Новости
09.12.2016


08.12.2016


08.12.2016


08.12.2016


07.12.2016


15.12.2015

Уникальность сельскохозяйственного производства обусловлена тем, что здесь в качестве основного средства, предмета, а зачастую и продукта труда используют живые организмы, рост и развитие которых происходит в строгом соответствии с биологическими законами. Наиболее характерной особенностью культивируемых растений и других биологических компонентов агробиогеоценозов является способность к онтогенетической и филогенетической адаптации, т.е. приспособлению к варьирующим условиям внешней среды за счет модификационной и генотипической изменчивости.
Под биологизацией интенсификационных процессов в растениеводстве в широком смысле понимается более эффективное управление адаптивными реакциями основных биотических компонентов агробиоценозов и агроландшафтов с целью обеспечения их высокой продуктивности, экологической устойчивости, ре-сурсоэнергоэкономичности и рентабельности. За счет замены техногенных факторов интенсификации функционально адекватными биологическими сохраняется единство технологического процесса и переход к низкозатратным технологиям. Обеспечивая наиболее полную и эффективную утилизацию благоприятных факторов окружающей среды (естественных и антропогенных), а также ресурсоэкономное противостояние действию абиотических и биотических стрессоров, биологизация позволяет, в конечном счете, достичь высокой продуктивности, экологической устойчивости и безопасности, низкозатратности и рентабельности агроэкосистем. При этом интенсификационная роль биологизации проявляется в обеспечении более эффективного использования земельных и техногенных ресурсов, снижении удельных затрат и потерь минеральных удобрений, мелиорантов, пестицидов и др., а также в повышении КПД ФАР при формировании продукционных и средоулучшающих функций агрофитоценозов. Если учесть, что в энергобалансе техногенно-интенсивной агроэкосистемы на долю солнечной энергии приходится свыше 99% всей «работающей» на урожай энергии, стратегически важно интенсифицировать всю систему растениеводства в первую очередь в плане управления способностью агрофитоценозов наиболее эффективно использовать в течение вегетации именно этот поток. Иными словами, речь идет о приоритете совершенствования самой «зеленой машины» - растения и агрофитоценоза. Биологизация является и главным средством экологизации растениеводства, в основу которого положено не только эффективное управление адаптивными реакциями основных биологических компонентов агроэкосистем, но и более дифференцированное (высокоточное) использование природных, техногенных, экономических и трудовых ресурсов. Биологизация и экологизация сельского хозяйства - это одновременно и переход к региональной политике, региональной экономике, региональной науке. И наконец, биологизация - главный путь к эффективному использованию человеком неисчерпаемых и экологически безопасных ресурсов. Биологизация и экологизация растениеводства -это повышение не только продукционной, но и средоулучшающей (в т.ч. почвозащитной, почвоулучшающей, ресурсовосстанавливающей, фитосанитарной, фитомелиоративной, дизайно-эстетической) функции агроэкосистем и агроландшафтов. Особенно велика роль биологизации в обеспечении экологического равновесия и мелиорации используемых сельскохозяйственных угодий.
Известно, что до конца XVIII столетия в странах Западной Европы господствовало зерновое трехполье (пар - озимые - яровые), при котором урожайность пшеницы не превышала 7-8 ц/га. С переходом к плодосмену с его типичным норфолькским четырехпольем (клевер - озимая пшеница - пропашные - яровые зерновые с подсевом клевера) урожайность достигла 16-17 ц/га. При этом, согласно Д.Н. Прянишникову, продуктивность севооборота по пищевой и кормовой ценности увеличилась в 4 раза, а в случаях применения минеральных удобрений - в 8 раз. Огромную роль в развитии сельского хозяйства сыграли так называемые «пионер-культуры», в числе которых, например во Франции, были виноград и сахарная свекла, в России и Германии - сахарная свекла, картофель, клевер, люцерна. Эти культуры, считает И.Н. Клинген, «произвели настоящие перевороты в агрономическом строе и не менее глубокие изменения в социальном, организуя прочный сельскохозяйственный быт, обеспечивая верный доход...». В соответствии с учением В.Р. Вильямса, в нашей стране в 1930-1950 гг. были повсеместно введены многопольные полевые и кормовые севообороты с многолетними травами 2-3-летнего пользования. Однако травопольная система земледелия оказалась эффективной лишь в регионах с достаточным увлажнением.
И.Н. Клинген высоко оценивал роль полевого травосеяния в степях Восточной России, уделяя при этом особое внимание кострецу безостому, люцерне, степной тимофеевке, житняку и пр. Наилучшей комбинацией в этих условиях он считал возделывание многолетних бобовых (красный клевер, люцерна, эспарцет, донник белый и др.), а также соответствующей для каждого отдельного района группы злаковых трав (степная тимофеевка, кострец сибирский).
В настоящее время травосеяние по праву является основой биологизации растениеводства в неблагоприятных и экстремальных условиях внешней среды. Основные преимущества его широкого использования связаны с громадным видовым разнообразием (включая ксерофитные типы, бобовые травы, бобово-злаковые травосмеси и др.), противоэро-зионными возможностями соответствующих посевов, способностью обеспечивать высокую урожайность в северных широтах, а также в неблагоприятные по погодным условиям годы, низкой ресурсо-, энерго- и трудозатратностью. Особенно велика средоулучшающая роль многолетних трав, 55-65% биомассы которых поступает в почву с растительными остатками, оставляя в ней в 2,3-3,8 раза больше углерода, азота и зольных элементов по сравнению с пропашными растениями. Показано, что количество растительных остатков после многолетних трав в 2,5-3,5 раза больше, чем после зерновых культур, у которых оно составляет 25-30% от урожая зерна. При этом скорость минерализации растительных остатков зависит от соотношения в них N и С - чем выше доля азота, тем быстрее идет процесс. По содержанию азота растительные остатки культур снижаются в следующем порядке: многолетние бобовые > однолетние бобовые > корнеклубнеплоды > кукуруза > зерновые культуры.
Биологизация - это главный путь освоения новых территорий для сельскохозяйственного использования. Известно, например, что основными осушителями и мелиораторами в польдерах Нидерландов выступают тростник, люцерна и ячмень. Миллионы гектаров кислых почв в Бразилии и песков в Саудовской Аравии используют благодаря возделыванию новых культур и сортов. Вся история «осеверения» земледелия в России также базируется, в первую очередь, на биологизации. Более того, биологизацию следует, на наш взгляд, рассматривать в качестве основного фактора расширенного воспроизводства плодородия почвы, причем используемого в качестве не дополнительного, а основного приема, т.е. главной составляющей технологии, севооборота, систем земледелия и ведения сельского хозяйства. Особую средоулучшающую (противоэрозионную, фитосанитарную и почвоулучшающую) роль при этом в полевых севооборотах играют кормовые культуры. Например, зернобобовые и бобовые виды растений способны улучшать физические, химические и биогенные свойства почвы, накапливая при этом на каждом гектаре соответственно 50-110 и 180-240 кг биологического азота. В стеблях и корневых остатках люпина содержится 500-540 кг/га азота, кормовых бобов - 377, гороха - 330, чины - 294, яровой вики -275 кг/га, что указывает на широкие возможности использования этих культур в качестве зеленых удобрений. В случае же получения урожая, количество биологического азота, оставляемого на полях, составляет для люпина - 157 кг/га, кормовых бобов, вики, нута, сои - около 90, гороха, чечевицы - 70 кг/га. И хотя урожайность однолетних зернобобовых культур в период 1980-1995 гг. росла медленно (с 6,7 до 8,5 ц/га), площадь их посевов за этот же период увеличилась в мире с 60 до 70 млн га. Особое внимание уделяется люцерне, способной накапливать до 300 кг/га азота. Так, из 37 млн га, занимаемых этой культурой, свыше 30% приходится на долю США.
Для многих регионов России разработана система биологизированных севооборотов с высоким насыщением их бобовыми культурами, обеспечивающими продуктивность пашни даже в условиях Предуралья не менее 3-4 тыс. к. ед/га (при обычных 0,7-1,0 тыс.). Возделывание здесь многолетних бобовых трав в качестве сидератов не только повышает плодородие почвы, но и снижает засоренность полей, а также распространение болезней и вредителей. Причем использование многолетнего люпина и донника в качестве сидератов позволяет пополнить запас органики на 3-8 т/га сухого вещества, включая 150-200 кг/га азота.
Одна из задач биологизации - обеспечить наибольшее как естественное, так и эффективное плодородие почвы. Известно, что при непрерывном (начиная с 1841 г.) возделывании пшеницы без внесения удобрений на полях Ротамстедской опытной станции, существенное снижение урожая наблюдалось лишь в течение первых двух десятилетий, после чего урожайность стабилизировалась на уровне 8 ц/га (против 29 ц/га на удобренных участках). Считается, что этот показатель и характеризует естественное плодородие данной почвы, которое, кстати, отражает и дифференциальную земельную ренту для данной культуры (дающей наибольшую прибыль в течение многих лет!). В то же время за счет подбора культур и сортов можно существенно повысить как естественное, так и эффективное плодородие. Особую роль в первом случае играют бобовые и зернобобовые культуры, способные к биологической фиксации атмосферного азота, а также культуры, лучше использующие труднодоступные элементы минерального питания и влагу, накапливая больше органической массы в почве. Для эффективного плодородия особенно важны культуры и сорта, характеризующиеся наибольшими коэффициентами ресурсной и энергетической эффективности (Крэ и Кээ).
На наш взгляд, научно и практически несостоятельны попытки отдельных авторов противопоставить процессы техногенной и биологической интенсификации растениеводства. Очевидно, что без последней, т.е. без использования адаптивных особенностей культур и сортов, а также соответствующих конструкций агроценозов, практически невозможно обеспечить эффективное применение сельскохозяйственной техники, минеральных удобрений, мелиорантов, поливной воды и пр. Так, широко известна разная способность некоторых видов и сортов поглощать труднодоступные и глубоко расположенные элементы питания. Показано, например, что при длительном применении удобрений происходит существенное повышение подвижных фосфатов в слое 40-60 см, а также подвижного алюминия в слое 60-80 см дерново-подзолистой почвы. Поэтому в селекции и агротехнике важно учитывать как адаптивные особенности культур и сортов, так и неодинаковые функции почв и их генетических горизонтов в формировании питательного, водного и воздушного режимов. К примеру, картофель выносит значительно больше калия, чем пшеница; ячмень характеризуется более высокой потребностью в фосфоре и калии, чем овес; люцерна отличается повышенной потребностью в кальции, а гречиха, лучше утилизируя труднодоступные элементы, истощает почву значительно сильнее зерновых культур. Если гречиха и яровые зерновые являются культурами с коротким периодом поглощения питательных веществ и требуют применения быстродействующих удобрений, то озимые зерновые для образования единицы сухого вещества нуждаются в меньшем количестве N. Р, К. Считается, что запасы доступного фосфора в почве обычно используются во время роста растений на 5-15%, а запасы подвижного калия - на 10-30%. Заметим, что фосфор, как и любой другой биофильный элемент, относится к числу циклических, резервы которого сосредоточены в минералах земной коры.
Взаимосвязь процессов техногенной и биологической интенсификации проявляется и в том, что широкое применение высоких доз азотных удобрений, загущение посевов, орошение и другие техногенные факторы, направленные на обеспечение высокой урожайности, как правило, существенно снижают устойчивость агроценозов к действию абиотических и биотических стрессоров. Причем высокоурожайные сорта и гибриды более чувствительны к абиотическим и биотическим стрессорам, им обычно свойственна большая амплитуда ежегодных колебаний величины и качества урожая. В то же время нет обязательного (абсолютного) антагонизма (по крайней мере в некоторых пределах) между экологической устойчивостью и высокой урожайностью, хотя чем выше потенциальная урожайность сорта, тем более важную роль в ее реализации играет его экологическая устойчивость, а также адаптивное размещение во времени и пространстве (районирование). В условиях достижения экологических и экономических порогов техногенного насыщения современных агроценозов роль и возможности биологизации интенсификационных процессов в растениеводстве становятся первостепенными. Это связано с тем, что принципиально новые возможности биологизации растениеводства открываются на основе использования эколого-генетических закономерностей, суть которых состоит в том, что показатели величины и качества урожая зависят от разных генетических детерминантов и, по крайней мере в определенных пределах, могут быть объединены. Разумеется, необходимо считаться и с отрицательными корреляциями между разными хозяйственно ценными признаками. Так, между увеличением массы корневой системы и содержанием сахара в корнеплодах сахарной свеклы существует именно такая зависимость.
Биологизация предполагает качественно новый подход к мобилизации растительных ресурсов (их сохранению, сбору и использованию), который учитывает не только эволюционную динамичность генотипического состава генофонда, но и биосферную роль агроландшафтов. Очевидно, что видовое разнообразие, обеспечиваемое за счет подбора культур и сортов-взаимострахователей, непосредственно связано с их экологической устойчивостью. Хотя и неизвестно, до какой степени указанная связь является причинно-следственной, в любом случае большее генотипическое разнообразие - это больше вариантов симбиоза, возможностей для функционирования обратных отрицательных связей и т.д. Однако влияние биологического разнообразия на продуктивность и устойчивость агроэкосистемы достигается за счет разных структур и механизмов. Поэтому важно обеспечить разнообразие не только таксономическое, но и адаптивное (фенология, экологическая устойчивость, сезонная, ярусная, функциональная комплементарность, способность смешанных ценозов к саморегуляции и т.д.).
Поскольку биологические по своей природе процессы возделывания сельскохозяйственных культур и выращивания животных по сравнению с промышленным производством не поддаются расчленению на отдельные операции, возникает непрерывность и строгая последовательность биологических и производственных циклов, а также большая зависимость конечных результатов от качества предыдущих процессов и этапов. Вот почему в варьирующих условиях внешней среды агробиогеоценозы и агроландшафты должны находиться в состоянии непрерывной адаптации, т.е. постоянного функционирования гомеостатических механизмов и структур на всех уровнях организации. Иными словами, сущность адаптивной интенсификации растениеводства заключается в сохранении и даже усилении способности агроэкосистем к непрерывному адаптивному реагированию и изменению своей структуры (непрерывной адаптации) в ответ на действие факторов внешней среды как природных (климат, погода, почва), так и антропогенных. Причем адаптивное реагирование должно обеспечиваться на всех уровнях - организменном, популяционно-видовом, биогеоценотическом, агроэкосистемном, агроландшафтном и даже биосферном. При этом стратегии природы и растениеводства «не расходятся», а совпадают, более того, дополняют друг друга, поскольку сельскохозяйственное производство рассматривается в качестве составной части долговременного природопользования, в котором продукционные, природоохранные и средоулучшающие функции агроэкосистем считаются одинаково важными.
Однако следует учитывать и возможные негативные последствия биологических факторов. Так, широко известны такие эффекты, как люцерно- и клевероутомление почвы, что связано с появлением бактериофагов, поражающих клубеньковые бактерии. Согласно имеющимся расчетам, перевод сельского хозяйства США на биологическое земледелие привел бы к снижению урожайности пшеницы на 4СМ14%, сои - на 30-38, хлопчатника - на 13-33, плодовых культур - на 40%. Причем главная причина такой ситуации обусловлена тем, что в земледелии достичь бездефицитного баланса фосфора и калия за счет самообеспечения невозможно. Кроме того, отказ от применения пестицидов вызовет негативные экономические и социальные последствия.
В настоящее время к числу известных и наиболее важных подходов в сельском хозяйстве, обеспечивающих его адаптацию как к благоприятным, так и неблагоприятным почвенно-климатическим и погодным условиям, относятся:
- агроэкологическое макро-, мезо- и микрорайонирование территории, базирующееся на размещении сельскохозяйственных культур по принципу наиболее эффективного использования благоприятных факторов природной среды и избежания действия абиотических и биотических стрессоров;
- поддержание и даже увеличение видового и сортового разнообразия в агроэкосистемах (как уже отмечалось, переход от трехпольного севооборота к плодосменному в XIX в. позволил европейским странам не только повысить урожайность зерновых с 7-8 до 14-16 ц/га, но и существенно увеличить устойчивость растениеводства к неблагоприятным погодным факторам);
- подбор культур и сортов по принципу взаимострахования и биокомпенсации (сезонной, географической);
- использование многовидовых и многосортовых посевов (особенно в кормопроизводстве, где фенотипической выравненностью агрофитоценозов можно пренебречь);
- создание сортов и гибридов, сочетающих высокую потенциальную урожайность с экологической устойчивостью и средоулучшающими функциями;
- использование адаптированных к местным условиям способов обработки почвы, чередования культур в севообороте, оптимальных сроков и доз внесения органических и минеральных удобрений и т.д.
В соответствии с общей концепцией адаптивного развития АПК, повышение его устойчивости к неблагоприятным условиям внешней среды должно достигаться, в первую очередь, за счет более полного и комплексного использования имеющихся природных, техногенных, биологических и трудовых ресурсов, широкого вовлечения в интенсификационные процессы качественно новых факторов. При этом адаптивная стратегия интенсификации сельского хозяйства ориентирована как на удовлетворение всевозрастающих потребностей населения в продуктах питания, а промышленности - в сырье, так и на адаптивную интеграцию АПК в систему рационального природопользования. А это, в свою очередь, означает, что вся система сельскохозяйственного производства должна отвечать требованиям ландшафто- и биосферосовместимости, при которых увеличение производства сельскохозяйственной продукции, формирование производственной и социальной инфраструктуры АПК основываются на адаптивном «встраивании» агроэкосистем и агросферы не только в природные ландшафты, но и в биосферу в целом. Таким образом, адаптивно-ландшафтный подход к сельскохозяйственному природопользованию выступает в качестве составной части адаптивно-биосферного.
Исходя из общей концепции стратегии адаптивной интенсификации АПК, а также учитывая главные причины его кризисного состояния в России, в число первоочередных задач должны быть включены:
1. Адаптивное агроэкологическое макро-, мезо- и микрорайонирование территории, базирующееся на адаптивном меж- и внутрихозяйственном землеустройстве, адаптивной оптимизации региональной структуры растениеводства, животноводства и социально-производственной инфраструктуры АПК.
2. Обеспечение эколого-генетической безопасности, устойчивости и экономической эффективности функционирования агроэкосистем и агроландшафтов.
3. Конструирование высокопродуктивных и экологически устойчивых агроландшафтов; повышение продукционного потенциала и расширение средоулучшающих функций агроэкосистем с учетом возможностей более полного и эффективного использования «даровых сил» природы и возобновляемых ресурсов.
4. Выбор оптимальных путей сопряжения адаптивной интенсификации АПК с социально-экономическим развитием общества, их взаимной адаптацией и коэволюцией (в местном, региональном и мировом масштабах).
5. Разработка адаптивно-ландшафтных схем и форм расселения жителей сельской местности с целью обеспечения высокого «качества их жизни» и сохранения здоровой «среды обитания» в долговременной перспективе.
6. Создание компьютерных баз данных и информационных технологий (ретроспективных, текущих, прогнозных, нормативно-справочных, экспертных, экстраполятивных, картографических) адаптивной интенсификации АПК с различной степенью территориального разрешения, интегративности и пространственно-временного соподчинения.
Очевидно, что любая новая стратегия развития сельского хозяйства должна быть экономически оправдана, экологически безопасна и социально приемлема в краткосрочной и долговременной перспективе. Практическая реализация этих принципов требует прежде всего более эффективного использования возобновляемых ресурсов и «даровых сил природы», что, собственно, и соответствует самой сути растениеводства. Именно принципиально разное отношение к ресурсному, в т.ч. энергетическому обеспечению продукционного и средообразующего процессов в агрофитоценозах и составляет суть одного из главных различий между адаптивно-интенсивной и преимущественно техногенно-интенсивной стратегиями интенсификации сельского хозяйства.
Ранее уже отмечалось, что вся история развития сельского хозяйства является, по существу, историей повышения его адаптивности, поскольку функционирование основных средств сельскохозяйственного производства - растений и животных (их рост, развитие, воспроизводство) - подчинено общебиологическим законам, а в основе продуктивности агробиогеоценозов лежат свободно протекающие процессы утилизации неисчерпаемых и экологически безопасных ресурсов природной среды. Причем использование биологических факторов интенсификации имеет не только экологический, но, в большинстве случаев, и экономический приоритет. И чем хуже почвенноклиматические и погодные условия, чем уязвимее природная среда и ниже пороги предельной антропогенной нагрузки, тем важнее роль биологизации продукционного и средоулучшающего процессов. За счет биологизации удается уменьшить зависимость агроэкосистем от нерегулируемых факторов внешней среды (морозов, заморозков, засух и суховеев и др.), повысить качество сельскохозяйственной продукции, снизить затраты антропогенной энергии на ее производство, транспортировку, хранение и переработку.
Повышение устойчивости агроэкосистем к действию абиотических и биотических стрессоров на основе биологизации важно и потому, что возможности техногенной оптимизации факторов внешней среды даже в интенсивных агроэкосистемах весьма ограничены, а по ряду параметров исчерпаны или исключены вовсе. Поэтому обеспечение постоянного роста величины и качества урожая сельскохозяйственных культур связано с повышением экологической устойчивости самих культивируемых видов за счет селекции и агротехники, подбора культур и сортов-взаимострахователей, их адаптивного макро-, мезо- и микрорайонирования, увеличения видового и сортового разнообразия агроэкосистем, использования адаптивной, включая гибкую, структуры посевных площадей, конструирования экологически устойчивых агроландшафтов и т.д. Заметим, что из всей площади обрабатываемых в настоящее время в сельском хозяйстве мира земель (4,7 млрд га сельскохозяйственных угодий, в т.ч. 1,37 млрд га пашни) большая часть (около 76%) подвержена температурному, водному и минеральному стрессу, а из общих потерь в экономике России и США, обусловленных неблагоприятными климатическими и погодными условиями, около 70% приходится на сельскохозяйственное производство.
Биологическая составляющая в повышении величины и качества урожая, а также зависимость от нее эффективности применения техногенных факторов в обозримом будущем будет возрастать по следующим причинам:
- необходимость перехода к ресурсоэнергоэкономным и экологически безопасным технологиям во всех сферах производственной деятельности человека и, в первую очередь, в области сельского хозяйства (смена парадигм в сельскохозяйственном природопользовании);
- биологизация и экологизация интенсификационных процессов в сельском хозяйстве лежат в основе роста его ресурсоэнергоэкономичности, природоохранности, экологической устойчивости, социально-экономической достаточности и рентабельности;
- во многих странах мира уже достигнуты пороги экологически допустимой антропогенной нагрузки в сельскохозяйственных угодьях;
- к концу XX столетия уменьшились темпы роста урожайности и валовых сборов пшеницы, кукурузы и риса, что создает реальную угрозу продовольственной безопасности населению мира;
- обеспечение устойчивости роста величины и качества урожая в зонах умеренного и сурового климата все в большей степени лимитирует не только и даже не столько уровень техногенной оснащенности хозяйств, сколько нерегулируемые факторы внешней среды (короткий вегетационный период, низкие температуры, почвенная и воздушная засуха и пр.), избежать действия которых возможно только за счет создания экологически устойчивых сортов и гибридов («генотип доминирует над средой»);
- абсолютно неустранимые особенности сельскохозяйственного производства обусловливают тесное переплетение действия природных, техногенных, биологических и социально-экономических факторов, а также необходимость управления свободно протекающими в почве и растениях (агробиогеоценозах) процессами в соответствии с биологическими законами;
- важность повышения не только продукционных, но и средоулучшающих (почвозащитных, почвоулучшающих, фитомелиоративных, фитосанитарных, дизайно-эстетических и др.), а также ресурсовосстанавливающих свойств культивируемых видов и сортов растений, агроландшафтов и агроэкосистем;
- только сочетание высокой потенциальной продуктивности и экологической устойчивости сортов и агроценозов может обеспечить рентабельность применения высоких доз минеральных удобрений и пестицидов, мелиорантов, орошения, дорогостоящей техники, а также возделывания культур при низкозатратных технологиях (Кээ, Крэ). Поэтому рост адаптивности сортов и гибридов, как и систем земледелия в целом, положено в основу общенациональных Программ долговременного развития агропромышленного комплекса в большинстве стран мира;
- по важнейшим культурам достигнуты предельные (до 50-80%) индексы урожая, а увеличение эффективности чистого фотосинтеза и коэффициента биоконверсии (более эффективная утилизация ФАР, снижение энергетических затрат первичных ассимилятов на защитнокомпенсаторные реакции, а также синтез белков, жиров, углеводов и т.д.) становится основополагающим;
- конструирования агроэкосистем и агроландшафтов по принципам:
а) интегративности и иерархической устойчивости биологических сообществ, в соответствии с которыми стабилизация нижнего уровня агробиогеоценоза не может быть обеспечена в случае неустойчивости уровней, расположенных иерархически выше (агроэкологическое макро-, мезо-, микрорайонирование, оптимизация соотношения пашни, луга, леса, водоемов);
б) сохранения, а также создания новых структур и механизмов биоценотической саморегуляции, подбора культур и сортов по принципу асинхронности сезонных циклов их фитосинтетической и общебиологической активности, биологической взаимодополняемости и биокомпенсации (смешанные, повторные, подпокровные и другие посевы; культуры и сорта-взаимострахователи и пр.);
в) большего загущения с целью повышения фото синтетической производительности, роста генотипической гетерогенности, лучшего микрофитоклимата, насыщения севооборотов бобовыми и зернобобовыми культурами;
г) увеличения степени замкнутости биогеохимических циклов в агробиогеоценозах и агроландшафтах, а следовательно, эффективности их ресурсоэнергетической и рекреационной безопасности;
д) перехода к рациональным севооборотам («здоровый севооборот -здоровая экономика»), увеличения площади зернобобовых культур и многолетних бобовых трав, широкого использования зеленых удобрений и сидератов, пожнивных и подпокровных посевов и др.;
- расширения масштабов адаптивной системы селекции растений на основе селекционно-семеноводческих программ, базирующихся на создании многоэшелонированной системы семеноводства, позволяющей за счет разнообразия сортов и гибридов обеспечить адаптацию к погодным флуктуациям, конъюнктуре рынка, разному экономическому уровню и формам организации хозяйств и т.д.;
- обеспечения путем селекции технологической и потребительской диверсификации, т.е. увеличение ассортимента продукции, получаемой из наиболее приспособленных к местным условиям видов и сортов культурных растений, а также повышение темпов роста урожайности и валовых сборов пшеницы, кукурузы и риса;
- в связи с изменением климата всевозрастающую роль в повышении преадаптивности агроэкосистем и агроландшафтов (способность противостоять экстремальным факторам и эффективно утилизировать благоприятные) будут играть их конструктивные и приспособительные особенности.
Кроме того, поскольку доля сельскохозяйственных угодий, расположенных в менее благоприятных по почвенно-климатическим и погодным условиям землях, возрастет с 40 до 55-60%, существенно снизится эффективность применения техногенных факторов. Показано, например, что увеличение засушливости территории на 10% уменьшает эффективность минеральных удобрений в среднем на 15%. С учетом возможных сценариев глобального и локального изменения климата в различных регионах, а также ограниченных возможностей техногенной регуляции продукционных процессов в агрофитоценозах, всевозрастающее значение в повышении их преадаптивности будут иметь конститутивные и приспособительные особенности видов и сортов растений. В этой связи особенно велика роль селекции на повышение их потенциальной урожайности, а также использование систем земледелия и технологий возделывания, адаптированных к биологическим особенностям культур и сортов, к местным почвенно-климатическим и погодным условиям, формам организации труда и экономическим требованиям. Одновременно растения во все большем масштабе утилизируют в качестве возобновляемых ресурсов, в т.ч. энергии (биодизельное топливо, смазочные материалы и пр.). Так, производство озимого рапса может обеспечивать соотношение расхода и выхода энергии 1:5. Благодаря выдающимся успехам в области общей и молекулярной биологии (генетики, физиологии, биохимии и др.) возможности управления наследственностью организмов значительно возросли, что открывает новые перспективы в биологизации и экологизации интенсификационных процессов в растениеводстве на основе адаптивной системы селекции.
Если иметь в виду, что целесообразность применения тех или иных факторов химико-техногенной интенсификации растениеводства (минеральных удобрений, пестицидов, мелиорантов и пр.) в большинстве стран мира определяется стремлением обеспечить не максимальную урожайность, а окупаемость соответствующей прибавки урожая и, следовательно, наибольшую рентабельность и чистую прибыль, то замена техногенных факторов функционально эквивалентными биологическими в этом плане может быть вполне оправдана. Именно биологизация и экологизация интенсификационных процессов в растениеводстве является, в конечном счете, главным условием реализации дифференциальной земельной ренты I и II, поскольку лишь при адаптивном размещении культивируемых видов и сортов, их оптимальном соотношении и постоянном селекционном улучшении может быть обеспечено получение большей прибыли с данного участка земли.
По мере уменьшения государственных дотаций на производство сельскохозяйственной продукции и ужесточения требований к экологической безопасности (а именно такая ориентация характерна для большинства промышленно развитых стран) масштабы биологизации и экологизации интенсификационных процессов в растениеводстве будут постоянно возрастать. Можно с уверенностью считать, что эра повышения урожайности сельскохозяйственных культур за счет постоянного наращивания доз минеральных удобрений и пестицидов, а следовательно, и экспоненциального роста затрат невосполнимой энергии и ресурсов навсегда осталась в прошлом, а XXI в. для сельского хозяйства будет веком всепроникающей биологизации и экологизации в мировом и локальном масштабах.
Очевидно, что системы растениеводства и земледелия, ориентирующие на биологизацию и экологизацию интенсификационных процессов, по своему содержанию, критериям и подходам будут значительно более наукоемкими по сравнению с преимущественно химико-техногенными. В этой связи, как уже отмечалось, заслуживает внимания пересмотр и наиболее распространенной трактовки понятия «интенсификация», в котором обычно делается упор на «увеличение вложений и затрат материальных ресурсов на единицу земельной площади», тогда как наиболее интенсифицирующие продукционный и средоулучшающий процессы в агроэкосистемах биологические факторы, включая использование новых сортов и гибридов, конструирование адаптивных агроэкосистем и агроландшафтов, сохранение и создание новых структур и механизмов биоценотической регуляции и многие другие, способные существенно увеличить продуктивность и рентабельность сельского хозяйства, нередко отодвигаются на второй план.
Таким образом, биологизация - это наиболее всепроникающий и перспективный путь эффективного использования природных и техногенных ресурсов, повышения продуктивности и устойчивости агроэкосистем к действию абиотических и биотических стрессоров; это путь наиболее ресурсоэнергоэкономного и экономически оправданного освоения новых земель (осушение морских территорий, осеверение, освоение аридных зон, пустынь и т.д.), снижения затрат ископаемой энергии и ресурсов на каждую дополнительную единицу урожая (соле-и засухоустойчивость, морозо- и зимоустойчивость, устойчивость к болезням и вредителям, способность к азотфиксации), создания безотходных технологий и обеспечения экологической безопасности. Это путь к большей механизации ручного труда, расширенному воспроизводству плодородия почвы, повышению надежности сельскохозяйственного производства (географическая и сезонная биокомпенсация), его низкозатратности, конкурентоспособности и рентабельности. Наконец - это путь к лучшей пище, среде обитания и качеству жизни в целом.