Обобщения и прогнозы

Важнейшим направлением развития мирового рас­тениеводства является его инновационная биологизация и ландшафтизация с учетом внедрения в производство ланд­шафтных агротехнологий.

Обобщая современные экологические и экономиче­ские научные данные, можно заключить, что содержание и перспективы развития мировых агротехнологий определя­ются:

—               уровнем финансирования государством, под­
держкой и стимулированием аграрной науки, подготовки
специалистов;

—  почвенно-климатическими (экологическими) ус­ловиями;

—  численностью населения страны, его националь­ными, социальными и религиозными особенностями;

—  видом, сортом, гибридом сельскохозяйственных растений, структурой их посевных площадей и уровнем соответствия морфолого-биологических особенностей рас­тений экологической специфике;

—  социально-экономическими условиями;

—  уровнем экономико-технического развития госу­дарства;

—               научно-стратегическими возможностями госу­
дарства;

—             уровнем генетико-селекционных исследований;

—     энергетическими и энергосберегающими воз­можностями страны;

—     природной стабилизационной биоэнергетикой комплекса экосистем страны.

Согласно прогнозу ученых до 2030 года в мире из сельскохозяйственного использования будет исключено бо­лее 40 млн. га пашни. При этом в странах ЕС сокращение составит около 50%. Это произойдет, главным образом, за счет внедрения современных биологических и ландшафт­ных технологий при использовании новых сортов, гибридов и генетически модифицированных организмов. Агроценозы станут более устойчивыми к заболеваниям и вредителям, а также к возможному потеплению климата.

Предполагается значительное сокращение примене­ния искусственных минеральных удобрений и пестицидов, создание необходимых условий для оптимального форми­рования и работы иммунных сил почвы, которая в биогео­ценозе выполняет интегрирующие и управляющие функ­ции. При этом содержание гумуса определяет уровень поч­венного плодородия и «здоровья» почвы, которые в максимальной степени зависят от живых организмов.

Важно, что почва сохраняет длительную информа­цию об экологическом состоянии территории. В то же время хранителем информации и каналов связи является окружающая среда. При этом, эти связи весьма динамичны и зависят от размеров экосистем, их биоэнергетическою содержания, интенсивности обмена веществ и энергии, сбалансированности автотрофных и гетеротрофных при цессов, стадий и степени развития экосистем.

Безальтернативная техногенная интенсификация выращивания сельскохозяйственных растений, нарушение оптимального, сбалансированного соотношения между пашней, лесом и другими экосистемами приводи к дестабилизации   эколого-ландшафтного   экосистемного равновесия и резко ухудшает функционирование при родного   биоэнергетического   потенциала   ландшафтов. Поэтому требуется сокращение до необходимого минимума негативного антропогенного воздействия па ЭКОСИСТемы, с целью создания наиболее благоприятных   условий для значительного повышения их природного энергетическо­го потенциала.

Следует опираться наэколого-ландшлфтнып подход при формировании стойких экосистем (нроэкосистем), территориальной структуризации составных единиц ланд­шафта, учитывая биоэнергетическую специфику взаимо­связи и взаимозависимости экосистем, балансов их ве­ществ и энергии.

Известный американский эколог Ю. Одум в книге «Основы экологии» (1975 г.) отмечает, что структурно-функциональный анализ экосистем является ведущим принципом комплексных оценок и его необходимо про­водить в таких ключевых направлениях:

—             энергетика экосистем (потоки энергии, пищевые
цепи, продукция экосистем, отношение биомассы к потоку
энергии);

—               структура экосистем (видовые разнообразия,
ярусность, пространственная неоднородность, элементы
минерального питания, количество органического вещест­
ва, биохимические разнообразия);

—   кругооборот биогенных элементов (кругооборот минеральных веществ, скорость обмена между элементами и окружающей средой, особенности восстановления эле­ментов питания);

—   характеристика гомеостаза (саморегуляции эко­систем, стойкости к внешнему влиянию, внутреннего сим­биоза элементов питания), энтропии (термодинамической функции состояния системы, информации).

В.В. Докучаев отмечал необходимость территори­альной дифференциации и адоптации землепользования как по ландшафтным зонам, так и по «типам местности природы». Поэтому изучение экосистем имеет прикладное значение. Это особенно важно при образовании агроэко-систем, которые отличаются от природных нестойким при­родным равновесием поскольку в естественных условиях смена структуры экосистем происходит постепенно. Когда же происходит неконтролируемое бессистемное антропо­генное вмешательство и нарушается равновесие между экосистемами, резко снижается стойкость агроэкосистем, ухудшаются целостные системы живых (автотрофных продуктов, гетеротрофных консументов и редуцентов) и неживых (абиотичных) компонентов, происходит деградация ландшафта и резкое ухудшение условии жизни сельскохозяйственных растений.

Последовательный переход от техногенного к ландшафтному растениеводству позволит эффективнее использовать биопочвенный потенциал Украины. Воз растет значение биологических факторов в совершенвовании культурных растений, повышении их генетиче­ского потенциала и создании оптимальных условий для его реализации.

Почвенный покров, по определению В.В. Докучаева зеркало ландшафта. Поэтому одним из основных состав­ляющих компонентов ландшафтного растениеводства яв­ляется масса и качество гумуса (т/га), оптимизация струк­туры экосистем для стабилизации биоэнергетического по­тенциала ландшафтов.

Функции гумуса фундаментальны в формировании физико-биологических свойств почвы, регулировании вод­ного, воздушного, отчасти теплового режимов, повышении буферности, поддержании биогенности и режима питания. Органическое вещество определяет плодородие почвы, по­вышает ее противостояние уплотнению, снижает эрозию. Это своеобразный регулятор, обеспечивающий необходи­мый уровень расходования элементов питания, который предотвращает непроизводительные потери питательных веществ от вымывания, образования газообразных продук­тов и труднорастворимых минеральных соединений. По­этому увеличение содержания гумуса в почве, или на пер­вых порах хотя бы получение приходно-расходного балан­са, является важным стабилизирующим фактором. В этой связи особое значение приобретает наиболее полное ис­пользование различных источников поступления органи­ческого вещества (навоза, растительных остатков и др.) с целью создания положительного баланса гумуса в почве. Необходима разработка и внедрение системы контроля за балансом органического вещества на каждом поле, на ос­нове которой определяют оптимальные нормы внесения органических удобрений. Для повышения содержания гу­муса в почве целесообразно запахивание соломы с добав­лением, небольшого количества азотных удобрений (Ы = 8-10 кг д.в. на 1 т соломы), выращивание сидеральных куль­тур.

Бездефицитный баланс гумуса в Степи Украины, обеспечивается при внесении на каждый гектар севообо­ротной площади не менее 10 т органических удобрений. Важный показатель оценки плодородия почв — это баланс питательных веществ с учетом потребности различных агроценозов и их урожайности.

В ближайшей перспективе на основе банков науч­ных данных программного обеспечения будут разработаны автоматизированные системы управления почвенным пло­дородием. Модель системы управления плодородием поч­вы предусматривает высокий уровень использования ком­пьютеров, приборов и датчиков, т.е. автоматизации выдачи управляемых решений. При этом модели плодородия поч­вы должны соответствовать конкретным агроценозам.

Орошение в Степной зоне нарушает сложившееся равновесие в балансе органических веществ в почве. Дей­ственным средством против дегумификации орошаемых земель являются многолетние травы. В хозяйствах Украи­ны с целью ускорения утилизации органических отходов и повышения плодородия почв необходимо организовать производство биогумуса (вермикомпоста). Следует пом­нить, что почвы плодородны для отдельных культур или групп растений.

Обязательным компонентом технологии возделы­вания зернобобовых, площади которых следует довести до 10-15% к пашне, должна быть нитрагинация (инокуляция) семян.

Несомненный интерес в этом отношении вызывает недавно открытое явление так называемой ассоциативной азотфиксации, когда бактерии живут не в клубеньках бо­бовых культур, а на поверхности корней, в том числе и та­ких, как пшеница, рис, кукуруза, рожь, сорго, просо, мно­гие технические культуры и кормовые травы.

В связи с необходимостью более эффективного использования биопочвенного потенциала и возможным проектированием эколого-ландшафтной пространст­венной структуры требуется систематизация и диффе­ренциация почв на мало-, средне-, и высокоплодородные для конкретных культур, сортов и гибридов. Это позво­лит обоснованнее производить их размещение и чередо­вание, создавать более продуктивные агроценозы. Боль­ше того, у землевладельцев должны быть карты наибо­лее целесообразного размещения агроценозов с учетом почвенного плодородия, рельефа местности, экспозиции склона.

Ландшафтное растениеводство природоохранно и базируется на использовании ландшафтных законов. Обязателен переход к ландшафтной организации терри­тории, которая включает экосистемную (пашня, луг, лес и др.), плакорно-полевую и контурно-мелиоративную. При ландшафтизации растениеводства «окультуренность почвы» следует увязывать с технологиями возделывания агроценозов: экстенсивной, импульсивной, интенсивной, адаптивной и ландшафтной, с комплексом, определяю­щим уровень окультуренности почв и уровень воздейст­вия на их плодородие. Например, окультуренность почв интенсивного уровня или окультуренность почв адап­тивного уровня и т.д.

Площадь суши Украины на 1 января 1996 года со­ставила 57936,2 тыс. га, из которых, по нашим расчетам на Полесье приходится 19,6%, Лесостепь — 34,2, Степь -39,6 и Карпатские горы -6,6% территории, в том числе соответ­ственно пашни: 33286,2 тыс. га (100%), 5171,5 тыс. га (15,5%), 11562,8 тыс. га (34,2%), 15403,7 тыс. га (46,3%) и 1148,2 тыс. га (4,4%).

Важное значение приобретает прогноз динамики емкости экосистем на перспективу.

Площадь пашни Украины в перспективе будет со­кращена до 17 млн.га и в первую очередь за счет под­верженных эрозии почв. Существенно, примерно в 4,5 раза, увеличится площадь древесно-кустарниковых на­саждений, особенно в Степной зоне; где-то на 1,6 млн.га возрастут площади леса, в первую очередь на песчаных почвах, при освоении оврагов и т.д. Прогнозируется уве­личение площади под водой (на 600 тыс. га), особенно в Степной зоне.

Будут расширены почвенно-консервирующие посе­вы многолетних бобовых трав, бобовомятликовых смесей. Большое значение приобретает изучение природного энер­гетического потенциала и стабилизационных возможно­стей ландшафтных ячеек, оптимизации их структуры, сте­пени устойчивости к антропогенному воздействию, для учета в проектных работах. Отсутствие этого приводит к развитию негативных процессов и нарушению эколого-ландшафтного равновесия, и как следствие — к снижению продуктивности растениеводства. Известная способность ландшафтов возвращаться к прежнему состоянию свиде­тельствует об их устойчивости.

Ландшафты — саморегулирующиеся, организован­ные системы, стремящиеся к поддержанию стабильного состояния. Поэтому для усиления процессов саморегули­рования необходимо структурирование ландшафтов.

Нами предложена общая модель эколого-ландшафтной пространственной структуры Украины, включающая государственный, зональный и ландшафтный уровень. В государственной эколого-ландшафтной про­странственной структуре обозначены четыре уровня эко­логического равновесия и сбалансированности ландшафт­ных ячеек, ассоциаций, провинций и типов. Эколого-ландшафтная пространственная структура является еди­ным для государства многогранным и динамичным меха­низмом, поэтому комплекс экосистем и технологические процессы возделывания растений должны способствовать ее стабилизации и повышению устойчивости. С помощью ЭВМ целесообразно оптимизировать биоэнергический ба­ланс агроэкосистем, размещая неодинаковые по сложности сообщества, виды агроценозов, дифференцируя густоту насаждения, а также используя смешанные, поукосные, пожнивные и другие посевы.

Больше внимания заслуживают сложные агроценозы, позволяющие снизить затраты на поддержание ис­кусственного однообразия посевов и повысить КПД эколого-ландшафтной пространственной структуры. Размещение сортов, культур и гибридов, их нормы высева необходимо увязывать с плодородием почвы, содержанием в ней влаги, .экспозицией и крутизной склонов. Обязательны равномер­ность размещения семян в рядке и оптимальное их количест­во, направление рядков при посеве зерновых колосовых (по­перек склона, а на плакоре — с севера на юг). Введение ландшафтного растениеводства предполагает обязательное соответствие биолого-морфологических особенностей агро­ценозов и почвенно-климатических условий.

В связи с теоретическим обоснованием ландшафт­ного растениеводства необходимо обозначение следующих форм растениеводства: экстенсивное, импульсивное, ин­тенсивное, адаптивное и ландшафтное. Формы растение­водства должны быть увязаны с разновидностями, видами, подтипами и типами почв. Это должен быть биоэкологически и хозяйственно обоснованный комплекс, соответствующий потенциалу ландшафта. В этой связи обязательны не только хозяйственная, но и биологическая оправдан­ность, учет взаимодействия процессов структурированных экосистем. Растениеводство Украины должно быть опти­мальным, составным, динамичным компонентом эколого-ландшафтной пространственной структуры и способство­вать повышению ее устойчивости и биоэнергетического потенциала саморегулирования.

Соотношение площадей агроценозов или структура посевных площадей должны рассматриваться как ком­плекс экосистем при обязательном учете биоэнерге­тического эффекта агроценозов кукурузы, озимой пше­ницы, ярового ячменя и др.

Ландшафтное растениеводство должно также ха­рактеризоваться определенными биоэкологическими объ­емами агроценозов и уровнем экономической эффек­тивности («экономических порогов»). Перевод расте­ниеводства на ландшафтную основу связан с созданием агроэкосистем с оптимальной структурно-временной орга­низацией, с многокомпонентными сообществами организ­мов, высокой стабильностью экосистем, оптимальных в биологическом и технологическом аспектах, экологически и экономически обоснованных.

Считаем, что «системы земледелия» лучше опреде­лять как «формы растениеводства», которые следует увя­зывать с эколого-ландшафтной пространственной струк­турой, а не с видами севооборотов. В этой связи возможно их наименование: интенсивное растениеводство ланд­шафтной ячейки обыкновенного чернозема; адаптивное растениеводство ландшафтной ассоциации типичных чер­ноземов и др.

Ландшафтная организация территории должна включать экосистемную (пашня, луг, лес, озеро и др.), плакорно-полевую и контурно-мелиоративную.

Особое значение в ландшафтной организации тер­ритории принадлежит лесу и многолетним древесно-кустарниковым насаждениям. По мнению ученых УкрНИИ почвоведения и агрохимии, лесополосы должны играть роль «несущих конструкций», закрепляющих экологически обоснованную структуру полей и участков. Современные полезащитные лесные полосы защищают не более 20% площади пашни из-за несоответствия рельефу местности, малой мелиоративной эффективности и плохого состояния.

Посевы сельскохозяйственных растений необхо­димо рассматривать как биологическую систему (агроценоз), которая способна производить органическую продук­цию, используя экологические факторы.

Для более эффективного использования биопо­тенциала Украины необходимо обозначение агроценозных провинций, в которых та или иная сельскохозяйственная культура может дать наиболее высокий урожай. Обяза­тельно параметрирование озимо-пшеничной, кукурузной, соевой, клещевинной, хлопчатниковой, льноволокновой, рисовой и др. агроценозных провинций. Агроценозные провинции могут быть государственного, зонального, подзонального и областного уровней. Ландшафтизация расте­ниеводства предполагает обязательное соответствие биологических особенностей агроценозов почвенно-климатическим условиям. Для повышения эффективности и стабильности растениеводства Степи Украины необхо­димо идти по пути ксерофитизации структуры посевных площадей агроценозов.

Кукурузу, особенно на зерно, сахарную свеклу, гречиху, горох, сою, клещевину, кориандр, коноплю и неко­торые другие культуры необходимо размещать преимуще­ственно на орошаемых землях. Здесь же можно будет вы­севать и хлопчатник, если рекогносцировочные посевы дадут желаемые результаты.

Анализ научного материала позволяет заключить, что отсутствуют убедительные доказательства необхо­димости «оборота» агроценозов и обязательности чере­дования их на «полях». Преимущественно все доводы при­водятся для обоснования необходимости чередования аг­роценозов. В связи с мозаичностью почвенного покрова: только в Днепропетровской области обозначено свыше 270 почвенных вариаций и при различной окультуренности полей, в перспективе приемлемы только фитоповариации (севосмены), или чередование агроценозов во времени, причем плавающие в тесной зависимости от плодородия почвы, окультуренности поля и биоэкологической емкости агроценозов, погодных условий и, конечно, от имеющегося банка научных данных о размещении растений по пред­шественникам в различных агроклиматических зонах.

Ландшафтизация растениеводства — это, несомнен­но, отход от «оборотов» агроценозов и тем более от чере­дования их «на территории». Фитоповариации (севосмены) целесообразно выделять по назначению: продовольствен­ные, почвозащитные, сидеральные, плодопитомнические, лесопитомнические и ягодные, а также по определяющей сельскохозяйственной культуре: озимопшеничная, рисовая и др. Обозначение фитоповариации по определяющей сельскохозяйственной культуре необходимо с целью соз­дания наиболее благоприятных условий для её выращива­ния. Имеется в виду насыщение ею фитоповариации (сево-сменов), и более целенаправленное применение удобре­ний, акцентированная борьба с сорняками, вредителями, болезнями и др. Обязательным условием ландшафтизации растениеводства является совершенствование обработки почвы, направленной на повышение её плодородия, защи­ты от эрозии, создание оптимальных водного, воздушного, теплового и питательного режимов, защиту агроценозов от сорняков, вредителей и болезней.

Широкое применение получат комбинированные системы обработки почвы, которые будут включать раз ноглубинную отвальную и безотвальную обработку, при использовании дисковых орудий и многолемешников с плоскорежущими, чизельными рыхлителями. Почвооб­рабатывающие орудия будут комплектоваться пассив­ными и активными рабочими органами. Среди орудий для безотвальной обработки почвы предпочтение будет отдаваться диагональным рыхлителям и чизель-культи­ваторам с полуактивными рабочими органами, а в эрози-онно-опасных подзонах — чизельным плугам с верти­кальными стойками.

Отвальная вспашка будет применяться при внесении органических удобрений и для борьбы с корнеотпрысковы-ми сорняками. Значительно шире при возделывании сель­скохозяйственных растений будут использоваться комби­нированные агрегаты.

Главное же необходимо будет систематически ре­гулировать работу фитоэдафомеханического корреляци­онного комплекса, чтобы машины и орудия, применяемые для возделывания агроценозов, соответствовали почвам и биологической специфике растений. Важный показатель ландшафтизации обработки почвы — это учет величины естественной и оптимальной для агроценозов объёмной массы почвы при определении количества и сочетаний эле­ментов операционной схемы технологии. Возрастающее значение будет иметь поддержание оптимального для аг­роценозов сложения почв, т.к. многократное уплотнение почвы имеет накопительную специфику и приводит обыч­но к возрастающим отрицательным последствиям.

Экологически обоснованная, преимущественно аг­ротехническая, биологическая и физическая защита аг­роценозов — обязательное условие ландшафтизации рас­тениеводства.

По данным ФАО, основным направлением развития сельскохозяйственной техники является специализация по отдельным технологическим операциям: обработка почвы, посев, уход за посевами, уборка урожая, послеуборочная обработка продукции, хранение и транспортировка. В мире создаются единые технологические комплексы гдашин, обеспечивающие полную механизацию возделывания и уборки урожая.

Основными компонентами ландшафтного рас­тениеводства являются:

  • эколого-ландшафтная пространственная структура;
  • ландшафтная организация территории;
  • ландшафтное (биологическое) землеустройство;
  • обозначенные агроценозные провинции;
  • модель ландшафтного растениеводства;
  • параметрированные формы растениеводства и   виды технологий;
  • биоэдафоконтурно-корреляционная     организационно-технологическая агросистема;
  • научные основы ландшафтных агротехнологий.
Понравилась статья? Поделиться с друзьями: