Основы биологизации и ландшафтизации инновационных агротехнологий

Сегодня в мире широкое распространение приобре­тает биологическое и ландшафтное растениеводство. При этом важное значение придается разнообразию и много­компонентное агрофитоценозов.

Мировая практика рыночной экономики выработала определенный набор средств и способов государственного регулирования макроэкономики. Наиболее важные из них: индикативное планирование, фискальная денежно-кредит­ная и структурная политика регулирования цен и прочее.

В современный период США и страны-члены Евро­пейского Сообщества отказались от идеи саморегулирова­ния сельскохозяйственного производства в условиях сво­бодного рынка по Адаму Смиту. Украина не ведет центра­лизованного государственного планирования в АПК, а в США на уровне Президента и Конгресса на каждые пять лет рассматривается план доходов и затрат фермеров, оп­ределяется размер дотаций и прочее.

В сельскохозяйственном производстве и пищевой промышленности США занято более 22 млн. человек, или приблизительно 18-19% всех работающих.

Они вырабатывают продукции на 910 млрд. долла­ров, что составляет 16% бюджета. Ежегодно из бюджета США выделяется 60 млрд. долларов на субсидирование этих отраслей экономики.

Следует определить, что правительства экономиче­ски развитых стран уделяют большое значение националь­ной продовольственной безопасности и государственная помощь производителем сельскохозяйственной продукции составляет 40-50% стоимости товарного продукта. В Япо­нии, Финляндии, Германии дотации аграрному сектору до­стигают 70-80% затрат на товарную продукцию.

Более того, в Швейцарии и Норвегии каждому фер­меру государство ежегодно выделяет 30 тысяч американ­ских долларов.

Следует отметить, что в США производство сель­скохозяйственной   продукции   концентрируется   в   более

крупных относительно денежных доходов корпорациях ферм (площадью 1 200 и более гектаров), хозяйства пло­щадью до 70 гектаров низкотоварные и даже убыточные.

Обобщая заграничный опыт биологизации выращива­ния сельскохозяйственных культур надо отметить, что пере­ход к новым агротехнологиям не означает переход к малоэф­фективным приемам выращивания растений. Наоборот, пред­полагается использование новейших научных достижений.

При биологическом растениеводстве особое внима­ние уделяют соответствию морфолого-экологической спе­цифики сельскохозяйственных растений почвенно-климатическим условиям. При этом, чем меньше компоненты технологий выращивания сельскохозяйственных растений влияют на автономный механизм буферности агроэко-систем, тем они считаются более пригодными. Это поло­жено в основу отказа от принятых сейчас принципов и по­ложений выращивания культур.

Повышенная забота уделяется сохранению почв, повышению их плодородия, поддержанию их здорового состояния при высокой биологической активности. За про­цессами, которые происходят в почве, постоянно ведутся наблюдения путем физических и химических анализов, микробиологических тестов.

Существенное значение отводится чередованию сель­скохозяйственных культур, посеву сидератов. При эгом ис­пользуются методы выращивания растений, которые гармо­низируют с естественными условиями или приближаются к ним. Для чередования обязательно включают культуры, у которых корневая система глубоко проникает в почву и под­тягивает питательные вещества к верхним слоям.

Для поддержания содержания гумуса на требуемом уровне, органические удобрения глубоко в почву не заде­лывают и предварительно компостируют, чтобы умень­шить отрицательное влияние продуктов обмена анаэробных процессов на почвенные организмы и растения. Ком­постирование осуществляют в кучах. Свежий гной раски­дывают обычно на поверхности почвы тонким пластом и после анаэробного перепревания запахивают. Ценным ис­точником органического вещества для улучшения баланса гумуса считается солома. Установлено, что 50 ц соломы содержит 20-35 кг азота, 6-7 кг Р2О5, 60-90 кг КгО, 10-15 кг СаО, 4-6 кг М§0, 5-6 кг серы и разнообразные микро­элементы (282 г — бора, 15 — меди, 2 — молибдена, ко­бальта и других). Такое количество элементов питания, за исключением азота, удовлетворяет потребность растений и гарантирует урожай зерна не менее 20 ц/га. Органическое вещество соломы уменьшает отрицательное влияние гер­бицидов и является источником углекислого газа, который поглощается растениями.

Широко практикуют выращивание многолетних бо­бовых трав (люцерны, клевера, эспарцета и других). Они способствуют фиксации атмосферного азота и образова­нию гумуса. Широко практикуют посевы промежуточных культур, которые на протяжении вегетационного периода затеняют почву и защищают ее от эрозии.

Зеленые удобрения (сидераты) обязательно исполь­зуют при орошении или после рано убранных основных культур, но не раньше, чем за 60 дней до окончания веге­тационного периода. Набор сидератов разнообразный: дон­ник, озимая вика, горох, чина, соя, эспарцет, люцерна; из мятликовых — озимая рожь.

Интересна специфика использования зеленого удоб­рения. Растения после скашивания оставляют в поле на протяжении 10-14 дней. Потом при помощи фрезы или дисковой бороны проводят поверхностное смешивание зе­леной массы с почвой и позднее запахивают. Это позволя­ет исключить токсичное действие разложенной раститель­ной массы на почвенную микрофлору.

Н биологическом растениеводстве применяют поч­возащитную обработку почвы, при которой минимально нарушаю! жизнь в почве и ее вертикальную структуру. Более глубокие горизонты почвы улучшают с помощью корневой системы растений. Такая обработка почвы пре­дотвращает интенсивное разложение гумуса. Преимущест­во предоставляется орудиям с рыхлящими рабочими орга­нами, которые не оборачивают пласт почвы (культивато­ры, чизель-культиваторы, культиваторы с почвоуглуби­телями). Сельскохозяйственные орудия с вращающимися рабочими органами применяются для обработки почвы на небольшую глубину. Стерня в этом случае обычно заделы­вается в почву, глубокая обработка почвы осуществляется редко. Стараются не повредить почву тяжелыми машина­ми и орудиями, которые переуплотняют ее. С этой целью используют комбинированные агрегаты, которые позво­ляют одновременно выполнять несколько технологических операций, экономить горючее.

Практикуют минимальную обработку почвы, способ которой зависит от вариации почвы и морфолого-биологических особенностей сельскохозяйственных культур.

Следы от уборочной и почвообрабатывающей тех­ники, а также уплотненные слои почвы, которые лежат глубже пахотного, разрыхляют с помощью чизель-куль­тиваторов и других орудий. После обработки почву обыч­но оставляют в покое с заделанными остатками органиче­ской массы для естественного протекания в ней микробио­логических процессов.

После сбора урожая для предупреждения потерь влаги и провоцирования прорастания сорняков верхний пласт почвы обрабатывается плоскорезами, а потом прово­дится боронование или культивация.

В биологическом растениеводстве полностью ис­ключается применение химико-синтетических азотных соединений и других легко распадающихся минеральных удобрений, поскольку они отрицательно влияют на биоло­гическую активность почвы и поступают в растения в виде ионов. Поэтому минеральные удобрения вносят лишь в малорастворимой форме, чтобы микроорганизмы посте­пенно растворяли их. Так, применяют мел, доломитовый фосфорит, каменную и базальтовую муку.

Специальные биопрепараты используют в малень­ких дозах в качестве добавок в навоз, компосты распыляют на поверхности почвы или вносят под сельскохозяйствен­ные растения.

Основной принцип биологического растениевод­ства — «кормить почву», а не растения для повышения их урожайности. Главную роль при этом отводят мест­ным удобрениям (перегною и компосту), а также проме­жуточным культурам.

Французская ассоциация специалистов по зерновым культурам, чтобы исключить загрязнение грунтовых вод, предложила метод вспомогательных культур, то есть «зе­леных удобрений». Растения, которые накапливают азот, оставляют в поле на зиму, а весной рано запахивают, воз­вращая таким образом удобрения в почву. Большие надеж­ды возлагают ученые на фацелию.

Следует отметить, что акцент делается на автоном­ное производство органических удобрений в каждом хо­зяйстве при строгом регулировании применения мине­ральных удобрений.

Основная задача: активизировать иммунные силы почвы, то есть стимулировать естественное «здоровье» и плодородие, что позволит долговременно и продуктивно ее использовать.

Иммунные силы почвы должны стимулировать борьбу с вредителями, болезнями и сорняками, регули­ровать естественные биологические процессы защиты

растений. Чрезмерное распространение вредителей и бо­лезней свидетельствует, как считают приверженцы био­логического растениеводства, о нарушениях в биологи­ческой системе, допущенных ошибках в технологии вы­ращивания сельскохозяйственных культур.

Здоровое состояние почвы характеризуется, прежде всего, высоким содержанием и качеством гумуса, струк­турностью, уровнем обеспеченности растений питатель­ными веществами, биологической активностью. Считают, что растения, которые выращивались с учетом этих пока­зателей, защищены от вторичных вредителей, благодаря стимуляции антифитопатогенного потенциала почвы. Это позволяет сохранять на низком уровне количество вредных организмов, учитывая то, что один вид подавляется про­дуктами обмена другого. Обычно при конкуренции разных организмов побеждают сапрофитные формы, которые не причиняют вреда культурным растениям. Гербициды не используются. Больше того, фермеры отказываются от до-посевной обработки семян химикатами.

Американские биохимики предложили принципи­ально новый вид гербицидов, основу которого составляют аминокислоты, входящие в состав растений и безопасные для окружающей среды. Это смесь дельтааминолевулино-вой кислоты с химическим активатором, которая способна образовывать тетрапирролы — соединения, которые пре­вращаются в молекулы хлорофилла под действием солнца. В обычных условиях растения синтезируют тетрапирролы в ограниченном количестве, достаточном для биосинтеза хлорофилла. При обработке растения смесью дельтаами-нолевулиновой кислоты с химическим активатором в ней образуется повышенное содержание тетрапирролов. Они вступают в реакцию с кислородом, который превращается в свободный радикал, способный к высокой активности и повреждению клеточных стенок. Растения опрыскиваются

препаратом ночью, и к утру в них образуется значительный запас тетрапирролов. Днем избыточные тетрапирролы, ко­торые растение не может превратить в молекулы хлорофил­ла, образуют вредные для растения свободные радикалы. Но существуют растения, в которых тетрапирролу не образуют свободных радикалов. Пшеница, овес и ячмень не повреж­даются этим гербицидом, в то время как многие сорняки гибнут от него (горчица, щирица и другие).

Эффективным средством в борьбе с семенами сорня­ков, находящихся в почве, возможно станет метилизотиоцианат. Это соединение почти полностью уничтожает семе­на сорняков. Исключением являются лишь семена с твердой оболочкой. Кроме широкого спектра действия, у метилизотиоцианата есть еще одна важная особенность: после пере­мешивания с почвой он быстро распадается и становится безвредным для окружающей среды. К сожалению, этот препарат еще довольно дорогой, поэтому ведутся поиски удешевления его производства, а также синтез аналогов.

Ученым удалось расшифровать химический состав пиретрума (растительного препарата). Синтетические пиретроиды уничтожают значительное количество разнооб­разных вредителей.

Для сельскохозяйственных культур определяют экологический комплекс жизни, так как каждое растение и вредитель имеют свой видовой экологический оптимум, поэтому важно, чтобы условия жизни растения-хозяина и вредителя или болезни не совпадали.

Приверженцы биологического растениеводства счи­тают, что существует взаимосвязь между защитой расте­ний и удобрениями, которые повышают жизненную стой­кость культур и оказывают содействие автономному огра­ничению количества вредных организмов в почве.

Важное значение предоставляется профилактиче­ским мероприятиям, в особенности правильному выбору

места выращивания, сорту и гибриду, срокам и способам сева. 11редпочтение обычно отдают более стойким сортам.

При определении густоты стояния растений и глу­бины заделки семян учитывают количество потенциаль­ных вредителей. Например, небольшая глубина посева в холодную и влажную погоду ускоряет появление всходов, тем самым снижается возможность повреждения картофе­ля, сахарной свеклы и кукурузы.

Оптимальный стеблестой растений, по мнению уче­ных, уменьшает распространение болезней зерновых. С целью биологической защиты растений рекомендуется об­саживать низкорослые посевы высокорослыми растения­ми, оставляя на границах полей и возле речек деревья для местонахождения полезных насекомых.

Повысить биологическую стойкость культурных рас­тений и сдерживать развитие болезней и вредителей, отпуги­вать их, могут мало ядовитые вещества естественного проис­хождения (сера, медь и другие), экстракты крапивы, чеснока, ромашки, хрена, растворы мыла, препараты из водорослей.

По мнению английских ученых Ротамстедской экс­периментальной станции, десятки безопасных препаратов, изготовленных из грибков, которые живут в почве, в бли­жайшие годы будут широко использоваться для борьбы с вредителями и болезнями растений, вместо нежелательных химических средств защиты растений.

Для борьбы с сорняками в биологическом растение­водстве используют традиционные агротехнические прие­мы, но в минимальном количестве, чтобы избежать отри­цательного влияния их на биожизнь почвы. Иногда приме­няют термическое уничтожение сорняков. Как видим, все приемы направлены на повышение способности агросистемы к саморегуляции.

В Перуанском международном селекционном центре из дикого растения был выведен уникальный сорт мохнато-

го картофеля, который сам эффективно борется с вредными насекомыми. Вяжущее вещество, которое выделяется из стебля и листьев картофеля, быстро уничтожает мелких на­секомых, в том числе и колорадского жука. На вкус новый картофель почти ничем не уступает широко распространен­ным сортам по питательным качествам и урожайности. Мохнатый картофель прошел испытания на полях США, стран Латинской Америки, Азии, Африки и Европы.

На острове Хоккайдо (Япония) в условиях холодно­го и влажного лета растут дикие формы сои, которые хо­рошо переносят низкие температуры в течение всей веге­тации и в особенности перед цветением. На этой основе сейчас создаются новые холодоустойчивые сорта сои.

Большие надежды возлагают селекционеры на ди­кого родственника кукурузы, найденного в горах мекси­канского штата Халиско. Эта форма кукурузы (новая раз­новидность теосинте) оказалась многолетним растением. На родине, в горах на высоте 2-3 тысяч метров над уров­нем моря, и на экспериментальных участках в других странах с мягким климатом его корневища хорошо зиму­ют, выдерживая кратковременные снегопады. Это расте­ние имеет одинаковое с кукурузой количество хромосом. Следовательно, растения генетически совместимые и воз­можна их гибридизация, а полученные гибриды будут ха­рактеризоваться холодоустойчивостью.

Урожайность сельскохозяйственных культур при биологических технологиях несколько уступает интенсив­ным (на 5-10%), но качество и ценность получаемой про­дукции на 30-200% выше, а энергоемкость ниже в 2,4 раза. Значительно дольше такая продукция сохраняется в све­жем виде. Следовательно, биологическое растениеводство более перспективно. Поэтому в ближайшее время за гра­ницей планируется увеличить производство экологически чистых продуктов до 10-20%.

Согласно данным ФАО, больше всего экологически чистых продуктов в 2004 году вырабатывалось в США на площади 200 тысяч гектаров (таблица 10).

10. Количество ферм, производящих экологически чистую продукцию и их площадь в странах мира, ФАО, 2004 г.

Страны Количество ферм, производящих экологически чистую продукцию

Площадь, тыс.га

Бельгия 150

1,0

Великобритания 575

13,0

Германия 2685

54,3

Дания 500

7,0

Ирландия 97

1,5

Испания 350

2,8

Италия 800

9,0

Люксембург 11

0,45

Нидерланды 410

6,2

Польша 34

0,42

Франция 3000

20,0

США 30000

200

Понравилась статья? Поделиться с друзьями: