Новости
13.08.2018


13.08.2018


10.08.2018


09.08.2018


08.08.2018


08.08.2018


07.08.2018


03.08.2018


02.08.2018


01.08.2018


01.08.2018


01.08.2018


30.07.2018


30.07.2018


26.07.2018


18.07.2018


17.07.2018


17.07.2018


17.07.2018


14.07.2018


14.07.2018


14.07.2018


14.07.2018


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.