Интенсификация растениеводства и экологическое

Равновесие

Влияние созданных человеком агроэкосистем на биосферу плане­ты неуклонно возрастает. В настоящее время, как уже отмечалось, аг-роценозы занимают свыше 1,5 млрд га и есть все основания считать, что в условиях демографического взрыва их площадь уже в обозримом будущем достигнет 3—4 млрд га, то есть займет около 20—30% по­верхности суши*. Однако даже освоение всех пригодных для сельско­хозяйственного использования земель не решает проблемы полного обеспечения населения планеты продуктами питания, поскольку с рос­том численности населения, которая по расчетам Ртк (1973) стабили­зируется лишь на уровне 15 млрд человек, площадь сельскохозяйствен­ных угодий и пашни на душу населения будет неуклонно сокращаться. Кроме того, неизбежны потери земли вследствие урбанизации и эро­зии, размеры которых за период 1975—2000 гг., по мнению \\^п1епп§-пат (1980), составят около 600 млн га. Доля сельскохозяйственных угодий в общей площади уже в настоящее время в большинстве раз­витых стран составляет 50—65% и выше. Кроме того, ограничены воз­можности увеличения и орошаемых земель, поскольку объем доступ­ных пресных вод составляет лишь 0,3% от мирового объема гидросфе­ры. Поэтому основным фактором наращивания производства продук­тов растениеводства в будущем остается рост урожайности возделы­ваемых культур, причем преимущественно в богарных условиях. Вот почему стратегия интенсификации АПК и прежде всего растениевод-^сгва окажет существенное влияние не только на характер социально-экономического развития общества, но и экологическую ситуацию в мире.

В настоящее время в большинстве развитых стран рост урожай­ности сельскохозяйственных культур достигается за счет все возрас­тающих затрат невосполнимой энергии на каждую дополнительную единицу продукции, в том числе и пищевую калорию. И все же беспер­спективность односторонней, преимущественно техногенной стратегии интенсификации растениеводства обусловлена не только ограниченны­ми запасами невосполнимой энергии. В конечном счете, овладев энер­гией термоядерного синтеза или другими ее источниками, человечество избежит «энергетического кризиса». Однако обеспечит ли «энергети­ческое изобилие» экологическую безопасность и необходимые темпы увеличения производства продуктов питания при существующей стра­тегии интенсификации?

Ответ на этот вопрос дает анализ противоречий интенсификации растениеводства в развитых капиталистических странах, где преодоле­ние технологического дефицита невосполнимой энергии (в смысле ос­нащенности ферм сельскохозяйственной техникой, удобрениями, пести­цидами, системами орошения) хотя и позволило значительно увеличить урожайность, не разрешило окончательно ни одного из противоречий современного земледелия. Более того, многие из них резко обострились: значительно увеличились масштабы водной и ветровой эрозии почв; потери урожая от болезней, вредителей и сорняков, несмотря на мно­гократное увеличение количества и ассортимента применяемых пести­цидов, остались на прежнем уровне (20—40%); хотя число вредных ви­дов, поражающих посевы, уменьшилось, вредоносность некоторых со­хранившихся из них резко возросла; усилилась экологическая и генети­ческая уязвимость наиболее высокоурожайных культур; повсеместно отмечается ухудшение качества урожая (снижение его вкусовых и пи­тательных свойств, большая загрязненность пестицидами, удобрения­ми) и т. д. Выявлены и ограничения в росте урожайности за счет при­менения техногенных средств интенсификации, проявляющиеся в угне­тении роста растений при высоких дозах азотных удобрений, снижении устойчивости высокопродуктивных агроценозов к абиотическим и био­тическим стрессам, избыточном накоплении в почве нитратов, фосфа­тов, остаточных количеств пестицидов. Считается, что в условиях ан­тропогенных ландшафтов почвы разрушаются в 100—1000 раз быст­рее, чем в естественных условиях (Гладков и др., 1975). С помощью техногенных средств невозможно защитить интенсивные агроценозы от морозов, заморозков, суховеев, а с ростом потенциальной урожайности посевов зависимость их от нерегулируемых факторов внешней среды значительно возрастает. Можно предположить что затраты невоспол­нимой энергии, достигающие 20—30 ГДж/га, является тем пределом, за которым дальнейшее увеличение антропогенных нагрузок в агро-экосистемах становится реально опасным для экологического равно­весия природной среды, поскольку превышает ее компенсаторный по­тенциал. Даже с учетом того, что буферирующие и рекреационные воз­можности различных агробиогеоценозов нередко существенно разли­чаются, экологические ограничения «энергетического перенасыщения» почвы очевидны.

И все же главное противоречие односторонней, преимущественно техногенной стратегии интенсификации растениеводства обусловлено тем, что при существующих подходах не обеспечивается ресурсо- и энергоэкономичность, а тем более природоохранность в отрасли, кото­рую по праву относят к «индустрии жизни» (причем не только в эко­номическом, но и экологическом плане). Парадоксальность такой си­туации очевидна: отрасль, использующая неограниченные и экологиче­ски безопасные ресурсы энергии Солнца, оказалась не только одной иболее энергозатратных, но и создающих реальную опасность глобального разрушения и загрязнения природной среды.Известно,что накопление в атмосфере свободного кислорода, появление озонового экрана, уменьшение содержания С0₂ в атмосфере, образование почвы и другие, являются результатом работы живых организмов в течение нескольких миллиардов лет. Об их гро­мадной роли свидетельствует, в частности, тот факт, что за время эво­люции биосферы кислород и углекислота атмосферы, а также вся вода океанов, морей и рек прошли через живое вещество планеты в про­цессе биотического круговорота несколько тысяч раз (Рабинович, 1951). Согласно Сидоренко (1984), углерод земной коры многократно прошел биологический цикл, который имел место уже в раннем докем­брии, то есть более 3,4 млрд лет назад.

Весь растительный мир выделяет ежегодно 1 200 млрд т кислоро­да. При этом за счет фотосинтеза обеспечиваются биологические про­цессы преобразования и сохранения солнечной энергии. Зеленые рас­тения играют важную роль в поддержании термо- и гидродинамическо­го равновесия в биосфере планеты, а также круговороте веществ. Поэтому к критическим, то есть весьма чувствительным к антропоген­ным нагрузкам, звеньям природных экосистем наряду с углеродным балансом земли, озоновым слоем и др. относят и многие растительные ассоциации, в том числе хвойные леса, а также тонкий верхний слой целинных (луговых) почв (Тихомиров, Розанов, 1985). Как справедли­во отмечал Вернадский (1940), «на земной поверхности нет химиче­ской силы, более постоянно действующей, а потому и более могуще­ственной по своим конечным последствиям, чем живые организмы, вместе взятые...».

Таким образом, главные изменения биосферы в прошлом, а также поддержание ее равновесия и способности к саморегуляции в будущем связаны с эволюционно обусловленными фундаментальными законами развития органического мира и прежде всего высших растений. Вот почему стратегия адаптивной интенсификации растениеводства, ориен­тирующаяся на поддержание экологического равновесия, в том числе, сохранение жизненно важных естественных циклов, будет играть все более важную роль в ноогенезе, то есть в разумном управлении чело­веком дальнейшей эволюцией биосферы. Более того, с учетом роста населения Земли, освоения всех пригодных для сельскохозяйственного использования земель, влияние агроэкосистем и методов их интенсифи­кации на биосферу нашей планеты неизмеримо повысится. Поэтому дальнейшее увеличение производства продуктов питания на основе ин­тенсификации растениеводства в долговременной перспективе тесно связано с проблемой охраны окружающей среды (в локальном и гло­бальном масштабах) от разрушения и загрязнения.

В этой связи необходимо подчеркнуть и позитивную роль агроэко­систем в поддержании экологического равновесия биосферы. Известно, что в настоящее время человечество ежегодно вырабатывает около 4,0 млрд т растениеводческих продуктов всех видов, что составляет ме­нее 2% от общей продукции фотосинтеза растительности суши. Причем чем выше фотосинтетическая производительность агроценозов, тем луч­ше удовлетворяются не только потребности человека в пище и сырье, но и увеличиваются запасы гумуса в почве за счет растительных остат­ков, то есть повышается естественное плодородие сельскохозяйственных угодий. Кроме того, например, на одном гектаре кукурузы, при уро­жайности 63 ц/га, усваивается 17 т углекислого газа и высвобождается 14 т кислорода, что составляет годовую потребность в нем для 30 че­ловек

Иными словами, проблемы наращивания производства продук­тов питания и поддержания экологического равновесия биосферы могут и должны решаться одновременно. Необходимость экологизации интенсификационныз процессов в растениеводстве обусловлена уязвимостью его главного средства производства — земли (особенно в ус­ловиях пересеченного рельефа, ливневого характера осадков, развитос­ти эрозионных и оползневых процессов), большим удельным весом сельскохозяйственных угодий и степенью их распаханности во многих странах, ограничением числа основных культур, высоким удельным ве­сом пропашных. В этих условиях восстановление рекреационных свойств агроэкосистем и обеспечение их высокой продуктивности не могут быть достигнуты за счет преимущественно техногенной интенсифика­ции растениеводства. Об этом, в частности, свидетельствует тот факт, что на протяжении последних 10—15 лет, несмотря на все возрастаю­щее количество применяемых удобрений и пестицидов, темпы роста урожайности важнейших сельскохозяйственных культур снизились, тогда как масштабы деградации природной среды значительно воз­росли.

Переход к адаптивной стратегии интенсификации растениеводства следует рассматривать в качестве важнейшего условия защиты при­родной среды от разрушения и загрязнения. В этой связи особого вни­мания заслуживают следущие аспекты этой стратегии:

— биологизация интенсификационных процессов за счет селекции растений (повышение их адаптивного потенциала, то есть потенциаль­ной урожайности и экологической устойчивости), а также конструиро­вания агроэкосистем на основе сохранения и активизации продукцион­ных и регуляторных функций всех их биологических компонентов;

— переход к адаптивному землеустройству, базирующемуся на со­хранении естественных компонентов ландшафтных агроэкосистем (про­лесков, урочищ и др.) и более дифференцированном использовании лимитирующих величину и качество урожая природных ресурсов (вы­деление экологически однотипных территорий);

— агроэкологическая оптимизация структуры сельскохозяйствен­ных угодий и их размещения;

— переход к новой стратегии защиты растений от болезней, вре­дителей и сорняков, основанной на управлении динамикой численнос­ти их популяций и экономически допустимой вредоносности (за счет очагового применения пестицидов, широкого использования агротехни­ческих и биологических методов защиты, конструирования экологиче­ски устойчивых агроэкосистем, создания полифункциональных лесных полос и других биоценотических оазисов);

— создание адаптивной системы машин, позволяющей уменьшить процессы эрозии и уплотнения почв, обеспечить локальное внесение удобрений и пестицидов, достигнуть высокого качества проведения ос­новных операций (вспашки, посева, уборки).

Главная особенность перехода к адаптивной интенсификации рас­тениеводства состоит в том, что в ней аспекты охраны природы, ресур-со-энергоэкономичности и устойчивого роста урожайности взаимосвяза­ны на всех уровнях организации производства (от стратегии интенси­фикации до системы землеустройства и технологии возделывания каж­дой культуры). При этом экологическая устойчивость агроэкосистем за счет сохранения механизмов саморегуляции становится одним из главных показателей их эффективного функционирования. В этой свя­зи системы обработки почвы, внесения удобрений, применения пестици­дов и орошения должны не подавлять и тем более не уничтожать био­логические компоненты агроэкосистем, а все более вовлекать их в процесс повышения продуктивности и экологической устойчивости агросистем.

. Осо­бое внимание при этом уделяется сохранению и повышению плодоро­дия почвы — важнейшего энергоресурса Земли, созданного в процес­се длительной эволюции. Разрушение его следует рассматривать как ничем не оправданную потерю урожая, полностью компенсировать ко­торую даже за счет внесения большого количества минеральных удо­брений практически невозможно. Поскольку основным критерием адап­тивной интенсификации растениеводства является эффективность ис­пользования культивируемыми растениями неограниченных и экологи­чески безопасаных ресурсов природной среды, она не только не отри­цает, а, наоборот, даже ориентирует на все возрастающую энергоем­кость агроэкосистем за счет увеличения абсолютной и относительной доли солнечной радиации в их биоэнергетическом балансе (формиро­вании урожая, накоплении гумуса, поддержании экологического равно­весия и т. д.).

Приоритеты и критерии

Базируясь на концепции роста адаптивности всех компонентов многофакторной системы интенсификации растениеводства, предлагаемая нами стратегия в тоже время предполагает более обоснованный выбор приоритетных направлений интенсификации, с учетом местных почвенно-климатических условий, научно обоснованной структуры питания, то есть факторов здоровья и ресурсов. Так, в зонах с недостаточной гидротермической обеспеченностью решающее значе­ние в реализации высокой потенциальной продуктивности сортов и аг­роценозов приобретает их устойчивость к специфичным для данного региона абиотическим и биотическим стрессам. Причем чем хуже поч-венно-климатические условия, тем выше значение биологизации и экологизации интенсификационных процессов на основе формирования адаптивной структуры посевных площадей, агроэкологического райо­нирования культивируемых видов растений, их селекционного улучше­ния, сохранения экологического равновесия в агроэкосистем ах и т. д. Эти же направления интенсификации оказываются приоритетными и при достижении высокого уровня продуктивности агроценозов, сопро­вождающегося часто снижением их экологической устойчивости под влиянием как односторонней селекции (на физиологический максимум проявления хозяйственно ценных признаков), так и техногенных факто­ров (высоких доз азотных удобрений, орошения, загущения и др.).

В растениеводстве, базирующемся на известном законе минимума (Либих, 1840), согласно которому отсутствие или недостаток даже одного элемента в почве или какого-либо другого фактора роста ока­зывает решающее влияние на урожайность. Пути устранения лимити­рующих факторов в каждой конкретной ситуации далеко неоднозначны
в энергетическом и особенно экологическом плане. Поэтому правиль­ный выбор приоритетов интенсификации растениеводства следует рас­сматривать как путь повышения его адаптивности. В этой связи за­служивает внимания и вопрос динамичности приоритетов факторов интенсификации, о чем свидетельствует вся история развития растениеводства. Известно, например, что высокие дозы удобрений,орошение, так же как и их дифференцированное применение,эффектив­ны лишь в случае использования сортов и гибридов растений с высокой
потенциальной урожайностью.

По мере устранения лимитирующих фак­-
торов внешней среды за счет более высокого уровня агротехники (удоб­
рения, пестициды, орошение) все большую роль в обеспечении устой­
чивого роста урожайности стали играть нерегулируемые факторы (сум­
ма активных температур, морозо- и заморозкоопасность и др.), а следо­
вательно, и экологическая устойчивость самих культивируемых видов
и сортов растений. Поскольку комплексное применение техногенных
факторов оказывается наиболее эффективным лишь в том случае, ког-
да в оптимуме находится весь спектр условий внешней среды.

В миро­вой практике сельского хозяйства все больше внимания стали уделять созданию зон гарантированного производства зерна, сахарной свеклы, овощей, фруктов и другой продукции за счет размещения со­ответствующих культур в наиболее благоприятных для их возделывания почвенно-климатических условиях. Чем хуже условия природной среды, чем выше достигнутый уровень продуктивности агроэкосистем,тем важнее многофакторность и интегрированность самого процесса интенсиФикации, тем выше экологическая обусловленность приоритетности его факторов и необходимость их более дифференцированного использования.

Поскольку в условиях «высших систем полеводства»* необходимо обеспечить снижение затрат всех видов невосполнимых ресурсов на каждую дополнительную единицу урожая путем более рационального использования неисчерпаемых природных ресурсов (солнечной энергии, почвы, климата, живых организмов), важным показателем эффектив­ности процесса интенсификации является коэффициент продуктивной энергетической эффективности и общей.

К_пээ=Энергия исполь.часи урож.:Энерг.ископаемого топл.

К_оээ=Энерг.всей массы урож.: Энерг.ископаемого топл.

Как уже отмечалось, современные агроэкосистемы на одну используемую тех­ногенную килокалорию обеспечивают получение в среднем от 2 до 6 пищевых килокалорий, тогда как в традиционных системах земледелия это соотношение обычно составляло 1:10-50 и даже 1:25-50. Причем Кпээ для таких основных сельскохозяйственных культур, как пшеница, кукуруза, рис, составляет в среднем 3,79 (Хейланд и Солянски, 1979). Необходимость учета не только коэффициента продуктивной (Кпээ), но и общей (Коээ) энергетической эффективности диктуется, на наш взгляд, важной ролью культивируемых растений в повышении плодо­родия почвы. Так, по данным Юрген-Швинда (1978), на каждую ка­лорию ископаемой энергии, затраченную при внесении полной дозы минеральных удобрений (№РК) при возделывании зерновых культур, энергетическая «цена» получаемого урожая (зерна) варьировала от 1:2,55 (при низком уровне удобрений) до 1:2,20 (при высоком). При учете калорийности не только зерна, но и сухих веществ, содержащихся в соломе и корневых остатках, указанные соотношения составляли со­ответственно 1:5,6 и 1:4,9. Показано, что внесение удобрений способст­вует развитию корневой системы и увеличению количества пожнивных остатков. Например, при урожае зерна в 40 ц/га растения используют около 160 кг азота, из которых в зерне содержится 92 кг, а в соломе — 21,6, в корневых и пожнивных остатках — 42 кг азота, или 43% (Мишустин, 1983).

В соответствии с концепцией адаптивной стратегии изменяются и традиционные представления о критериях эффективности самого про­цесса интенсификации, достижение более высокого уровня которого обеспечивается в первую очередь за счет большей его наукоемкости, ресурсо-энергоэкономичности и природоохранности. Все более важную роль при этом играет степень вовлечения в интенсификационный про­цесс «даровых сил природы», на которых, по существу, и зиждется растениеводство. Именно к этой отрасли более, чем к какой-либо другой форме деятельности человека, применимы слова Маркса: «Человек может действовать лишь так, как действует сама природа, то есть мо­жет изменять лишь формы веществ. Более того, в самом этом труде формирования он постоянно опирается на содействие сил природы»'. Поэтому наиболее важным и обобщающим показателем достигнутого уровня интенсификации в этой отрасли является степень утилизации солнечной энергии и других природных ресурсов (плодородия почвы, климата, осадков и т. д.) в агробиогеоценозах, обусловливающей не только величину и качество урожая, но и повышение плодородия почвы.

Отдача вложений невосполнимой энергий в растениеводство ока­зывается наиболее высокой в благоприятных почвенно-климатических условиях. Не случайно свыше 30% растениеводческой продукции дают орошаемые земли, на долю которых приходится лишь 12% сельскохо­зяйственных угодий. Так, в США с 20 млн га орошаемых земель (15% от общей площади сельскохозяйственных угодий) получают свыше 25% растениеводческой продукции. Однако при определении приорите­тов интенсификации растениеводства приходится считаться и с такими ограничениями природной среды, устранить которые за счет техноген­ных средств практически невозможно.

Решающее значение в обеспечении устойчивого роста урожайности сельскохозяйственных культур, особенно в неблагоприятных почвенно-климатических и погодных условиях, играет биологизация интенсифи-кационных процессов, охватывающая громадный набор методов и под­ходов, в том числе селекцию (от создания сортов растений, сочетающих высокую потенциальную продуктивность и устойчивость к абиотиче­ским и биотическим стрессам, до селекции бактерий, способных фик­сировать атмосферный азот в ризосфере небобовых культур), агроэко-логическое районирование видов и сортов, а также формирование адаптивной структуры посевных площадей в каждом регионе (позво­ляющих обеспечить временную синхронизацию максимального разви­тия фотосинтезирующей поверхности агроценозов с наиболее благо­приятными для каждого вида растений условиями внешней среды), биологические методы борьбы с вредителями, болезнями и сорняками (включая использование многолинейных и синтетических сортов, фе-ромоновых ловушек, культур-репеллентов, залужение междурядий) и многие другие. Так, путем целенаправленной селекции уже созданы сорта яровой пшеницы, устойчивые к кислым почвам (МагИт, 1977). Благодаря получению холодостойких гибридов, сроки сева кукурузы в условиях США удалось сдвинуть на 10 дней, что особенно важно для зон с недостаточной суммой активных температур. За счет селекции и освоения аридных зон производство зерна сорго в мире по сравнению с довоенным уровнем возросло почти в 12 раз, а за последние 15 лет наибольший прирост (76%) мирового сбора зерна отмечен именно по этой культуре. Заметим, что уже в 1960-х годах в Испании был зафик­сирован рекордный урожай этой культуры, составивший 170 ц/га (Р1агге, 1971).

Важное место в адаптивной интенсификации растениеводства отво­дится разработке стратегии защиты агроэкосистем от биотических стрессов. Хотя большинство специалистов считают химические методы защиты незаменимыми (Поляков, 1976; Смит, 1977; и др.), стратегия борьбы с вредными организмами (вредителями, патогенами, сорняка­ми) все в большей мере основывается «на регулировании их числен­ности», а не на «борьбе» (Бисплингхофф, Брукс, 1977). При этом создание сортов с горизонтальной, или неспецифической устойчивостью, Рассматривается как составная часть интегрированной системы защи­ты растений. Такое направление в селекции обеспечивает не макси­мальную устойчивость растений, которая, как известно, достигается ^пРи иммунитете, а лишь частичную, но более стойкую (долговремен­ную). Другими вариантами решения этой задачи явилось более широ­те использование многолинейных, синтетических сортов и смешанных посевов. Заметим, что применение многолинейных сортов и сортовых «Мозаик» с целью повышения устойчивости культивируемых растений ция которых сможет обеспечить устойчивость агроценозов про­тив наиболее вредоносных патогенов.

Борьба с вредителями, болезнями, сорняками все чаще стала рас­сматриваться как составная часть управления всей агроэкосистемой. При этом устойчивость посевов и насаждений сельскохозяйственных культур повышается лишь при условии, если учитываются особенности конкретных экологических условий (микрорельефа, микроклимата и т. д.), а фитосанитарная оптимизация агроэкосистем включает целе­направленное изменение сроков прохождения фенофаз и уборки куль­турных растений, сбалансированное применение удобрений, соблюдение севооборотов и т. д., то есть реализуется интегративно-многофакторный подход. Чем интенсивнее ведется сельскохозяйственное производство, считает Поляков (1976), тем в большей степени необходимо ориентиро­ваться на активно регулируемые экосистемы посевов и насаждений, обеспечивая рациональное подчинение организации и технологии рас­тениеводства задачам защиты посевов от вредных видов. «Чтобы по­бороть болезнь, — пишет Эллиот (1961, с. 373), — нужно комбиниро­вать генетические, фитопатологические, экологические и другие мето­ды, потому что каждый из них в отдельности не достигает цели». По мнению Дж. Л. Мак-Ныо (1977), суровая реальность положения состой г в том, что мы вынуждены уживаться с вредными организмами, будь то насекомые, клещи, моллюски, грибы, бактерии, вирусы, эпифитные рас­тения или сорняки. Лишь в редких случаях нам удается истребить их; лучшее, что мы можем сделать, — это сосуществовать с ними. Мы и они — это части гигантской экосистемы, и человек просто пытается сдвинуть равновесие сил так, чтобы он мог существовать в условиях разумного комфорта и безопасности. В соответствии с новой стратегией борьбы с вредителями и болезнями культурных растений введено по­нятие «экономическая граница допустимого вреда». Уилкс (1977) счи­тает, что знание экономически допустимых порогов численности попу­ляций вредных организмов требует новых подходов к срокам обработ­ки, ее продолжительности, типу пестицидов и т. д., с тем чтобы не допустить их беспорядочного использования.

Важным направлением биологизации интенсификационных процес­сов в растениеводстве является усиление адаптирующих функций агроэкосистем в плане защиты почвенного покрова от водной и вет­ровой эрозии, повышения потенциального и эффективного плодородия почв (гумусного баланса, физико-гранулометрической структуры почвы, активизации почвенной микрофлоры и беспозвоночных сапрофа-гов, биологической детоксикации пестицидов и др.), сохранения есте­ственных механизмов саморегуляции, управления динамикой числен­ности популяций вредной и полезной фауны и флоры и т. д. Широко известна, например, роль растений в повышении биопродуктивности почвы на основе естественного механизма ее самовосстановления. Так, бобовые растения (донник белый, люцерна, вика мохнатая) продукци-руют от 2,3 до 10 тонн/га сухого вещества и фиксируют от 76 до 367 кг азота на гектар (Ра1ас1а ег а1., 1983). Пожнивные остатки пшеницы связывают минеральный азот, стимулируя таким образом фиксацию атмосферного азота бобовыми культурами в следующей ротации (Тгоесп е! а1„ 1980). Показано, что даже в тех случаях, когда поликуль­туры (смешанные посевы) по сравнению с монокультурой обычно ме­нее урожайны, экологически они более устойчивы и более эффективны с точки зрения использования солнечной энергии (Сох, АШпз, 1979), что обеспечивает энергетическую и экологическую надежность функционирования агроэкосистем. Стратегия адаптивной интенсификации растениеводства исходит из необходимости точного применения удобрений, рассматривая посленд-

р

ние как важный фактор повышения фотосинтетической производитель­ности агроценозов.

Если при урожайности 10 ц/га с каждого гектара почвы извлекается 72—111 кг №РК, то при 40—50 ц/га — 400—500 кг, в том числе 160—200 кг азота (Дикусар, 1968). При урожайности зерна кукурузы 70 ц/га с каждого гектара почвы выносится 104 кг азота, 19 кг фосфора и 22 кг калия. Даже в почвах с большим запасом гумуса высвобождается не более 50 кг минерали­зованного азота на гектар (Клапп, 1967), то есть в 2—5 раз меньше, чем выносится с урожаем. Следовательно, естественные запасы минеральных веществ в почве не могут удовлетворить потреб­ности в них высокоурожайных сортов растений. Хотя запасы азота в пахотном слое дерново-подзолистой почвы достаточны для возделыва­ния растений в течение 50 лет, а чернозема — 100—200 лет, урожай­ность зерновых культур без внесения удобрений на этих почвах обычно не превышает соответственно 12—15 и 20—25 ц/га (Найдин, 1962). При высоких урожаях с 1 га выносится также до 50 кг кальция (СаО) в год, а с учетом смыва — 250—400 кг/га. Причиной проявления физио­логических заболеваний растений и меньшей их устойчивости к возбу­дителям болезней нередко оказывается недостаток микроэлементов. Следует также учитывать и значительные потери минеральных веществ в связи с эрозиен почвы.

Считается, что внесение удобрений дает 41—49% прибавки уро­жая (Демьяненко, 1965), в том числе и в пашей стране около 50% (Климашевский, Чернышева, 1982). Так, согласно имеющимся расче­там, в приросте урожайности кукурузы в США за период 1950—1982 гг. с 23,8 до 68,6 ц/га на долю удобрений и пестицидов приходилось соот­ветственно 12,5 и 10,6 ц/га (остальные 6,3 — за счет использования гибридов, 8,8 ц/га — агротехники и 6,3 ц/га — загущения посевов). Оптимальные дозы удобрений не только повышают величину и каче­ство урожая, но обеспечивают рост плодородия почвы. Об этом, в частности, свидетельствуют данные Ротамстедской опытной станции (Великобритания), где систематическое внесение минеральных удобре­нии начиная с 1943 г. привело к повышению плодородия почвы, в том числе увеличению гумусового слоя. Характерно, что при внесении Удобрений на каждую единицу ассимилированной биомассы растения Расходуется в 1,5—1,8 раза меньше влаги, и наоборот, при недостатке ^азота снижается, например, засухоустойчивость злаковых культур.

Виды растений с наибольшей урожайностью не обязательно наи­более эффективно используют поглощенные элементы минерального питания. По данным Мунзона (1974), в условиях США продуцируемые сУхие вещества на единицу поглощенного элемента составили в среднем для кукурузы №-84,6 кг/кг,по К-79,2. У люцерны №-35,8,К-37,1, Р-268 кг/кг, у сорго -№-65,0, К-42,0 и сои №- 30,1, К – 59,9 кг/кг.. таким образом кукуруза наиболее эффективно использует №РК. Важно также учитывать и структуру почвы,

с которой в первую очередь и связано эффективиое плодородие, известно, например, что прочность агрегатов почвы зависит в большей степени от микробиологической активности, чем от количества органического вещества в ней. Причем в конкурент­ной борьбе за азот как элемент питания микроорганизмы из-за своей многочисленности всегда имеют преимущество перед растениями. Поэ­тому в почве должен быть избыток азота для растений и дефицит углерода (С) для бактерий (Кант, 1988), то есть плодородие почвы может повыситься лишь при правильном применении минеральных удобрений. Существенная корректировка доз минеральных удобрений предстоит и в связи с тем, что в современных технологиях считается целесообразным около 75% растительных остатков использовать в ка­честве мульчи и органических удобрений. Причем эффективность та­кого подхода, на наш взгляд, следует рассматривать не столько с позиций компенсации выноса элементов питания, сколько управления биогенностью и плодородием почвы.

В тесной связи с критерием ресурсо-энергоэкономичности растение­водства находится и показатель его природоохранности. Утверждение о том, что разлад человека с природой начинается с сельского хозяй­ства, справедливо, поскольку все возрастающие масштабы этой сферы производства сопровождаются нарушением биогеохимического круго­ворота веществ в биосфере, усилением процессов разрушения и загряз­нения природной среды. Очевидно и другое — общая концепция сохра­нения биосферы не может быть осуществлена в отрыве от стратегии интенсификации агропромышленного комплекса в целом и растениевод­ства в частности, поскольку последние оказывают решающее влияние на усиление темпов обеднения генофонда, в том числе исчезновение видов фауны и флоры, процессы водной и ветровой эрозии почвы, ее засоления и заболачивания, нарушения экологического равновесия в естественных экосистемах и агроландшафтах, загрязнения окружающей среды и растениеводческой продукции остаточными количествами пес­тицидов и удобрений и т. д. Особую опасность при этом представляют нитраты и нитриты, которые, согласно Боговскому (1978), служат ис­ходным веществом для синтеза нитрозоаминов. Показано, что избы­точные дозы пестицидов резко снижают скорость их детоксикации почвенными микроорганизмами.

Разрушение природной среды оказывает негативное влияние и не­посредственно на растениеводство, приводя к резкому уменьшению урожайности, снижению эффективности использования высокопродук­тивных сортов и техногенных факторов, усилению зависимости продук­тивности агроценозов от «капризов» погоды и т. д. Так, согласно Ковде (1981), каждый смытый сантиметр гумусового горизонта сопровожда­ется потерей потенциальной продуктивности почв в среднем на 1 цент­нер зерна с каждого гектара, а потеря 1 тонны гумуса равноценна снижению урожайности на 20 кг/га. Установлено также, что на эро­дированных землях не только нарушается естественный баланс мине­рально-органического азота в почве, но уменьшается и водоудержи-вающая способность каждого гектара на 500—600 м³, что равноценно снижению потенциальной урожайности зерновых культур на 5—6 и даже 10—12 ц/га (Петров, 1982; Музыченко, 1982). Специально про­веденные в США (штат Джорджия) наблюдения показали, что раз­ница между урожайностью кукурузы, полученной на смытых и несмы-тых почвах в неблагоприятные по погодным условиям годы по сравне­нию С ЙЛЯГППП110»тм."Как уже неоднократно подчеркивалось, плодородие почвы вполне обоснованно относят к практически невосстанавливаемому природному ресурсу. Причем почва — это не только основное средство и предмет труда в растениеводстве, но и важнейший компонент биосферы, кото­рый Вернадский называл «сгущенной жизнью», а Костычев — «коллек­тивным организмом». «Это естественное условие, — писал К- Маркс, — встречается в природе лишь местами, и там, где его нет, его невоз­можно создать при помощи определенной затраты капитала. Оно свя­зано не с продуктами, создаваемыми трудом, как машины, уголь и т. д., а с определенными природными условиями определенной части земли»¹. Бесспорно, односторонняя, преимущественно техногенная, стра­тегия интенсификации растениеводства наносит непоправимый ущерб природной среде. Однако, как справедливо считает Кант (1988), нам могут помочь не проклятья в адрес минеральных удобрений или безу­держное восхваление биологического сельского хозяйства, а лишь де­тальное изучение преимуществ и недостатков всех существующих или разрабатываемых средств удобрения.

Поскольку, однако, агроэкосистемы являются одним из важней­ших компонентов биосферы в целом, а главным критерием эффектив­ности их интенсификации становится неистощимость соответствующих природных ресурсов, решение только частных вопросов без пересмотра самой стратегии интенсификации растениеводства как составной части общей концепции природопользования также бесперспективно, как и лечение болезни без правильного анализа ее причин. Поэтому тезис о том, что выживание человечества уже сегодня, и особенно в будущем, зависит не только и даже не столько от экономических, сколько от эко­логических отношений с Природой, должен быть положен в основу стратегии интенсификации сельскохозяйственного производства в це­лом. Иными словами, концепции экологии, природопользования и ин­тенсивного растениеводства взаимосвязаны, а продукционная функция растениеводства не должна вступать в противоречие со все возрастаю­щей регуляторной ролью агроэкосистем в биосфере.

Экологизация интенсификационных процессов в растениеводстве в настоящее время прямо или косвенно охватывает такие его разделы, как защита растений от вредителей, болезней и сорняков, ротация культур в севообороте, формирование ассоциативных связей высших растений с микроорганизмами (микориза, симбиотические азотфикси-Рующие бактерии), круговорот питательных веществ, селекция (сочета­ние потенциальной урожайности и экологической устойчивости), кон­струирование экологически устойчивых агроценозов и агроэкосистем, энергетический анализ, видовое разнообразие, структура питания, ре­сурсы, здоровье и многие другие. Это, в свою очередь, указывает на многофакторность и многоплановость критериев