 КВАЛИФИКАЦИОННЫХ (ДИПЛОМНЫХ) РАБОТ 1.1. Общие положения 5 1.2. Подготовка дипломной работы 6 1.3. Выбор и закрепление темы дипломной работы 6 1.3.1. Подбор и изучение специальной литературы 6 1.3.2. Сбор и обработка...»

«МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Федеральное бюджетное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «КУБАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ» МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ для самостоятельной работы по дисциплине «Химия и технология вина» на тему «Проблема натуральности виноградных вин» для студентов, обучающихся по направлению 260100.62 Продукты питания из растительного сырья Краснодар 2014 Методические указания рассмотрены и одобрены на...»

«МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «КУБАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ» Кафедра управления и маркетинга МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ДЛЯ ПРОВЕДЕНИЯ СЕМИНАРСКИХ, ПРАКТИЧЕСКИХ ЗАНЯТИЙ АСПИРАНТОВ ПО ДИСЦИПЛИНЕ «САМОМЕНЕДЖМЕНТ: УПРАВЛЕНИЕ ВРЕМЕНЕМ» для аспирантов Краснодар, 2015 Методические указания для проведения семинарских, практических занятий и организации...»
Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам , мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.

Кризис аграрной цивилизации и генетически модифицированные организмы Глазко Валерий Иванович

Традиционные экстенсивные пути увеличения продуктивности агроэкосистем

Основная нравственная проблема эволюции человека - голод

Одна из основных тенденций развития человеческого общества - непрерывное повышение уровня производства, в конечном счете - производительности труда. Это позволяло человеку в течение всей его истории постепенно увеличивать «емкость среды обитания». Однако если в этом проявляется вся мощь человеческого разума, то в заполнении увеличивающейся емкости среды Homo sapiens ведет себя как любой другой биологический вид. Эту емкость вид заполняет до уровня, на котором регуляторами снова оказываются биологические факторы. Так, по оценкам ООН на 1985 год, смерть от голода угрожала почти 500 млн. человек, или примерно 10% населения мира; в 1995 году периодически или постоянно от голода страдали около 25% людей. Голод является основным эволюционным фактором человечества.

Большой вклад в понимание опасности голода внесла работа международной неправительственной организации, так называемого «Римского клуба», созданного в 60-е годы XX века по инициативе Аурелио Печчеи. В Римском клубе был разработан ряд последовательно уточнявшихся моделей, исследование которых позволило рассмотреть некоторые сценарии возможного развития будущего Земли и судьбы человечества на ней. Результаты этих работ встревожили весь мир. Стало ясно, что путь развития цивилизации, ориентированный на постоянное увеличение производства и потребления, ведет в тупик, поскольку не согласуется с ограниченностью ресурсов на планете и возможностями биосферы перерабатывать и обезвреживать отходы промышленности. Эта угроза биосфере Земли вследствие нарушения устойчивости экосистем получила название экологического кризиса. С тех пор и в научной литературе, и в широкой печати, в средствах массовой информации постоянно обсуждаются различные проблемы, связанные с угрозой всепланетного, глобального экологического кризиса.

Хотя после выхода работ Римского клуба многие оптимисты выступали с «опровержениями» и «разоблачениями», не говоря уж о научной критике предсказаний первых глобальных моделей (и в самом деле не вполне совершенных, как и любая модель сложной системы), уже через 20 лет можно было констатировать, что реальный уровень численности населения Земли, отставания производства продовольствия от роста потребности в нем, уровень загрязнения природной среды, рост заболеваемости и многие другие показатели оказались близки к тому, что прогнозировалось этими моделями. А поскольку именно экология оказалась наукой, имеющей методологию и опыт анализа сложных природных систем, включая влияние антропогенных факторов, прогнозировавшийся глобальными моделями кризис стали называть «экологическим».

Хотя площадь суши вдвое меньше, чем площадь, занимаемая океанами, годовая первичная продукция углерода ее экосистемами более чем вдвое превышает таковую Мирового океана (52,8 млрд. тонн и 24,8 млрд. тонн соответственно). По относительной продуктивности наземные экосистемы в 7 раз превышают продуктивность экосистем океана. Из этого, в частности, следует, что надежды на то, что полное освоение биологических ресурсов океана позволит человечеству решить продовольственную проблему, не очень обоснованы. По-видимому, возможности в этой области невелики - уже сейчас уровень эксплуатации многих популяций рыб, китообразных, ластоногих близок к критическому, для многих промысловых беспозвоночных - моллюсков, ракообразных и других, в связи со значительным падением их численности в природных популяциях, стало экономически выгодным разведение их на специализированных морских фермах, развитие марикультуры. Примерно таково же и положение со съедобными водорослями, такими как ламинария (морская капуста) и фукус, а также водорослями, используемыми в промышленности для получения агар-агара и многих других ценнейших веществ (Розанов, 2001).

Развивающиеся страны и страны с переходной экономикой стремятся в первую очередь к продовольственной независимости. Они хотят производить пищу сами, а не зависеть от других стран, ибо продовольствие - это, пожалуй, самое грозное до сих пор политическое оружие и оружие давления в современном мире (пример - Россия, которая ввозит до 40 процентов продовольствия). Чтобы удвоить производство продовольствия и снять зависимость, необходимы новые технологии, знания о генах, определяющих урожайность и другие важные потребительские свойства основных сельскохозяйственных культур. Предстоит также серьезно потрудиться над адаптацией этих культур к конкретным экологическим условиям этих стран. Иными словами, приходится надеяться на трансгенные, или генно-модифицированные организмы (ГМО), выращивание которых значительно дешевле, меньше загрязняет окружающую среду и не требует привлечения новых территорий.

Мир как был несовершенен, так и остался. Первая Всемирная продовольственная конференция состоялась более 30 лет назад, в 1974 г. На ней было подсчитано, что в мире существовало 840 млн жертв хронического недоедания. Вопреки сопротивлению многих, она впервые провозгласила «неотъемлемое право человека на свободу от голода».

Итоги реализации этого права были подведены на Всемирном продовольственном форуме в Риме 22 года спустя. Он зафиксировал крах надежд мирового сообщества на обуздание голода, так как положение на фронте борьбы с этим социальным злом осталось без перемен. В связи с этим римская встреча наметила более скромные цели - снизить количество голодающих к 2015 г хотя бы до 400 млн человек.

С тех пор эта проблема еще больше обострилась. Как отмечалось в докладе генсека ООН Кофи А.Анана «Предотвращение войн и бедствий», сегодня прожиточный уровень свыше 1,5 млрд чел. - менее доллара в день, 830 млн страдают от голода. За период 1960-2000 гг. производство всех видов сельскохозяйственной продукции увеличилось с 3,8 млрд. до 7,4 млрд. т. Однако количество продовольствия, произведенного в среднем на 1 человека, осталось неизменным (1,23 т/чел). В настоящее время в мире недоедает почти половина населения, а четвертая часть голодает. В странах Западной Европы, Северной Америки и в Японии, где наибольшее распространение получила преимущественно химико-техногенная интенсификация сельского хозяйства и проживает менее 20% населения земного шара, в пересчете на каждого человека расходуется в 50 раз больше ресурсов по сравнению с развивающимися странами и выбрасывается в окружающую среду около 80% всех вредных промышленных отходов (доклад комиссии ВОЗ), что ставит на грань экологической катастрофы все человечество.

Сельское хозяйство - уникальный вид человеческой деятельности, который можно одновременно рассматривать как искусство и науку. И всегда главной целью этой деятельности оставался рост производства продукции, которое ныне достигло 5 млрд т в год. Чтобы накормить растущее население Земли, к 2025 г. этот показатель предстоит увеличить по меньшей мере на 50%. Но такого результата производители сельскохозяйственной продукции смогут достичь только в том случае, если в любой точке мира получат доступ к самым передовым методам выращивания самых высокоурожайных сортов культурных растений. Для этого им необходимо также овладеть всеми последними достижениями сельскохозяйственной биотехнологии, в частности, получения и выращивания генетически модифицированных организмов.

Из книги Пранаяма. Сознательный способ дыхания. автора Гупта Ранджит Сен

1.4. Дыхательные пути Гайморовы пазухи, глотка, гортань, внеторакальные (расположенные выше грудной клетки) участки трахеи и так далее, передающие поток воздуха из окружающей среды вниз к альвеолам через дыхательные ворота организма, а также нос и рот, определяются как

Из книги Жизнь лесных дебрей автора Сергеев Борис Федорович
Из книги Новая наука о жизни автора Шелдрейк Руперт

7.3. Измененные пути морфогенеза В то время как факторы, влияющие на морфогенетические зародыши, производят в морфогенезе качественные эффекты, такие как отсутствие какой-либо структуры или замена одной структуры на другую, многие генетические факторы или воздействия

Из книги Пути, которые мы избираем автора Поповский Александр Данилович
Из книги Думают ли животные? автора Фишель Вернер

Выученные обходные пути В природе животное не всегда может достичь своей цели прямым путем, будь то поиски пищи или бегство. Иногда путь ему преграждают непроходимые заросли, в другом случае - водоем или отвесная стена скалы. Обходя эти препятствия, животное приобретает

Из книги Странности эволюции 2 [Ошибки и неудачи в природе] автора Циттлау Йорг

Пингвин на голодном пути Под водой пингвин настоящий ас. Его веретенообразное тело так глубоко скрывается в приливах, что над водой приподнимаются только голова, шея и часть спины. Его кости - в отличие от костей его летающих собратьев - содержат совсем немного воздуха,

Из книги Мир лесных дебрей автора Сергеев Борис Федорович

ПУТИ СНАБЖЕНИЯ У берегов восточного Крыма, там, где горбится величественный горный массив Карадаг, прямо из голубых вод Черного моря поднимается грандиозная скала Золотые ворота, похожая на огромную арку, увенчанную шпилем. Старожилы окрестных городов и поселков,

Из книги Неандертальцы [История несостоявшегося человечества] автора Вишняцкий Леонид Борисович
Из книги Рассказы о биоэнергетике автора Скулачев Владимир Петрович

Глава 4. Два пути Факт или артефакт? Профессор С. Северин, узнав, что вслед за Шарфшвертом я освоил заокеанскую методику, попросил применить ее к другому объекту: вместо печени крысы надо было взять грудную мышцу голубя. План моего руководителя состоял в том, чтобы

Из книги Мир животных. Том 6 [Рассказы о домашних животных] автора Акимушкин Игорь Иванович

Начало пути Однажды, просматривая в библиотеке биофака новые журналы, я наткнулся на короткую статью в «Нэйчер» под названием «Сопряжение окисления и фосфорилирования механизмом хемиосмотического типа». Автор П. Митчел - новое имя в биоэнергетике. И термин

Из книги Сыроедение против предрассудков. Эволюция в питании человека автора Демчуков Артём

На пути к доместикации «Доместикация» значит «одомашнивание». Есть виды животных, прирученные человеком, которые близки к тому, чтобы стать домашними. И один из наиболее вероятных кандидатов - африканская антилопа канна. Собственно говоря, в Древнем Египте она уже была

Из книги Энергия жизни [От искры до фотосинтеза] автора Азимов Айзек

Начало пути… Не секрет, что в нашем обществе традиционно утвердилось мнение о том, что употребление мяса естественно для человека. В связи с этим «рядовому» представителю этого общества практически не оставляется шансов узнать о последствиях связанных с его

Из книги Хозяева Земли автора Уилсон Эдвард

Глава 24. ГДЕ СХОДЯТСЯ ВСЕ ПУТИ Последние четыре главы были посвящены, тем или иным образом, процессам, связанным с катаболизмом глюкозы - сначала до молочной кислоты путем анаэробного гликолиза, потом - до углекислоты и воды путем цикла Кребса. Однако нельзя сказать,

Из книги Виролюция. Важнейшая книга об эволюции после «Эгоистичного гена» Ричарда Докинза автора Райан Фрэнк

2. Два пути завоевания Люди создают культуры, используя податливые языки. Мы изобретаем понятные нам символы и за счет них выстраиваем коммуникационные сети, на много порядков более обширные, чем у животных. Мы завоевали биосферу и опустошили ее так, как никакой другой вид

Из книги Тайны пола [Мужчина и женщина в зеркале эволюции] автора Бутовская Марина Львовна

15. В конце пути Воистину, чем больше я смотрю на творения природы, тем более готов увидеть в ней самое невероятное. Плиний Во введении к этой книге я пригласил вас, читатель, отправиться со мною в необычное путешествие. Надеюсь, теперь вы увидели своими глазами, насколько

Из книги автора

Традиционные и современные взгляды на развитие общества (а был ли матриархат?) Долгое время в отечественной истории первобытности преобладала точка зрения о единообразных путях социальной эволюции в разных районах мира. В рамках этих представлений считалось, что в

Состояние сельского хозяйства в России и в мире характеризуется устойчивой тенденцией к экспоненциальному росту затрат невосполнимой энергии на каждую дополнительную единицу продукции (в т.ч. пищевую калорию), всевозрастающей опасностью глобального загрязнения и разрушения природной среды, а также высокой зависимостью величины и качества урожая от действия абиотических и биотических стрессоров. Между тем широкое применение техногенных средств во второй половине XX столетия создало иллюзию о якобы высокой степени защищенности агроэкосистем от погодных флуктуаций. При этом не учитывалось, что повышение потенциальной урожайности агроценозов и их устойчивость к абиотическим и биотическим стрессорам оказываются качественно разными и в определенной степени самостоятельными задачами. Известно, что при действии абиотических стрессоров (температурных, водных, эдафических и др.) наибольший урон несут сорта и гибриды именно с высокой потенциальной продуктивностью, которые по сравнению с экстенсивными, как правило, более чувствительны к неблагоприятным, а тем более экстремальным условиям внешней среды.
Действие абиотических и биотических стрессоров - главная причина 2-3-кратных и более различий между потенциальной и реализованной урожайностью сельскохозяйственных культур. Причем, чем хуже почвенно-климатические и погодные условия региона, чем ниже уровень техногенной оснащенности хозяйств, тем выше указанная разница. Заметим, что эффективность применения мелиорантов, удобрений, орошения, пестицидов и других техногенных факторов, в конечном счете, также зависит от экологической устойчивости агроэкосистем и агроландшафтов. Более того, экологическая устойчивость растений важна и в регулируемых условиях внешней среды (например, только «засухоустойчивость» орошаемых культур позволяет им противостоять суховеям; овощные культуры в теплицах должны быть защищены от действия биотических стрессоров и т.д.). Экологическая устойчивость является также и главным условием продвижения экономически оправданного возделывания сельскохозяйственных культур в неблагоприятные по почвенно-климатическим и погодным условиям земледельческие зоны. Известно, что высокая зависимость растениеводства от «капризов» погоды приводит к отрицательным последствиям во всей цепи межотраслевых (кормопроизводство, животноводство, перерабатывающая промышленность) и межрегиональных связей в АПК, значительно усугубляя проблему ритмичного обеспечения населения продуктами питания, а промышленности - сырьем.
Состояние устойчивости или динамического равновесия агроэкосистемы предполагает поддержание определенного уровня ее продуктивности в варьирующих, в т.ч. экстремальных, условиях внешней среды. При этом показатели сохранения динамики численности популяций различных видов фауны и флоры, так же как и биогеохимических циклов, остаются достаточно постоянными во времени и пространстве. Преимущество устойчивых экосистем, находящихся в состоянии динамического равновесия, проявляется в их способности с наибольшей эффективностью утилизировать ресурсы окружающей среды и накапливать наибольшее количество биомассы на единице площади в течение вегетации и в единицу времени.
Стратегия адаптивной интенсификации растениеводства ориентирует на экологически, экономически и морально-психологически приемлемый (допустимый) уровень риска. Важнейшие этапы его определения - идентификация механизмов и характера опасности, а также оценка вероятности их проявления с учетом принятия упредительных мер. В настоящее время с этой целью широко используют основные положения теории катастроф, в соответствии с которой защита от них может быть активной и пассивной, предупредительной и восстановительной. В этой связи различают прогнозы годичный, сезонный, краткосрочный, а также оперативную информацию о наступивших событиях. К примеру, мероприятия по предотвращению пагубных последствий засухи включают агроэкологическое макро-, мезо- и микрорайонирование посевов и посадок; подбор засухоустойчивых культур и сортов (гибридов); сохранение запасов влаги за счет паров, мульчирования, использования кулис и лесополос, строительство ирригационных сооружений и т.д.
Повышение экологической устойчивости агроэкосистем и агроландшафтов - главный резерв устойчивого роста их урожайности, ресурсо-энергоэкономичности, экологической безопасности и рентабельности. Причем современные химико-техногенные методы интенсификации растениеводства лишь в малой степени способны повысить устойчивость агроценозов к «капризам» погоды. Более того, высокие дозы азотных удобрений, орошение, видовая однотипность и загущение посевов обычно уменьшают экологическую устойчивость агроэкосистем. При существующих технологиях теряется, загрязняя окружающую среду, около 50-60% азотных, 70-80% фосфорных и свыше 50% калийных удобрений, до 60-90% поливной воды, а темпы и масштабы водной и ветровой эрозии в условиях техногенно-интенсивного земледелия в большинстве стран достигли катастрофического уровня. В результате по мере роста потенциальной урожайности агроэкосистем их устойчивость к действию экологических стрессоров обычно снижается, а вариабельность абсолютной величины и качества урожая все в большей степени определяется погодными, а не агротехническими факторами. Неслучайно даже в странах с наивысшим уровнем техногенной интенсификации земледелия вариабельность абсолютной урожайности по годам для многих сельскохозяйственных культур на 30-80% зависит от «капризов» погоды. Так, в штате Иллинойс (США) средний коэффициент корреляции между урожайностью кукурузы и погодными факторами равен 0,88. Показано, что климатическая составляющая изменчивости урожайности озимой пшеницы в странах СНГ варьирует до 30% на Украине и Северном Кавказе до 60%, в северо-восточных и восточных регионах России межгодовая вариабельность урожайности зерновых культур превышает 25%.
Ранее уже отмечалось, что лишь 10% пашни в мире свободны от действия стрессовых факторов, около 20% - подвержены минеральному стрессу, 26% - засухам и 15% - низким температурам. Кислые почвы (токсичные концентрации ионов алюминия или марганца) составляют 40% пашни мира. Именно действие абиотических стрессоров - главная причина того, что реализуется лишь 25-30% потенциальной урожайности сельскохозяйственных культур. Полное устранение действия абиотических стрессоров за счет техногенной мелиорации среды обычно оказывается экономически невыгодным или технически неосуществимым.
К числу важнейших факторов, обусловливающих низкую экологическую устойчивость современных агроэкосистем, следует отнести обеднение их видового состава, всевозрастающую генетическую однородность сортов и гибридов, а также единообразие агроландшафтов. Так, в полузасушливых регионах мира около 90% общего производства зерна обеспечивается лишь за счет четырех культур: пшеницы, ячменя, сорго и проса. Тенденция к сокращению видового разнообразия не только не способствует росту полноценности структуры питания, но и неадаптивна с точки зрения наиболее эффективного использования неравномерно распределенных во времени и пространстве почвенно-климатических и погодных условий, а также повышения экологической устойчивости агроэкосистем и агроландшафтов. Известно, что каждый вид и сорт растений имеют свой оптимум условий среды для нормального функционирования фотосинтетического аппарата (температура, pH субстрата, содержание в почве N, Р, К и т.д.). Если растения С4-типа (кукуруза, сорго, сахарный тростник и др.) лучше приспособлены к зонам с высокой температурой (более высокий температурный оптимум фотосинтеза), то растения С3-типа (свекла, подсолнечник, морковь и др.) обеспечивают высокую продуктивность в регионах с более низкими температурами и в лучше вентилируемых посевах. Причем разные виды культивируемых растений в одной и той же почвенно-климатической зоне имеют существенно разную величину климатической и погодной составляющей изменчивости урожайности. Вот почему большее разнообразие сельскохозяйственных культур, особенно подобранных по принципу взаимокомпенсаторности, обеспечивает лучшую преадаптивность, а следовательно, и экологическую надежность систем растениеводства.
Многочисленные данные подтверждают, что преимущественно химико-техногенная интенсификация и узкая специализация хозяйств обычно сопровождаются разрушением естественных элементов ландшафта, снижением разнообразия природных биотопов, исчезновением многих видов растений и животных. При этом широкое применение пестицидов нарушает экологическое равновесие в агроэкосистемах и в большинстве случаев приводит к появлению более агрессивных и вирулентных рас патогенов, а также усилению вредоносности отдельных видов насекомых и сорняков. Уничтожение насекомых должно производиться своевременно.
Все это резко снижает не только эффективность использования техногенных факторов, но и запасы доступной влаги (возрастает вероятность засух), уровень биогенности почвы, темпы микробиологической детоксикации пестицидов и т.д. Из-за водной, ветровой и техногенной эрозии увеличивается пестрота полей по плодородию почвы, резко ухудшаются ее водно-физические свойства, что также значительно усиливает зависимость величины и качества урожаев от «капризов» погоды.
Таким образом, наиболее широко распространенная в настоящее время преимущественно химико-техногенная интенсификация сельского хозяйства находится в очевидном противоречии с основными эволюционными законами, а также концепцией гармоничного развития биосферы и человеческого общества. Даже сторонники преимущественно химико-техногенной интенсификации признают кризисность ситуации в современном сельском хозяйстве, хотя и относят ее к «mild crisis - мягкому кризису». Системный анализ противоречий существующей стратегии интенсификации АПК свидетельствует о ее бесперспективности не только в плане ресурсоэнергосбережения и природоохраны, но и устойчивого повышения продуктивного потенциала агроэкосистем, включая их адаптацию к возможным неблагоприятным глобальным и локальным изменениям климата.
При обсуждении путей повышения устойчивости отечественного сельского хозяйства к неблагоприятным и экстремальным условиям внешней среды заслуживает внимания и краткий исторический анализ этой проблемы. Известно, что средняя урожайность основных зерновых культур (ржи, пшеницы, овса, ячменя и др.) за период с XVII до первой половины XIX вв. в России почти не изменялась, составив в конце XVI - начале XVII вв. - 4,7; в первой и второй половине XVIII в. соответственно 4,8 и 4,9; в первой половине XIX в. - 4,7 ц/га. И только в период 1860-1914 гг. урожайность зерновых на территории Европейской России почти удвоилась, достигнув 9-10 ц/га. Примечательно, что коэффициент межгодовой вариабельности урожайности основных зерновых культур в России за последние 100 лет практически не уменьшился. Так, в 1883 -1911 гг. средняя вариабельность зерновых культур по 50 губерниям Европейской части России была равна для ржи 13,5%, овса - 19,5%, яровой и озимой пшеницы - соответственно 23,7 и 26,9%. Причем по вариабельности валовых сборов зерна пшеницы Россия превосходила все европейские страны и США, уступая лишь Австралии (табл. 6.143, 6.144, 6.145). Оказалось, что для России норма - не средние сборы, а резко отклоняющиеся от нормы. Если учитывать разницу в количестве сборов выше и ниже нормы, то в России требуется в 4,5 раза больше времени для ликвидации недорода, чем в других странах. Количество выдающихся сборов на 10 средних по разным регионам России варьировало от 3,5 до 16,7, количество феноменальных - от 0 до 50, а в среднем - 5. Интенсивность колебаний росла с севера и запада к югу и востоку. В отличие от других стран, где колебания имеют тенденцию от (-) к (+), в России нет четкой тенденции к повышению сборов.
Наибольший ущерб посевам наносят почвенные и атмосферные засухи, которые наблюдаются почти ежегодно на 70% площадей зерновых культур. «В Нечерноземной полосе России, - писал А. Левицкий,- уже давно сложилась народная поговорка, что «не земля родит, а небо...». Наиболее губительны в России весенние засухи, продолжительностью 3-12 дней. Вот почему даже самые хлебородные черноземные губернии, составлявшие «житницу» России, с сожалением отмечал В. Винер в 1912 г, в отдельные годы кормятся привозным хлебом. Характерно, что в близкорасположенных хозяйствах количество выпавших в течение года осадков может различаться в 2-3 раза. Даже в средний по увлажнению год в южных степях Поволжья из-за недостатка влаги как в течение весенне-летней вегетации, так и в осенний период систематический недобор урожая озимой пшеницы равен 5-15 ц/га. С учетом разных коэффициентов вариации урожайности разных культур в одних и тех же условиях внешней среды можно путем соответствующего сочетания культур выровнять валовой сбор зерна, повысив устойчивость его производства в целом (с разным соотношением культур в общем вале) (табл. 6.146).



За 1970-1980 гг., т.е. в период наиболее высоких темпов химикотехногенной интенсификации отечественного сельского хозяйства, амплитуда изменчивости урожайности сельскохозяйственных культур в целом по территории бывшего СССР составляла: для зерновых культур 10,9-18,5 ц/га; сахарной свеклы 181-266 ц/га; картофеля 60-135 ц/га; кукурузы на зерно 24,4-35,0 ц/га. В ряде зон вариабельность урожайности зерновых была значительно выше: в Поволжье 6,0-18,4 ц/га, Западной Сибири 8,8-17,4, Джезказганской области 0,9-11,4, Карагандинской 1,9-13,8 ц/га.
Зависимость урожайности и качества зерна оказывается весьма неодинаковой для разных условий среды, технологий, а также культур. Причем с увеличением засушливости в среднем на 10% эффективность применения удобрений на зерновых культурах уменьшается на 15%. Если климатическая составляющая изменчивости урожаев яровой пшеницы для США в целом равна 0,14, то для Восточно-Сибирского района - 0,16; Поволжского - 0,23; Уральского - 0,27; Западно-Сибирского - 0,34. Аналогичная ситуация и с озимой пшеницей: доля зависящей от климата и изменчивости для Европы в целом не превышает 0,04; Германии - 0,08; Франции - 0,09; Северо-Кавказского района - 0,18; Центрально-Черноземного - 0,23. Примечательно, что число лет, считавшихся неблагоприятными в условиях Среднего Поволжья для получения устойчивого и высокого урожая, в конце XIX в. осталось таким же, как и в конце XX столетия. Анализ производства зерновых культур в мире показывает, что начиная с 1970-х гг. в ряде регионов мира, обеспечивающих 40% производства зерна, снизились и темпы роста урожайности. В предстоящий период этот процесс, по мнению Kogan, затронет регионы, на долю которых приходится 55-65% мирового производства зерна. Поэтому дальнейшее совершенствование технологий, так же как и создание сортов с большей засухоустойчивостью, позволяющих преодолеть водный дефицит, имеет исключительно важное значение.
Указанный спад темпов роста урожайности и производства зерна связан с климатическими условиями, тогда как возможности применяемых технологий достигли своего максимума. Вот почему в ближайшие десятилетия агрономический и технический прогресс в сельском хозяйстве вряд ли позволит уменьшить неблагоприятное воздействие аномальных условий погоды. В связи с этим необходима более полная информация о глобальных и региональных изменениях климата, а также их влиянии на сельскохозяйственное производство. Наряду с неблагоприятными почвенно-климатическими и погодными условиями, причиной указанной ситуации во многих земледельческих зонах России являются низкий уровень техногенной оснащенности хозяйств, а также организационноэкономические условия земледелия, которые недостаточно адаптивны к складывающимся природно-климатическим, погодным и рыночным факторам. В их числе неадаптивность агроэкологического макро-, мезо-и микрорайонирования сельскохозяйственных угодий, игнорирование природоохранной и, прежде всего, почвозащитной и почвоулучшающей функции и видовой структуры посевных площадей, неадаптивность внутрихозяйственного землеустройства, не обеспечивающего дифференцированного использования, а также лимитирующих величину и качество урожая факторов природной среды, низкий уровень агрофильности существующей системы машин и сельскохозяйственных орудий, не учитывающей в должной мере громадное разнообразие почвенноклиматических и погодных условий, несоответствие видовой и породной структуры животноводства местной кормовой базе и т.д.
He ставя задачи раскрыть все причины снижения экологической устойчивости агроэкосистем, сложность и многоплановость которых очевидны, остановимся лишь на некоторых главных, на наш взгляд, особенностях. Как уже отмечалось, интенсификация растениеводства сопровождается сокращением числа культивируемых видов растений, а также все большей генетической однородностью широко распространенных сортов и гибридов. Считается, что в настоящее время около 66% продуктов питания производится благодаря возделыванию всего лишь нескольких зерновых культур, а свыше 90% - за счет 15-20 видов сельскохозяйственных растений. Одновременно наблюдается упрощение агроэкологических систем на всех уровнях, включая снижение функций и даже ликвидацию механизмов и структур саморегуляции. Такая тенденция неизбежно приводит к увеличению экологической и генетической уязвимости агроценозов. Показано, например, что генетическое разнообразие ржавчины злаков, поражающей новые сорта пшеницы, обычно возрастает по мере того как они возделываются на все больших площадях в течение длительного периода. Актуальность создания сортов пшеницы, устойчивых, например, к стеблевой ржавчине, связана с весьма широким распространением и большой вредоносностью Puccinia graminis Per., имеющей более 150 рас. При этом речь идет о высоких темпах генотипической дифференциации популяций вредных видов на посевах устойчивых сортов и гибридов растений. В частности, образование новых штаммов BTM происходит лишь на устойчивом к нему «растении-хозяине», тогда как на восприимчивых растениях новые линии патогена обычно не обнаруживаются.
Отмечается также существенное расширение ареала и усиление вредоносности фузариоза колоса озимой пшеницы и гиббереллеза початков и стебля кукурузы в регионах их массового возделывания. Антифузариозная стратегия защиты агроценозов в зонах пшенично-кукурузного пояса включает введение длинноротационных пшенично-кукурузных севооборотов, возделывание мозаики сортов и гибридов, размещение их по фитосанитарным предшественникам, глубокую вспашку с оборотом пласта и т.д.
В целом, сохраняется положение, которое Макфедьен более 40 лет назад охарактеризовал как состязание между химиками и вредителями, в котором химики всегда неизбежно остаются позади. Удастся ли опровергнуть это мнение Макфедьена, покажет будущее. Однако в современном мире экономика, охрана окружающей среды и здоровье человека настолько взаимосвязаны, что односторонний подход, основанный на использовании только средств химической защиты агроценозов, бесперспективен. Следует учитывать и то обстоятельство, что применение средств химико-техногенной оптимизации условий внешней среды (орошение, удобрения), а также переход к монокультуре или севооборотам с короткой ротацией, хотя и являются важными факторами реализации потенциальной продуктивности техногенно-интенсивных сортов, в не меньшей (а иногда и в большей) степени благоприятствуют массовому распространению некоторых видов патогенов, вредителей и сорняков. Кроме того, некоторые агротехнические приемы (высокие дозы азотных удобрений, орошение, загущенные посевы) значительно снижают устойчивость агрофитоценозов к действию абиотических и биотических стрессоров.
В настоящее время агроном располагает немалым арсеналом средств повышения потенциальной продуктивности растений. Ho его возможности регулировать устойчивость агроценозов в неблагоприятных и особенно в экстремальных условиях среды крайне ограничены. Например, даже в условиях орошаемого земледелия суховей в течение 2-3 часов приводит к снижению урожайности на 50-90%. Более того, при использовании агротехнических приемов, способствующих ростовым процессам, экологическая устойчивость растений, как правило, уменьшается. Причем падение устойчивости к одному из стрессоров вызывает снижение устойчивости и к другим. Поэтому важно использовать все средства экзогенной регуляции экологической устойчивости растений, включая более широкое применение биологически активных веществ.
Исходя из общей концепции стратегии адаптивной интенсификации АПК, а также учитывая главные причины его кризисного состояния в России, в число первоочередных мер по повышению экологической устойчивости агроэкосистем и агроландшафтов должны быть включены:
1. Усиление роли государства в развитии отечественного АПК за счет первоочередного выделения для этих целей материальных и финансовых ресурсов, а также регулирования отечественного рынка сельскохозяйственной продукции.
2. Повышение уровня адаптивности агроэкологического макро-, мезо- и микрорайонирования сельскохозяйственных угодий, меж- и внутрихозяйственного землеустройства, оптимизации региональной структуры растениеводства, животноводства и социально-производственной инфраструктуры.
3. Выбор оптимальных путей сопряжения адаптивной интенсификации АПК с социально-экономическим развитием сельской местности, их взаимной адаптацией и коэволюцией (в местном и региональном масштабах).
4. Разработку адаптивно-ландшафтных схем и форм расселения с целью обеспечения высокого «качества жизни» для жителей села и сохранения здоровой «среды обитания» в долговременной перспективе.
5. Создание компьютерных баз данных и информационных технологий (ретроспективных, текущих, прогнозных, нормативно-справочных, экспертных, экстраполятивных, картографических) адаптивной интенсификации АПК с различной степенью территориального разрешения, интегративности и пространственно-временного соподчинения.

Для улучшения растительного покрова и повышения продуктивности различных экосистем особенно эффективны следующие мероприятия:

внесение удобрений на луга и пастбища;

орошение;

осушение травяных болот, используемых под сенокос;

проведение поверхностного рыхления почвы, удаление мохового покрова, срезание кочек на лугах и пастбищах;

подсев кормовых трав (злаков, бобовых) и борьба с сорняками на лугах и пастбищах.

Подобное вмешательство человека в жизнь естественных экосистем способствует улучшению аэрации почвы, обогащению ее питательными веществами и в конечном счете приводит к заметному повышению продуктивности экосистем.

Пути повышения продуктивности искусственных экосистем

Стратегическим направлением развития сельскохозяйственного производства является повышение урожайности культурных растений, что позволит обеспечить растущее население продовольствием при сохранении прежних посевных площадей. Этого можно достичь следующими путями:

выведением и внедрением в производство новых высокоурожайных сортов растений;

соблюдением высокой культуры земледелия, которая включает научно обоснованные приемы обработки почвы, полива и внесения оптимальных доз удобрений, соблюдение сроков посева и глубины заделки семян;

созданием интегрированной системы защиты растений, которая наряду с химическими методами борьбы с вредителями, сорняками и болезнями включает правильные севообороты и применение биологических методов борьбы;

орошением и др.

Радикальным способом повышения продуктивности искусственных экосистем является культивирование растений в теплицах с использованием гидропоники.

Индустриальная технология выращивания растений

В силу ряда причин (строительство городов, промышленных предприятий, электростанций, дорог и т. д.) количество посевных площадей во всем мире неуклонно снижается. Поэтому для того чтобы обеспечить продуктами питания возрастающее население нашей планеты, необходимо развивать агроиндустрию, которая базируется на культивировании растений в искусственно созданных условиях. Агроиндустрия имеет немало преимуществ в сравнении с традиционным естественным земледелием: она дает возможность избавиться от капризов погоды, сорняков и вредителей, использовать в полной мере вносимые удобрения, создать оптимальные условия для выращивания растений в течение всего года, в том числе в осенне-зимний период, освободить значительные территории и решить многие другие сельскохозяйственные, экологические и демографические проблемы.

Выращивание растений, частично или полностью изолированных от внешней среды, производится в парниках, теплицах, климатических камерах (фитокамерах, фитотронах). Наиболее широко и повсеместно используются для такой цели теплицы – строения, покрытые стеклом или прозрачной пленкой. Современные теплицы оборудованы автоматической системой поддержания микроклимата, дождевания и подкормки. Для обеспечения оптимального водно-воздушного режима под тепличным грунтом прокладывается дренажная система надпочвенного и подпочвенного обогрева.

По сути, почва является только поставщиком минеральных элементов и механической опорой растений. Эти функции с еще большим успехом могут взять на себя созданные специалистами искусственные почвозаменители. Более того, в последнее время получил широкое развитие беспочвенный способ выращивания растений.