Сельскохозяйственная экология. Под ред. Н.А. Уразаева

Глава 8 ПРОБЛЕМЫ И ПЕРСПЕКТИВЫ ЭКОЛОГИЗАЦИИ СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА

В экологизации сельского хозяйства важную роль играют наука и сельскохозяйственная практика. Сельскохозяйственная наука развивается в двух противоположных направлениях — по пути дифференциации и интеграции. Дифференциация сопровождается углублением, детализацией в изучении тел, процессов, явлений. Однако дифференциация знаний без их интеграции может иметь негативные последствия.

Недостаточность широких обобщений ограничивает деятельность ученых и практиков рамками их узкой специализации. Они обычно дают оценку тем фрагментам природы, рассмотрению которых посвящена их специальность. Но природа не фрагментарна, а целостна. Из-за утраты понимания реально существующей целостности природы узкому специалисту трудно, а порой невозможно проводить мероприятия по экологизации сельского хозяйства.

Перевод сельскохозяйственного производства на экологическую основу может быть осуществлен при использовании современных достижений синтетической науки — экологии. Повышению эффективности экологизации сельскохозяйственной науки и практики будет способствовать создание единой информационной базы данных международных, государственных, региональных и отраслевых программ экологической направленности.

В настоящее время особенно тревожное положение складывается в природно-ресурсной базе сельского хозяйства. Примерно ³Д сельскохозяйственных угодий страны оказалось в состоянии мелиоративной и экологической неустроенности. При поверхностном смыве ежегодно теряется около 3 млрд т верхнего, наиболее плодородного слоя почвы. Вместе с ним уносится более 40 млн т питательных веществ в виде стандартных удобрений.

Следует иметь в виду, что минеральные удобрения часто не сбалансированы по питательным элементам и представлены такими формами, что растения усваивают лишь 40 % питательных веществ. Остальные 60 % выносятся поверхностным или внутригрунтовым стоком, загрязняя почву и вызывая эвтрофикацию водоемов. На огромных территориях нарушен гидрологический режим, разрушаются сложившиеся агроландшафты.

Хранение и применение минеральных удобрений и пестицидов часто осуществляют неграмотно. Обеспеченность типовыми складами для минеральных удобрений составляет всего лишь 33 %, а для пестицидов — 25%. Нарушаются сроки и технология их внесения, а нередко и их дозировка. Биологические средства защиты растений во многих случаях используются неэффективно.

Между тем при увеличении удельного веса биологических методов защиты растений с 18—20 до 35 % пестицидная нагрузка на биоценозы могла быть снижена на 20—25 %, а потери урожая от вредителей, болезней и сорняков — до 15—20 %. Строительство полигонов для захоронения вредных и непригодных пестицидов во многих регионах страны не ведется. Многие предприятия продолжают сброс неочищенных производственных и хозяйственно-бытовых сточных вод. Например, в южной части Волгограда в пруды-накопители и испарители сбрасывают более 200 тыс. м³ сточных вод ежесуточно, что вызывает загрязнение почвогрунтов, грунтовых вод и атмосферы.

Переход на водосберегающие технологии полива способствует устранению негативных последствий эксплуатации мелиоративных систем, а внедрение импульсного, аэрозольного, подпочвенного и других прогрессивных способов полива повышает эффективность их использования на 25—30 %.

Экологические экспертизы не всегда проводятся объективно, не обеспечивая экологическую безопасность. Экологический опыт, накопленный во многих странах мира, в том числе и в России, свидетельствует, что своевременно проведенная экологическая экспертиза может сыграть решающую роль в борьбе с опустыниванием, заболачиванием, засолением земель, в рациональном преобразовании аграрных ландшафтов путем проведения лесомелиоративных работ и т. д.

Экологическая экспертиза может предотвратить неблагоприятные изменения природных комплексов в обширных регионах биосферы, например блокировать проект переброски части стока сибирских рек в Среднюю Азию, стока северных рек европейской части России в Волгу, а затем в Каспийское море. Преобразование природы без предварительного проведения научно обоснованных экологических экспертиз может иметь трагические последствия. Гибель Аральского моря произошла из-за слишком интенсивного забора на орошение вод впадающих в него рек Амударьи и Сырдарьи.

Реальностью стали кислотные дожди, вызывающие дебазацию почвы и водоемов, гибель фауны и флоры. Развиваются геохимические явления, опасные для здоровья людей. Они связаны с высвобождением из почвы тяжелых металлов из-за усилившегося окисления. Эти металлы попадают в подземные воды, озера и реки, откуда берут питьевую воду, в продукты питания и в конечном итоге в организм человека.

Ученые считают, что существующие темпы воздействия антропогенного пресса на природу приведут через 30 лет к унйчтожению минимум 'Д всех видов организмов, обеспечивающих стабильность биосферы. Потери гумуса (дегумификация) за последние 100 лет достигли 30 %, что значительно уменьшило энергетический потенциал почв.

В ряде регионов страны потенциал земли для жизнеобеспечения населения в значительной степени или полностью исчерпан. Нижнее Поволжье становится зоной экологического бедствия. На Черных землях скорость опустынивания достигла 5 га/ч. При существующих темпах опустынивания уже в 2000 г. этот пастбищный массив может превратиться в первую в Европе антропогенную солончако-вато-песчаную пустыню. В этом районе на мелких и среднебарханных песках на отдельных участках переносится свыше 200 т/га в час эолового материала.

Примитивное земледелие и животноводство, ошибки мелиорации, обработки почвы, чрезмерное стравливание пастбищ наряду с аридизацией привели к нарушению стабильности экосистем. В некоторых случаях эти изменения столь глубоки, что могут стать необратимыми.

Необходимо определить допустимую антропогенную нагрузку на агробиогеоценозы для каждого хозяйства, разработать модели и создать банк данных индикаторов состояния природной обстановки на различных участках. Как правило, антропогенные факторы действуют не изолированно, а в виде определенного комплекса с синергическим эффектом. Следует применить самые эффективные меры борьбы с указанными неблагоприятными факторами, ибо кумулятивный эффект их непредсказуем.

Для стабильности агроэкосистем, особенно искусственных, требуются значительные финансовые вложения. Для управления агроэкосистемами нужна постоянная научная информация, основанная на данных экспериментов и передовой практики. Это особенно важно для хрупких ландшафтов.

Агробиогеоценозы не являются саморегулирующимися экосистемами, их восстановительные силы весьма слабы, и вследствие этого они значительно менее резистентны, чем естественные биогеоценозы. Стабильность функций агробиогеоценозов обеспечивается знанием законов развития природной среды, экосистем, всего живого вещества и способностью человека на основе этих знаний создавать необходимые условия для получения генетически обусловленной максимальной урожайности. В производственной обстановке полное удовлетворение требований растений (в воде, пище, свете) во всех фенофазах не всегда возможно.

На опытных полях испытывают сорта ржи, кукурузы, пшеницы, обладающие высоким потенциалом продуктивности. Здесь, в условиях высокой культуры земледелия, удается избежать в период критических ситуаций нарушений продуктивности и стабильности экосистем, способствовать сохранению их функций и восстановлению нарушенных структур, компонентов.

Известно, что управлять популяцией значительно легче, чем экосистемой. Но надо переходить на экосистемный уровень мышления.

При внесении минеральных удобрений повышается урожайность сельскохозяйственных культур, особенно сортов, остро реагирующих на дефицит питательных веществ. Создалось мнение, что этим можно обеспечить стабильное выращивание зерновых культур. Однако нельзя пренебрегать такими незаменимыми биогенными факторами плодородия, как бобовые травы в севооборотах, органические удобрения. Повышенным дозам минеральных удобрений сопутствовали снижение в почвах гумуса и прогрессирующее падение содержания кальция — «стража почв». Этот процесс сопровождался ингибированием микробиологической активности почв и уменьшением фиксации биогенного накопления азота.

Фермеры развитых стран начали обращать внимание на биологические факторы повышения почвенного плодородия (солома, навоз, сидераты, плодосмен). Это направление за рубежом получило название «органическое земледелие».

Теоретические принципы биологической системы земледелия разработаны в Англии и наиболее широко применяются в США. В нашей стране его основы были заложены В. В. Докучаевым и В. Р. Вильямсом.

Биологическое земледелие получает все более широкое развитие. Представители более 50 стран создали Международную федерацию движения за органическое земледелие. В США организована Ассоциация восстановительного земледелия. При правильном севообороте оно позволяет частично отказаться от пестицидов, не отрицая в принципе их использование в системе интегрированной защиты как санитарной меры. Меньшие урожаи компенсируются снижением затрат на химикаты и уменьшением ущерба от загрязнения сельскохозяйственной продукции и природной среды. Качество среды, восстановление нарушенных пищевых трофических цепей, усиление стабильности экосистем становятся важнейшими показателями ведения сельского хозяйства.

Однако в настоящее время возможность перехода на биологическую систему земледелия «в чистом виде» (как ее пропагандируют некоторые экологи) невелика. Увеличить урожайность сельскохозяйственных культур без применения минеральных удобрений, гербицидов и других средств защиты растений почти невозможно. Задача состоит в том, чтобы независимо от объемов их применения максимально использовать все биологические средства повышения плодородия почв и защиты растений.

Существенно снизить, а в некоторых случаях и полностью устранить многие отрицательные последствия химизации земледелия можно путем создания новых сбалансированных сложных удобрений, новых гербицидов и других химических веществ, безвредных для человека и окружающей среды. *

Для перевозки минеральных удобрений необходимо использовать вагоны и машины, пригодные для транспортировки зерна. Недопустимо оставлять минеральные удобрения под открытым небом. Для постоянного хранения необходимо иметь специальные склады, а для временного — навесы или другие укрытия.

При возделывании сельскохозяйственных культур надо резко сократить применение минеральных удобрений способом разбрасывания, при котором значительная часть их смывается и теряется. В регионах с промывным водным режимом не следует вносить легкорастворимые азотные и калийные удобрения осенью. Этим можно предотвратить их вымывание и загрязнение грунтовых вод.

Отрицательные последствия химизации, особенно высоких доз удобрений, существенно снижаются, а нередко и полностью устраняются при внесении навоза.

Необходимо определить техногенно-химическую нагрузку на экосистемы, учитывая адаптивный потенциал почв и растений. По расчетам агроэкологов, затраты невозобновляемой энергии в количестве 15 ГДж/га являются рубежом, за пределами которого наступает реальная опасность для экосистем.

Для поддержания бездефицитного баланса гумуса на черноземах и каштановых почвах необходимо в пятипольных севооборотах ежегодно вносить на одном из полей 30—50 т органических удобрений. В орошаемом земледелии восполнение потерь гумуса при внесении навоза составляет в разных хозяйствах от 50 до 80 % (в передовых хозяйствах до 100 %). В богарном земледелии этот показатель намного ниже, только в лучших хозяйствах он достигает 30—40 %.

Способы повышения экологической устойчивости агробиоценозов разнообразны. При их разработке необходимо учитывать использование и создание сортов, устойчивых к неблагоприятным факторам среды (морозы, засухи и др.), болезням и вредителям; соответствие выращиваемых культур почвенно-климатическим условиям; разнообразие видов и сортов в агробиоценозах и др.

Надо внедрять в производство умеренно продуктивные, но устойчивые к засухе сорта. Стремление повсеместно выращивать высокопродуктивные сорта, требовательные к условиям среды, необоснованно, так как не во все годы удается обеспечить растения необходимыми условиями произрастания (водой, пищей, теплом, светом) в требуемом количестве и сбалансированном виде во все фенофазы. Это доказала «зеленая революция» в Африке, Азии и Южной Америке. В США, где условия для земледелия значительно лучше, пошли по пути создания умеренно продуктивных, но устойчивых к засухе, вредителям и болезням сортов. Основной упор следует делать на селекцию именно таких, сравнительно нетребовательных сортов, обладающих высокой адаптивностью.

Ведение адаптивного природопользования по принципу: «каждому экотопу свой набор культур, свой севооборот и своя агротехника» особенно актуально для фермерских хозяйств. Здесь можно более гибко учитывать пестроту естественных экотопов.

Для гарантии экологического благополучия необходимо усилить экологические аспекты в использовании земли, ввести экономические санкции за снижение почвенного плодородия, перейтина адаптивно-ландшафтное земледелие, ввести методы стимулирования рационального землепользования.

В настоящее время происходят развитие теоретических и прикладных основ экологии, повышение уровня экологического самосознания людей. Есть надежда, что концепции экологизации сельского хозяйства будут реализованы в полном объеме, эффективность природоохранных мероприятий возрастет и человечество сумеет сохранить природу для себя и потомков.

Контрольные вопросы и задания

1. Какова сущность экологизации сельского хозяйства? 2. В чем заключается концепция устойчивого развития России? 3. Какова роль сельскохозяйственной экологии в производстве экологически чистых продуктов растениеводства и животноводства? 4. Каково значение мониторинга и экологической экспертизы в охране сельскохозяйственных экосистем от загрязнений? 5. Какова роль экономики в решении экологических проблем сельского хозяйства? 6. Расскажите о перспективах перевода сельского хозяйства на экологическую основу.