Новости
08.12.2016


08.12.2016


08.12.2016


07.12.2016


07.12.2016


17.12.2015

В земледелии севооборот традиционно рассматривается как важнейшее средство не только восстановления и поддержания плодородия почвы, но и борьбы с сорняками, возбудителями болезней (грибными, бактериальными) и вредителями. «Землеустройство, - подчеркивал П.Н. Першин, - есть приспособление территории для хозяйственного использования «сил природы». К сожалению, с переходом к преимущественно химико-техногенной системе интенсификации земледелия сложилось убеждение, что использование многовидовых севооборотов и средоулучшающих возможностей культивируемых растений присуще лишь экстенсивному способу ведения сельского хозяйства и соответствующим системам земледелия. Между тем негативная роль сокращения видового разнообразия агроэкосистем и перехода к монокультуре в земледелии известна уже давно. Еще в начале XX в. экспериментально было показано, что истощение почвы при монокультуре связано с выделением некоторыми видами растений в почву ингибиторов роста. Поэтому такие культуры, как клевер, лен, мангольд и др., в непрерывных посевах вообще перестают давать урожай. При этом «клевероутомление» обусловлено изофлавоноидами, компоненты разложения которых чрезвычайно токсичны по отношению к проросткам красного клевера (Trifolium pratense). При выращивании в монокультуре клевера египетского (александрийского) (71 alexandrinum) его корневые выделения снижают численность микроорганизмов, способствующих усвоению фосфора, а «почвоутомление» не снимается даже применением удобрений. По оценкам ФАО, именно «почвоутомление», охватывающее в настоящее время около 1250 млн га сельскохозяйственных угодий, является основной причиной потери 25% мирового урожая.
В условиях монокультуры резко ухудшается фитосанитарное состояние посевов, особенно из-за массового их поражения почвенными патогенами. Так, поражаемость посевов пшеницы корневыми гнилями в Германии в условиях монокультуры достигает 70%. Хотя бессменная культура, например, зерновых и возможна, однако лишь при условии внесения высоких доз органических удобрений, минерального азота и фунгицидов, использовании сидератов и глубокой вспашки. При насыщении севооборотов однотипными культурами (зерновыми колосовыми, сахарной свеклой и др.) потери урожая из-за поражения посевов болезнями, вредителями и сорняками нередко составляют 40-70%.
Как уже отмечалось, переход от зернового трехполья к плодосмену позволил европейским странам уже к концу XIX в. повысить урожайность зерновых культур с 7-8 до 16-17 ц/га. Причем удвоение урожайности произошло не за счет широкого применения минеральных удобрений и пестицидов (и это обстоятельство мы хотим подчеркнуть особо), а благодаря включению в севооборот значительно большего числа культур (особенно бобовых и злаковых однолетних и многолетних трав), способных обеспечить улучшение физических, химических и фитосанитарных свойств почвы. Об этом же свидетельствуют и данные Ротамстедской опытной станции, где урожайность озимой пшеницы, ржи и овса по сравнению с бессменными посевами повышалась только за счет севооборота (без применения удобрений) в 1,5-2 раза. И хотя в случае использования минеральных удобрений урожайность увеличивалась в 3,5 раза, энергетическая (так же, как и экологическая) «цена» этой прибавки была несравненно выше.
Если при монокультуре неизбежно одностороннее использование элементов минерального питания, то при правильном чередовании культивируемых видов растений в продукционный процесс вовлекаются элементы питания, в т.ч. труднодоступные, разных горизонтов почвы. Установлено, что посевы бобово-злаковых смесей (клевера с тимофеевкой) более равномерно используют всю толщу почвы и подпочвы, а люпин и гречиха значительно повышают растворимость фосфоритов. Особенно важна роль предшественников на бедных почвах. «Любое агротехническое мероприятие, - писал еще в 1837 г. М.Г. Павлов, - более эффективно при плодосмене, чем при бессменном посеве». В многочисленных опытах показано, что только за счет возделывания клевера запасы фиксированного азота в почве за два года могут увеличиться на 160-180 кг/га, люцерны - на 250-300, люпина - на 240, донника - на 150, гороха, вики, сои, фасоли - на 87-97 кг/га. «Едва ли в истории найдется много других открытий, - считал К.А. Тимирязев, - которые были бы таким благодеянием для человечества, как включение клевера и вообще бобовых растений в севооборот, так поразительно увеличивших производительность труда земледельца».
Использование в севооборотах рапса, овса, люпина, многолетних бобовых трав позволяет улучшить фитосанитарное состояние посевов и, в частности, значительно снизить поражение зерновых колосовых культур корневыми фузариозными гнилями. Корневые выделения ряда культур оказываются токсичными для нематод, проволочников и других вредителей. При возделывании многолетних культур для борьбы с фитонематодами используется естественная супрессивность почвы, обеспечивающая развитие полезной (ингибирующей, конкурентной, антипатогенной) микрофлоры.
Известно, что в нашей стране еще в 1930-е гг. был осуществлен переход к крупномасштабным севооборотам, видовая структура которых формировалась, в первую очередь, на основе «централизованно установленных объемов государственных закупок сельскохозяйственных продуктов и сырья», что значительно уменьшало, а нередко и исключало возможность реализации вышеуказанных агробиологических и агроэкологических функций севооборота. При крупномасштабном землеустройстве севооборот и даже одно поле в условиях пересеченного рельефа нередко занимают несколько базисных поверхностей. Неизбежным результатом такого «уравнительного» землепользования оказываются: значительное повышение вариабельности величины и качества урожая, особенно в неблагоприятных погодных условиях; переход очаговых поражений растений болезнями и вредителями к сплошному; снижение эффективности использования техногенных средств, а также почвозащитных, почвоулучшающих и фитосанитарных функций севооборота; значительное усиление процессов разрушения и загрязнения природной среды и пр.
На крупномасштабных полях (100-500 га и более) создаются идеальные условия для самоускорения процессов водной и ветровой эрозии, значительно снижается противоэрозионная роль лесополос. Причем, чем выше крутизна и протяженность склона, тем большей кинетической энергией обладает движущийся слой воды (плоскостная эрозия), тем быстрее эродирует поверхностный, самый плодородный слой почвы. На равнинных территориях крупномасштабные поля способствуют лавинообразному характеру ветровой эрозии, переходящей в пыльные бури. Однообразие агротехнического фона на больших массивах однотипных культур значительно усиливает опасность массового размножения вредных видов (вирусов, нематод, грибов, вредителей), а также появления их более агрессивных форм, вследствие лучших условий для распространения грибной и вирусной инфекции, миграции насекомых, механического переноса семян сорняков, селективного действия факторов естественного движущего отбора, проявления эффекта «пестицидного бумеранга».
Даже при среднестатистически благоприятной структуре посевных площадей (на уровне хозяйств, районов и зон) крупномасштабная организация землеустройства, включая выделение полевых и кормовых севооборотов, приводит в действительности к неадаптивному размещению сельскохозяйственных культур на конкретных массивах земель. При этом, как справедливо считает Федосеева, средние статистические показатели (доля многолетних трав, зернобобовых культур и пр.) по району, области, краю лишь затушевывают реальную неадаптивность землеустройства и землепользования. Неслучайно при общем соответствии областной или краевой видовой структуры посевных площадей рекомендациям сельскохозяйственных научных центров, масштабы водной и ветровой эрозии почвы, вариабельность величины и качества урожая по годам, поражение посевов вредителями, болезнями и сорняками, низкая эффективность применения удобрений, известковых материалов и других техногенных факторов во многих регионах не уменьшаются, а продолжают возрастать.
Деформация адаптивно-дифференцированного землепользования в хозяйствах во многом также связана с созданием крупных животноводческих комплексов, потребовавших в 1970-х гг. организации специализированных кормовых севооборотов на прилегающих к фермам землях. В результате такой территориальной концентрации кормовых культур резко снизилась почвозащитная, почвоулучшающая и фитосанитарная роль полевых севооборотов (обеднение видовой структуры, в т.ч. за счет многолетних бобовых трав, а также культур-фитосанитаров и почвоулучшателей, насыщение зерновыми и пропашными культурами, снижение доли промежуточных посевов, сидератов и т.д.). В этих условиях значительно уменьшилась и экономически оправданная возможность внесения навоза на отдаленные поля.
Очевидно, что переход к адаптивной системе ведения сельского хозяйства на основе более дифференцированного землепользования и формирования «здоровых» севооборотов тесно связан с повышением адаптивности и животноводства в плане большей приспособленности его видовой и породной структуры, а также систем содержания к местным почвенно-климатическим и погодным условиям и соответствующей кормовой базе. Именно последние, в конечном счете, и определяют экономически и организационно наиболее эффективный тип кормления («сенный» или «концентратный»), а также способ содержания животных (пастбищный, стойловый и пр.). Таким образом, возможности повышения адаптивности растениеводства и животноводства оказываются взаимообусловленными, и только при их одновременной реализации система землепользования на уровне отдельных хозяйств и регионов может стать достаточно эффективной.
Переход к адаптивному землеустройству базируется на дифференцированном размещении культивируемых видов и сортов в агроландшафтах с учетом соответствующих градиентов характеристик почвенного покрова, водного, температурного, пищевого, ветрового и других режимов. При этом за счет адаптивного подбора культур и схем их чередования ставится задача усилить не только продукционную, но и средообразующую (противоэрозионную, почвоулучшающую, фитосанитарную), а также ресурсоэнергосберегающую функцию севооборота. Для адаптивного землеустройства и севооборотов характерна также возможность адаптивного реагирования на реально складывающуюся ситуацию (условия погоды, конъюнктуру хозяйств рыночного спроса, уровень техногенной оснащенности и дотационности хозяйств и др.), т.е. пространственная и временная гибкость границ полей, набора и схем чередования культур, технологий их возделывания, способов обработки почвы и т.д. Одновременно предусматривается возможность чередования полевого периода севооборота с травопольным, сочетания полевых и кормовых, покровных и пожнивных культур, их контурно-полосное, кулисно-буферное и другие конфигурации размещения (табл. 5.11).

Роль адаптивных и адаптирующих особенностей культивируемых видов растений в системе сельскохозяйственного природопользования

Рассматривая землеустройство и схемы чередования культур в севооборотах в качестве важнейшего средства территориальной дифференциации землепользования на принципах адаптивности, следует особо учитывать и специфику средообразующих возможностей разных видов растений в плане фитомелиорации земель (рассоления, осушения и пр.), предотвращения водной и ветровой эрозии почвы, повышения ее плодородия, биогенности и биоэнергетической емкости, борьбы с опустыниванием (путем восстановления природных сообществ) и заболачиванием, снижения уровня загрязнения почвы тяжелыми металлами и радионуклидами за счет возделывания культур-накопителей и т.д. В адаптивном земледелии особенно велика фитосанитарная роль севооборотов, которая существенно зависит от правильного подбора предшественников, т.е. набора и чередования культур, а также уровня плодородия почвы и особенностей агротехники. Так, при низком содержании органического вещества в почве уменьшается активность антагонистов почвенных патогенов, а следовательно, и фитосанитарная роль самого севооборота. Поэтому, чем ниже плодородие почв (кислые, засоленные, солонцеватые и др.), чем хуже климатические и погодные условия, чем более однообразны агротехнические приемы (способы обработки почвы, сроки посева и пр.), тем меньше возможностей обеспечить нормальное фитосанитарное состояние агроэкосистем только за счет механизмов и структур их биоценотической саморегуляции, а также экономически приемлемых севооборотов и тем важнее комплексное использование химических, селекционных и агротехнических средств оптимизации фитосанитарной ситуации. В этих условиях особенно важны оптимальность сроков посева, норм высева и глубины заделки семян, сроков и способов обработки почвы, своевременная сортосмена и «мозаика» сортов, использование сортосмесей, многовидовых посевов и т.д.
Если для сложившейся в прошлом в нашей стране практики («от доведенного плана») внутрихозяйственного землеустройства, информации, базирующейся на фоновой оценке климатических и погодных условий, крупно- и среднемасштабных картограммах плодородия почв, крутизны склонов, эродированности и эрозионной опасности земель было достаточно, то для объективной оценки возможностей адаптивно-дифференцированного использования местных природных ресурсов с учетом особенностей требований каждой сельскохозяйственной культуры, экологической безопасности, низкозатратности технологий и конъюнктуры рынка ее явно не хватает. Об этом, в частности, свидетельствует действующая с 1983 г. методика ФАО по экологическому микрорайонированию территории, в соответствии с которой должны учитываться:
- радиационный, температурный и водный режимы (включая влажность воздуха) на разных этапах роста и развития сельскохозяйственных растений (в т.ч. в «критические» периоды онтогенеза);
- степень аэрации почвы и доступность питательных веществ;
- условия обитания корневой системы (глубина корнеобитаемого слоя, легкость проникновения корней);
- факторы, оказывающие влияние на всхожесть семян (образование корки, эрозия почвы) и необходимые для нормальной вегетации сельскохозяйственных культур;
- возможность затопления и подтопления;
- содержание в почве токсичных веществ и солей, pH почвы;
- вероятность проявления абиотических (заморозки, морозы, суховеи, град и пр.) и биотических (болезни, вредители, сорняки) стрессоров и т.д.
Обсуждая роль севооборотов в современном земледелии России, Дудкин, на наш взгляд, верно определяет следующие направления совершенствования систем севооборотов для всех регионов страны:
- углубление дифференциации земель по уровню естественного плодородия, подверженности водной эрозии и дефляции, тепло- и влагообеспеченности для формирования однородных агроландшафтных массивов и распределения их по интенсивности использования;
- более строгий учет адаптивных свойств, средообразующих особенностей возделываемых культур, продуктивности и устойчивости урожаев их по годам при определении структуры посевных площадей;
- переход на принципы контурной организации территории, отказ от практики укрупнения севооборотов без должного учета разнообразия почв по их плодородию, подверженности деградационным процессам;
- расширение площадей посева многолетних трав, оптимизация сроков их использования, увеличение доли бобового компонента;
- увеличение в севооборотах удельного веса однолетних бобовых, улучшение состава предшественников ведущих культур, расширение видового и сортового разнообразия возделываемых зерновых и кормовых растений;
- перераспределение площадей посева кормовых культур в кормовых и полевых севооборотах в пользу последних для реализации в них принципов плодосмена;
- оптимизация площадей чистых и занятых паров (в т.ч. сидеральными культурами), уплотнение севооборотов промежуточными посевами, расширение объемов пожнивной сидерации в районах достаточного увлажнения и при орошении;
- строгое соблюдение установленных сроков возврата культур на прежнее место, отказ от бессменного возделывания полевых культур.
Соглашаясь с существующими в настоящее время общими теоретическими положениями о построении севооборотов, мы считаем все же необходимым еще раз обратить внимание на важность комплексного подхода к оценке многочисленных компонентов агроландшафтов при выделении соответствующих границ меж- и внутрихозяйственного землепользования, АОТ, севооборотов и их полей, зон расселения, размещения объектов социальной и производственной инфраструктуры и пр. Попытки придать какому-то одному из компонентов природной среды «первичную, или главенствующую роль» не обоснованы ни в научном, ни в практическом плане. В первом случае они, как уже отмечалось, противоречат основным законам земледелия, а во втором - приводят к грубым ошибкам при землеустройстве, одновременно необоснованно упрощая его инструментарий и технологию реализации. Известно, что один и тот же тип почвы может быть высокоплодородным для одних видов растений и малопригодным для других. В условиях пересеченного рельефа вместе с микроклиматом как бы перераспределяется по пригодности для той или иной культуры и даже сорта и плодородие почвы. И поскольку влияние плодородия почвы, рельефа, экспозиции склона, микроклимата и других факторов внешней среды, так же как приспособительные и средоулучшающие особенности культивируемого вида и сорта растений, являются одинаково важными в формировании величины и качества урожая, комплексное использование соответствующей информации при адаптивном землеустройстве становится абсолютно необходимым.
Важной особенностью адаптивного землеустройства является и его преадаптивность в смысле прогнозирования возможных негативных последствий землепользования и предотвращения их. Ведь вовсе не обязательно распахивать эрозионно опасные территории, чтобы затем создавать дорогостоящие противоэрозионные системы. Как справедливо подчеркивал Дорст, «нужно считаться с призванием местности, а насколько известно, не всякая местность имеет сельскохозяйственное «призвание». Заметим кстати, что контурно-мелиоративная система, действительно способствующая предотвращению водной эрозии в условиях пересеченного рельефа, может быть вовсе и не адаптивной, если при размещении сельскохозяйственных культур не учитывается соответствие их приспособительных и средоулучшающих возможностей градиентам лимитирующих величину и качество урожая факторов природной среды.