Новости
19.09.2018


18.09.2018


18.09.2018


18.09.2018


18.09.2018


18.09.2018


18.09.2018


18.09.2018


13.09.2018


07.09.2018


07.09.2018


06.09.2018


04.09.2018


04.09.2018


30.08.2018


30.08.2018


30.08.2018


30.08.2018


28.08.2018


23.08.2018


23.08.2018


22.08.2018


21.08.2018



18.12.2015

К числу негативных последствий односторонней химико-техногенной интенсификации растениеводства следует отнести всевозрастающую опасность загрязнения и разрушения природной среды. Так, в условиях высокого уровня техногенной интенсификации растениеводства, например, в США ежегодно на каждом гектаре пашни теряется в среднем свыше 30 т почвы, для восстановления которой требуется более 11 лет. При этом урожайность растений на эродированных землях снижается в 2-5 и более раз. При интенсивном использовании пестицидов нарушается экологическое равновесие в агроэкосистемах, в т.ч. уменьшается биологическая активность почвы, изменяется структура фито- и зооценозов в пользу более вредоносных видов и т.д. Именно последнее обстоятельство является основной причиной того, что, несмотря на высокие темпы роста объемов и ассортимента применяемых пестицидов (которые опережают темпы увеличения урожайности), потери урожая от болезней, вредителей и сорняков уже в течение нескольких последних десятилетий составляют 30-40%. Необходимо учитывать и такое ограничение в использовании техногенных факторов, как биологический эффект «насыщения». Например, при дозах азота свыше 200 кг/га уже наблюдается угнетение растений, снижается экологическая устойчивость посевов к абиотическим и биотическим стрессорам и т.д. Наконец, с помощью техногенных средств не удается защитить агроценозы от таких пока нерегулируемых неблагоприятных факторов среды, как морозы, заморозки, суховеи и пр. Всевозрастающие масштабы неадаптивного использования техногенной энергии в сельском хозяйстве и промышленности сопряжены также с опасностью глобального нарушения экологического равновесия биосферы, в цепи процессов которой имеются весьма уязвимые звенья (нарушение углеродного баланса атмосферы Земли, опасность разрушения озонового слоя в стратосфере и др.).
Важнейшим условием устойчивого роста величины и качества урожая большинства сельскохозяйственных культур является плодородие почвы. Разрушение почвенного плодородия вследствие водной и ветровой эрозии - главная причина снижения продуктивности и экологической устойчивости растениеводства, устранить которую практически невозможно даже за счет значительных вложений техногенной энергии. Большинство исследователей считают, что деградация почв зависит от большого количества факторов, все виды которых можно условно разделить на три группы:
1. Физическая деградация - снижение физических и водно-физических свойств почвы, нарушение почвенного профиля (водная, ветровая эрозия, дефляционный снос, оврагообразование, заиливание водоемов, опустынивание и пр.).
2. Химическая деградация - ухудшение химических свойств почвы; истощение запасов питательных элементов, вторичное засоление, осолонцевание и подкисление, загрязнение токсикантами поверхностных и грунтовых вод.
3. Биологическая деградация - снижение биогенности, численности и видового разнообразия микробного комплекса микроорганизмов, загрязнение патогенными микроорганизмами, ухудшение санитарно-эпидемиологических показателей.
В составе сельхозугодий России около 12% переувлажненных, 19% эродированных, около 10% дефлированных почв и более 18% засоленных и солонцовых комплексов (табл. 6.49, 6.50). На эродированных почвах значительно снижается эффективность использования высокоурожайных сортов и гибридов, применения минеральных удобрений, мелиорантов, орошения, пестицидов, новейшей техники и, как следствие, существенно увеличивается энергетическая «цена» сельскохозяйственной продукции. Именно опыт земледелия в индустриально развитых странах доказал несостоятельность представления о якобы возможной компенсации потерь гумуса с помощью техногенных мелиораций. Хотя за счет минеральных удобрений, считает Скородумов, падение урожайности на эродированных землях и сглаживается, однако она не достигает величин, характерных для плодородных почв.
Широко известны слова В.В. Докучаева, что русский чернозем «составляет коренное, ни с чем не сравнимое богатство России», которое «... дороже всякой нефти, всякого каменного угля, дороже золотых и железных руд; в нем - вековечное, неистощимое -русское богатство!». Между тем, согласно оценкам Ковды, снижения суммарного содержания гумуса в пахотных почвах России за минувшие 70-80 лет достигло 40-50% по сравнению с началом XX в. Только за последние 30-40 лет черноземы Русской равнины потеряли треть своего гумуса, их плодородный слой уменьшился на 10-15 см. При этом каждый сантиметр смытого гумусового горизонта почвы эквивалентен потенциальным потерям урожая зерна на 0,4-2 ц/га. Проведенный Петербургским и др. анализ обеспеченности сельскохозяйственных культур азотными удобрениями показал, что лишь 8-10% посевных площадей в нашей стране имеют положительный азотный баланс. По данным Минеева, в США в 1969 г. за счет внесения удобрений был обеспечен положительный баланс по азоту (+42%) и фосфору (+22%). Заметим, что еще более впечатляющих результатов по повышению плодородия почвы в 1960-1980 гг. добились земледельцы Белоруссии.

Разрушение и загрязнение природной среды

Рост масштабов водной и ветровой эрозии почв на большей части сельскохозяйственных угодий России связан, в первую очередь, с необоснованной распашкой склонов, сокращением площади посевов многолетних трав, нарушением схем севооборотов, снижением качества предшественников и другими причинами. В результате в районах лесостепи на бесструктурных почвах резко возросла водная эрозия, а в степях Сибири, Северного Кавказа, Среднего и Нижнего Поволжья усилились ветровая эрозия и пыльные бури. Природные ландшафты лесостепной и степной зон практически разрушены, границы между лесостепью и степью в центральной части Евразии, внешне различавшиеся в начале века, слились в одну «пахотно-степную», а точнее - «выпаханную» природно-антропогенную зону. Подзона смешанных лесов покрыта ими лишь на 20%. Пашня, заняв немалые территории широколиственных лесов, проникла и в зону темнохвойной тайги. Вследствие водной эрозии около 35% пашни страны потеряли от 10 до 60% своего плодородия. Причем на сильно смытых почвах урожайность сельскохозяйственных культур становится меньше на 50-60% и более.
Разрушение и загрязнение природной среды

В балансе сельскохозяйственных земель России на долю пашни в настоящее время приходится более 60% и около 37% на кормовые угодья. Лесистость территории водосборных бассейнов многих рек за истекшее столетие сократилась с 30-40 до 3-7 и реже до 10-15%. Такая трансформация ландшафтно-растительной сферы, считает Каштанов (1993), привела к серьезным нежелательным последствиям. На больших территориях изменился гидротермический режим, возросла эродированность земель, снизилось плодородие почв. Если в 1863 г., по данным В.В. Докучаева, более 21% площади ЦЧР занимали черноземы с содержанием гумуса от 10 до 13% и 46,7% - от 7 до 10%, то к 1980 г., по данным ЦЧО «Гипрозем», высокогумусированных черноземов не стало вовсе, а площадь вторых уменьшилась более чем в 2,5 раза и составила 18,4%. Зато площадь истощенных почв с содержанием гумуса 0,5-2,1% повысилась более чем в 5 раз и составила 982 тыс. га, или 6% территории ЦЧР. Скорость падения запасов гумуса в черноземных землях за последние 20 лет достигла в среднем 0,024%. Считается, что около 2/3 сельскохозяйственной территории России, в т.ч. 68,4% пашни, относится к эрозионно опасным и эродированным землям. С каждым годом увеличивается площадь оврагов. Вместе с сокращением земельных угодий, потерей огромного количества питательных веществ ежегодно со стоком теряется свыше 12 км3 выпадающих осадков. Участилась повторяемость и продолжительность засух, возросло число неурожайных лет. Если до XIX столетия они случались не чаще 1-2 раза в 20 лет, то в XIX в. - до 4 раз в десятилетие. В XX столетии отмечено 59 засух с охватом 2-3 и более крупных сельскохозяйственных регионов. Нарастают площади пустынь в европейской части страны. Темпы опустынивания за последние 2-3 десятка лет повысились более чем в 2 раза и превышают 50 тыс. га.
Площадь эрозионно опасных земель в бывшем СССР достигала 15 млн км2 (т.е. почти 70% территории страны), из которых 11 млн км2 приходилось на азиатскую часть. Из 606 млн га сельскохозяйственных угодий 324 млн га было подвержено эрозии, в т.ч. ветровой - около 60 млн га, а водной 92,3 млн га пашни. С этой площади весной смывается 1,0-1,5 млрд т почвы в год, что равноценно примерно 38 млн т удобрений. По мнению Ломакина, при сохранении в стране существующих темпов водной эрозии в ближайшие 20 лет будет уничтожена одна треть пахотно-пригодных земель.
Усиленная эрозия, отрицательный баланс органических веществ, ускоренная минерализация гумуса приводят к значительному снижению в первую очередь плодородия почв в черноземных областях страны. Потери гумуса за 100 лет по сравнению с исходными запасами на черноземах Воронежской области достигли 52-71 т/га (17-32%), Куйбышевской - 150-180 т/га (38-39%), Ульяновской - 270 т/га (56-69%). Например, на Украине, в отдельные годы с 18 млн га эродированных земель смывается до 180-200 млн т мелкозема; из почвы выносится 9-10 млн т гумуса, а вместе с ним около 5 млн т питательных веществ, что эквивалентно одной трети вносимых минеральных удобрений.
Таким образом, многочисленные данные подтверждают тесную связь экономики и экологии: на эродированных почвах величина и качество урожая важнейших сельскохозяйственных культур резко снижается, а использование минеральных удобрений, мелиорантов, пестицидов, орошения оказывается малоэффективным. Показано, например, что на слабосмытых почвах урожайность зерновых культур снижается в среднем на 20%, на среднесмытых - на 40%, а на сильносмытых - на 60%. В результате ежегодный недобор урожая в пересчете на зерно в бывшем СССР составлял 90 млн т. Если для получения 10 ц зерна необходимо в среднем 33 кг азота, 10 кг фосфора и 26 кг калия, то при смыве 25 т почвы с гектара южного чернозема теряется 152 кг азота, 48 кг фосфора и 1000 кг калия. Кроме того, на сильноэродированных почвах расход влаги на 1 ц урожая в 3 раза больше.
Согласно имеющимся оценкам, содержание гумуса в эродированных почвах сокращается в 1,5-3,0 раза и более, тогда как коэффициент корреляции между содержанием гумуса и урожайностью достигает 0,8-0,9. Причем на эродированных черноземах (потери 30-40% гумуса) эффективность применения удобрений в 2 и более раза меньше. Именно с этих позиций следует рассматривать и тот факт, что если во всех странах мира с развитым сельским хозяйством за счет удобрений обеспечивается в среднем 50-60% прибавки урожая, то в России на долю удобрений, по данным Державина и Захаренко, приходилось лишь 16,9% прироста всей валовой продукции растениеводства. Разумеется, более низкая эффективность применения удобрений связана и с недостаточной гидротермической обеспеченностью на более чем 70% территории нашей страны. Всевозрастающие масштабы водной и ветровой эрозии играют в этом решающую роль. К числу причин, снижающих эффективность удобрений, помимо эрозии относятся и недостаток мелиорантов, микроудобрений, известковых материалов, небольшой ассортимент минеральных удобрений, низкое содержание в них действующего начала, слабое использование простых и сложных жидких удобрений, неравномерное и несвоевременное их внесение, избыточное уплотнение почвы ходовыми системами и др. В стране недостаточно применяют ингибиторы нитрификации, а также органические удобрения, внесение которых позволяет повысить коэффициент использования минеральных удобрений в 1,5-2,0 раза.
Водная и ветровая эрозия почвы значительно усугубляют отрицательные последствия засух и суховеев, снижают эффективность орошения. Так, по данным Константинова, в юго-восточных областях Украины за последние 100 лет количество пыльных бурь увеличилось более чем в 3 раза (за период с 1870 по 1884 г. их было 4, 1885-1919 г. - 5,1920-1944 г. - 7 и с 1945 по 1970 г. - 13). В связи с усиленным осушением земель, например, в Брестской и Гомельской областях площади, поражаемые ветровой эрозией, возросли соответственно до 29,6 и 26,8%, тогда как в среднем по Белоруссии на их долю приходится лишь 8% пашни. Особенно велики потери почвы от эрозии в районах освоения целинных и залежных земель, где после 5-8 лет механизированной обработки подвергаются эрозии почвы не только легкого, но и тяжелого механического состава. За 1957-1967 гг. потери почвы на вновь освоенных землях Северного Казахстана составили в среднем 700 т/га.
С повышением мощности, массы и производительности сельскохозяйственной техники усилились негативные последствия отвальной обработки почвы и многократные проходы по полю. В то же время в случае перехода, например, к нулевой обработке, хотя дозы пестицидов и увеличиваются в 2 раза, потери почвы вследствие эрозии снижаются в 10 раз. Однако переход к минимальной обработке почвы и снижению числа операций невозможен без использования современной техники и достаточного количества гербицидов. Одновременно важно оптимизировать видовую структуру посевных площадей, обеспечить переход к адаптивным севооборотам, широко использовать противоэрозионные и другие средоулучшающие возможности культивируемых видов и сортов растений. Следует также учитывать почвенноклиматические, погодные, социально-экономические и другие условия конкретного региона. Так, по данным Хомула, в условиях Краснодарского края при нулевой обработке почвы урожайность кукурузы была на 2,4 ц/га ниже, чем при обычной вспашке, и на 7,0 ц/га меньше по сравнению с плоскорезной обработкой. В этих же условиях при возделывании кукурузы при минимальной обработке почвы и сохранении растительных остатков от предшествующей культуры получена прибавка урожая от 4,4 до 7,4 ц/га по сравнению с отвальной зяблевой вспашкой. Поэтому даже в пределах одного хозяйства необходимо дифференцированное (с учетом особенностей погоды и почвы, запасов влаги, предшественника и пр.) применение машинных технологий, в т.ч. обработка почвы.
Важная роль в предотвращении эрозии почвы и повышении ее плодородия принадлежит оптимальной видовой структуре посевных площадей (соотношение пропашных и зерновых колосовых культур, однолетних и многолетних трав, злаковых и бобовых культур и т.д.) (табл. 6.51, 6.52), а также рациональному использованию растительных остатков. Неслучайно во многих странах Западной Европы и США севообороты все в большей степени насыщаются бобовыми и зернобобовыми культурами, широко используются органические удобрения, считается оправданным сохранение на полях 75% растительных остатков*. Так, во Франции за период с 1976 по 1982 г. производство кормовых бобов увеличилось в 4,3 раза, гороха - в 40 раз. В восточных, достаточно увлажненных районах Канады (провинция Онтарио), многолетние травы занимают 50% площади пашни, а в засушливых районах (провинция Саскачеван), где их доля не превышает 7,5%, солому полностью оставляют на поле.
Разрушение и загрязнение природной среды
Разрушение и загрязнение природной среды

Использование растительных остатков для повышения плодородия почвы, считает Larson, оказывается наиболее эффективным по сравнению со многими альтернативными вариантами (производство энергии, скармливание скоту и пр.). Причем сохранение растительных остатков на поле обогащает почву питательными веществами (N, Р, К и др.), обеспечивает лучшее накопление влаги, резко снижает водную и ветровую эрозию. Так, в западной части кукурузного пояса США мульчирование поверхности почвы растительными остатками кукурузы существенно уменьшало сток воды во время дождей, увеличивало запасы влаги от 2,5 до 12,5 см и, как следствие, повышало урожайность на 6,4 ц/га. По мнению большинства исследователей, мульчирующий эффект растительных остатков проявляется и в предохранении почвы от перегрева и иссушения, усилении микробиологической активности, улучшении физических и физико-химических свойств почвы (порозности, водопроницаемости). Усольцев, например, утверждает, что в значительной мере именно благодаря широкому использованию органических удобрений и освоению севооборотов на сравнительно малоплодородных почвах в Белоруссии всего за 13 лет (1965-1978 гг.) удалось повысить урожайность зерновых культур с 8,1 до 25,1 ц/га. Поскольку, однако, в России на всю площадь пашни ежегодно вносится лишь около 4,1 т/га навоза, а для обеспечения бездефицитного баланса органических веществ его следует вносить не менее 12-15 т/га, реально повысить плодородие эродированных земель возможно лишь путем увеличения доли бобовых и зернобобовых культур в структуре посевных площадей, а также широкого использования растительных остатков, сидератов, промежуточных и повторных культур и т.д. Согласно расчетам Мишустина и Черепкова, для достижения в России средней урожайности зерновых культур 21 ц/га необходимо было не только увеличить общее количество вносимых органических и минеральных удобрений (до 1,5 млрд т и 31 млн т соответственно), но и расширить площадь посевов бобовых культур с 31 до 44 млн га. Другими словами, как в прошлом, так и настоящем нужен переход к почвоулучшающей и почвоохранной структуре посевных площадей в масштабе страны, естественно, с учетом почвенно-климатических особенностей каждой агрозоны.
При формировании структуры посевных площадей нужно знать особенности почвозащитных свойств каждой культуры. Так, Каштанов и Заславский приводят следующие коэффициенты эрозионной опасности при возделывании разных культур: черный пар -1,0; свекла и кукуруза - 0,85; картофель, подсолнечник - 0,75; яровые зерновые - 0,5; смеси кукурузы с горохом и чиной, гороха, вико-овсяной смеси - 0,35; озимые зерновые - 0,30; многолетние травы первого года пользования - 0,08, второго года - 0,03 и третьего года - 0,01. По данным Извекова, обобщенные коэффициенты защиты почв от эрозии составляют для пропашных культур 0,50, гороха - 0,82, овса - 0,74, озимой пшеницы и ячменя - 0,93, однолетних трав - 0,84, многолетних трав - 0,90. По данным Цуркана, ежегодные потери гумуса в кормовых севооборотах равны 0,8 т/га, в зернопропашных - 1,6 т/га, в зерносвекловичных - 2,2 т/га.
Отставание в росте, особенно на ранних стадиях вегетации, характерное для пропашных культур, в условиях смытых почв еще больше усиливает проявление эрозии. Наиболее эрозионно опасными на склонах являются кукуруза на силос, кукуруза на зерно и подсолнечник. Константинов считает, что использование индустриальной технологии возделывания кукурузы на склонах крутизной более 5° увеличивает смыв почвы в 3-4 раза. Заметим, что в большинстве стран кукурузу относят к числу наиболее эрозионно опасных культур, что связано со сравнительно медленным формированием ее надземной массы в весенний период. Неслучайно в США при возделывании этой культуры получила широкое распространение так называемая «консервирующая обработка почвы», предусматривающая использование растительных остатков в качестве мульчи для предотвращения ветровой и водной эрозии.
Известно, что у культур с высокими почвоулучшающими и противоэрозионными свойствами (зернобобовые и многолетние травы) в наименьшей степени снижается урожайность на смытых почвах, тогда как пропашные культуры характеризуются противоположными свойствами. Поэтому, например, в США за период с 1932 по 1982 г., наряду с проведением крупномасштабных мелиораций почв и принятием законов по предотвращению водной и ветровой эрозии, была существенно изменена структура посевных площадей: площадь под кукурузой сократилась с 41,6 до 33 млн га, овсом - с 16,1 до 4,3, хлопчатником - с 16,4 до 4,0 млн га, в то время как посевы многолетних трав и зернобобовых возросли с 0,32 до 28,7 млн га, сорго зернового - с 2,8 до 5,8, озимой пшеницы - с 16,0 до 23,6 млн га. В результате площадь под травосмесями и соей в общей структуре посевных площадей повысилась с 20,5 до 39,2%, а под эрозионно опасными культурами (кукурузой и хлопчатником) - уменьшилась с 43,3 до 27,2%. Другими словами, произошел резкий сдвиг в сторону увеличения относительной доли почвоулучшающих, почвозащитных и эрозионно безопасных культур. Кроме того, в растениеводстве США широко практикуется перевод пахотных земель в пастбища, и наоборот. Так, за 1967-1975 гг. из пашни в пастбища были переведены на «оздоровление» 21,5 млн га, а в пашню - 13,0 млн га. В настоящее время площадь пастбищ и пашни в США составляет соответственно 238 и 175 млн га (соотношение 1,36), тогда как в России - 92 и 128 млн га (соотношение 0,72).
Характерно также, что хотя площади под многолетними травами в США за период с 1930 по 1982 г. даже несколько сократились (с 27 до 24,6 млн га) и занимают в структуре посевных площадей чуть больше 18%, посевные площади под люцерной увеличились с 0,46 до 11,2 млн га. Известно, что эта культура обладает не только высокими почвозащитными, но и почвоулучшающими свойствами. Так, по данным Карабаева, люцерна в течение трех лет накапливает 356-395 кг/га азота, т.е. столько же, сколько содержится в 74 т среднего по качеству навоза. В отличие от сои, которая положительно влияет на урожай только двух последующих за ней культур, последействие люцерны прослеживается в течение трех и более лет.
Беспрецедентный рост посевных площадей под соей в США (с 0,4 млн га в 1940 г. до 32 млн га в 2005 г.) обосновывается не только потребностью в сбалансированном по содержанию белка кормовом рационе, но и другими особенностями этой культуры. Хотя растения сои и выносят в условиях Среднего Запада США почти столько же азота, сколько и кукуруза, она, по мнению Jonson et al., успешно использует остаточное количество азота после выращивания кукурузы. В то же время с экономической точки зрения в США соя относится к числу наименее интенсивных культур, т.е. дающих 0,3 и менее тыс. долларов с одного гектара.
Поскольку эрозия почвы пропорциональна ее незащищенности растительностью (в условиях пара она в 250 раз выше, чем на многолетнем пастбище), важную роль в повышении плодородия земель должно играть целенаправленное конструирование агроценозов и агроэкосистем на основе широкого использования пожнивных, повторных, загущенных, промежуточных и других посевов. При таком подходе одновременно решаются три главные задачи адаптивной интенсификации растениеводства - максимизация утилизации солнечной энергии, предотвращение эрозии и повышение плодородия почвы. В целом же в распоряжении земледельца уже имеется большой перечень приемов, позволяющих защитить почвенный покров от эрозии. В их числе контурная, ступенчатая, гребнекулисная, безотвальная и другие способы противоэрозионной обработки почвы, контурно-полосное земледелие (чередующиеся залуженные полосы снижают эрозию на 25% и более), террасирование, кулисное земледелие, агролесомелиорация и др.
Специфичность природно-экономических условий обусловливает приоритетность тех или иных факторов интенсификации в каждом регионе. Однако ни один из приемов интенсификации растениеводства и ни одна из систем его ведения не могут быть признаны прогрессивными, если они не отвечают требованиям почвоохраны и повышения плодородия почвы. Заметим, что первоочередная необходимость сохранения плодородия почвы всегда подчеркивалась отечественными учеными. Если истощение почвы, рост оврагов и пр. не исчезнут с лица русской земли, считал Н.П. Огановский, русскому народу грозит вымирание. Думая о будущем России и говоря о тогдашнем состоянии чернозема, В.В. Докучаев писал: «он напоминает нам арабскую чистокровную лошадь, загнанную, забитую. Дайте ей отдохнуть, восстановите ее силы - и она опять будет никем не обогнанным скакуном».