Современные проблемы выращивания высоких урожаев зерновых и зернобобовых культур

План лекции:

Концепция стратегии интенсификации растениеводства

Интенсификация растениеводства и экологическое равновесие.

Приоритеты и критерии.

Стратегия интенсификации АПК должна быть экологически без­опасной, экономически жизнеспособной и социально приемлемой. Меж­ду тем в современной концепции интенсификации растениеводства преобладает продукционная функция (цель, конечный результат) и односторонний (преимущественно техницистско-химический) подход к реализации. В адаптивной стратегии также уделяется первостепен­ное внимание обеспечению устойчивого роста урожайности и исполь­зованию техногенных факторов, но с учетом обязательного сохранения природной среды, причем более активном вовлечении в интенсификационный процесс «сил природы».

Главная цель растениеводства — максимальная утилизация сол­нечной энергии и других неисчерпаемых природных ресурсов в интере­сах человека — при адаптивной интенсификации этой отрасли дости­гается главным образом за счет ее большей наукоемкости, то есть ши­рокого использования познанных законов развития природы и обще­ства. Подобное утверждение не является банальным, поскольку, как уже неоднократно подчеркивалось, преимущественно техногенная стра­тегия интенсификации растениеводства, преобладающая в большин­стве индустриально развитых стран, не просто отрицает целый ряд важнейших законов развития биосферы, а функционирует вопреки им. Об этом, в частности, свидетельствуют резкое сокращение видового разнообразия культивируемых видов растений в интенсивных агроэко-системах, усиление генетической однотипности сортов и гибридов, пе­реход к монокультуре или севоороботам с короткой ротацией, подав­ление и уничтожение многих биологических компонентов, агробиогео-ценозов, разрушение механизмов их саморегуляции и поддержания экологического равновесия, все возрастающие масштабы разрушения и загрязнения природной среды, в том числе водной и ветровой эрозии почв и т. д.

Негативные аспекты подобных тенденций в практическом плане подробно рассмотрены нами ранее. Здесь же необходимо подчерк­нуть главное: стратегия преимущественно техногенной интенсифика­ции растениеводства находится в явном противоречии с основными эволюционными законами и концепциями развития биосферы и чело­веческого общества. Причем иллюзорная целесообразность этой стра­тегии, противопоставляющая долговременные интересы человечества сиюминутной экономической выгоде, как раз и проявляется в отрицании важности указанных законов.

Очевидно, что эффективность агроэкосистем необходимо рассматривать не только в плане производства продуктов питания, но и жизнеобеспечения человеческого общества в долговременной перспективе поскольку выживание человечества и его прогресс зависят в первую очередь от сохранения экологического равновесия в масштабе планеты. Поэтому природоохранные функции агроэкосистем должны непрерывно возрастать, приближаясь в этом плане к составным частям природного ландшафта Земли. Стратегия адаптивной интенсификации растениеводства нацелена на долгосрочное и оптимальное использование природных ресурсов в интересах человека, то есть на разумное преобразование среды обитания, о чем писал В.И. Вернадский.

Стратегия интенсификации растениеводства может считаться дол- говременной лишь в том случае, если она не имеет границ абсолютно го роста производства продуктов питания в условиях постоянного уве- личения численности населения и ограниченности ресурсов ископаемо го топлива. Системный анализ преимущественно техногенной страте гии интенсификации растениеводства свидетельствует о ее бесперспек тивности как в плане общих противоречий (все возрастающие масш табы разрушения и загрязнения природной среды, экспоненциальны: рост затрат невосполнимой энергии на каждую дополнительную едини цу продукции и др.), так и внутренних пределов развития, связанны с исчерпанием возможностей оптимизации условий внешней среды за счет техногенных факторов, энергетического, экологического и биоло- гического «насыщения» и др. Помимо долгосрочных экологических: энергетических ограничений современное интенсивное растениеводство по сравнению с традиционным и органическим земледелием требует значительно более высокого уровня контроля среды, необходимого для поддержания нормальной продуктивности агроценозов. В отличие от адаптивной стратегии, обладающей свойством превентивности, то ест способности предвидеть и предупредить проявление отрицательных явлений локального и глобального масштаба, преимущественно техногенная стратегия оперирует сиюминутными экономическими эффектами оставляя в тени, обычно запаздывающие во времени проявления негативных тенденций. Кроме того, как справедливо отмечает Пелерман (1977), при акцентировании внимания только на быстро реализуемых экономических результатах, соответствующие системы земледелия промышленные технологии почти неизменно расширяют использовани удобрений и пестицидов, то есть увеличивают капитало- и ресурсоем кость сельского хозяйства. Заметим, что даже в индустриально разви- тых странах все большее число специалистов признают наличие при- знаков «мягкого кризиса» в современной стратегии интенсификации растениеводства.

Общеизвестна взаимосвязь и в то же время специфика законов развития природы (живой и неживой) и общества, использование ко- торых, при практической реализации — наиболее сложная задач. Стратегия адаптивной интенсификации растениеводства благодаря системному подходу к использованию абиотических (почва, климат, погода), биотических (биологические компоненты агроэкосистем) и антропогенных (техногеные, организационно-экономические, информационные) факторов позволяет учитывать особенности законов и закономерностей развития каждлго из них.

Разумеется, сказанное не преуменьшает роли системного подхода, благодаря которому практически значимые аспекты стратегии адап­тивной интенсификации растениеводства охватывают весь комплекс проблем оптимизации производства и потребления продуктов питания С учетом ресурсов, здоровья, экологии и экономики. Именно путем сис­темного анализа удается выявить иерархию и характер взаимосвязи факторов интенсификации системы в целом, а не ее отдельных компо­нентов, наметить наиболее рациональные пути управления ими, исполь­зуя все достижения науки. Конструктивность такого подхода очевидна, поскольку, как справедливо заметил Дент (1975), реальный мир не является «расфасованным» по дисциплинам.

Позитивные аспекты многофакторного подхода к интенсификации растениеводства связаны в первую очередь с возможностью реализации интегративного эффекта, конкретные проявления которого в агробиогеоценозах весьма многочисленны (компенсаторные, кумулятивные, синергетические). Кроме того, много­факторность интенсификации — это и единственно возможный путь наиболее полного использования в растениеводстве достижений науки в самых разных областях знаний. Характерно, что стратегия множест­венного использования факторов интенсификации получает распространение во многих сферах деятельности человека.

Ориентация на более широкое вовлечение в интенсификацию рас­тениеводства слабо используемых и новых факторов позволяет на основе роста его наукоемкости, а следовательно, и большого интегра­тивного эффекта обеспечить наращивание производства продуктов питания при сравнительно меньших затратах невосполнимых ресур­сов. Благодаря качественному совершенствованию всех компо­нентов многофакторной системы растениеводства интенсификация из преимущественно интенсивной постепенно превращается в интенси­фикацию всестороннюю. При этом главным в стратегии адаптивной интенсификации оказывается не тот или иной биологический, техниче­ский или другой фактор, а их взаимодействие, нацеленное на получение высоких и устойчивых урожаев при высоком качестве конечной про­дукции и минимизации материальных и трудовых затрат.

Известно, что интегративные процессы в науке и производстве, создавая дополнительный системный эффект, ведут к росту производи­тельности социальной деятельности. Вот почему в условиях научно-технической революции важнейшее значение приобретают информаци­онные факторы интенсификации агропромышленного комплекса. Нау-коемкость растениеводства как фактор его интенсификации будет не­прерывно расти в количественном и особенно в качественном отноше­ниях, постепенно превращая его из отрасли, основанной на невосполни­мых ресурсах, в индустрию жизни, базирующуюся на новых знаниях.

Антрапогенные факторыинтенсификации, как наиболее динамичные, должны использоваться с учетом известных законовадаптации биологических средств и предметов труда (в том числе реалистичных представлений о возможностях их преобразования) и изменчивости природной среды (неравномерность распределения поч-венно-климатических условий, случайность погодных флуктуации и др.) К сожалению, на практике обычно полностью реализуется лишь первая особенность антропогенных факторов (их высокая динамич­ность), что и приводит ко многим негативным последствиям. Несмотря на существенный генетический консерватизм адаптивного потенциала высших растений, степень их адаптабельной динамичности по сравне­нию с природными факторами существенно выше. Не случайно в осно­ве эволюции живой материи лежит приспособление именно организмов к постоянно варьирующим условиям абиотической среды, а не наобо­рот. Механизмы такого приспособления известны — это онтогенетиче­ская и филогенетическая адаптация. Причем сами эволюционные изме­нения являются адаптивным процессом, а естественный отбор — глав­ное средство адаптации. В процессе естественного отбора, являющегося движущим фактором эволюции, преимущество получают виды наиболее конкурентоспособные в использовании ресур­сов природной среды. Однако поддержание биологического равнове­сия биосферы достигается не только и даже не столько за счет приспо­собления к абиотической среде отдельных популяций и видов, а и биоты в целом благодаря громадному разнообразию экологически спе­циализированных видов организмов.

С учетом того, что управление процессом видообразования пока недоступно современной селекции, а высшие растения обладают весьма ограниченными возможностями регулировать свою внутреннюю среду в условиях абиотических стрессов, вектор приспособления культивируе­мых видов растений к природным факторам будет доминировать в долговременной перспективе. Реализация такой векторности за счет Размещения видов в наиболее благоприятных для их возделывания почвенно-климатических и погодных условиях — обычная практика растениеводства. В этой связи предложение Н. И. Вавилова о том, чтобы генотип доминировал над средой, на видовом уровне следует рассматривать как постфактум агроэкологического районирования, а на уровне сортов и гибридов — как задачу селекции в плане более полной реализации потенциала филогенетической и онтогенетической адаптации данного вида и в лучшем случае — соответствующего рода или семейства.

Доминирование вектора приспособления антропогенных факторов к особенностям почвы, климата, рельефа, погоды (с учетом законов их формирования и распределения) базируется на ограниченных возмож­ностях использования невосполнимых ресурсов для коренной и эксплуа­тационной мелиорации природной среды (ограниченные запасы иско­паемой энергии, пресной воды, фосфора, калия; энергетические, биоло­гические и экологические пороги «насыщения» техногенной энергией агробиогеоценозов; опасность разрушения и загрязнения природной среды), неравномерном распределении во времени и пространстве ли­митирующих величину и качество урожая факторов внешней среды, ограниченности земли как главного средства труда, отсутствия средств управления важнейшими компонентами погоды и климата (температу­ра, интенсивность солнечной радиации и др.). Как и при использова­нии биологических компонентов агроэкосистем, доминирование вектора приспособления антрогопенных факторов интенсификации растение­водства к абиотическим компонентам природной среды является ак­тивным. Более того, антропогенные факторы обладают немалыми адаптирующими возможностями в плане изменения как природной среды (за счет регуляции микроклимата в агроландшафтах, рекуль­тивации земель, обводнения и орошения больших территорий, повыше­ния плодородия почвы и т. д.), так и биологических компонентов агро^-экосистем (с помощью селекции, регуляции численности популяций фауны и флоры, конструирования многовидовых агроценозов и агроэко­систем и т. д.). И все же в адаптивной стратегии интенсификации рас­тениеводства, ориентированной на обеспечение устойчивого роста про­дуктивности агроэкосистем при наиболее рациональном использовании невосполнимой энергии и обязательном сохранении природной среды, доминирование векторов адаптации антропогенных интенсификацион-ных факторов наиболее целесообразно, поскольку в наибольшей степе­ни учитывает основные законы развития природы и общества.

Следует подчеркнуть, что в представленной выше схеме (рис. 2) обращено внимание на преобладающие (доминирующие) векторы адап­тации, тогда как в действительности между названными факторами имеется и обратная связь. Кроме того, каждая из сторон этой диалек­тической триады представлена весьма разнообразными компонентами, между которыми существуют свои специфические связи, в том числе и векторы адаптации. Иными словами, в данном случае речь идет лишь о высшем уровне функциональной иерархии интенсификационных факторов в стратегии адаптивной интенсификации растениеводства.