Новости
01.12.2016


29.11.2016


29.11.2016


29.11.2016


28.11.2016


18.12.2015

Переход к стратегии адаптивной интенсификации растениеводства на основе мобилизации генетических ресурсов, адаптивного конструирования и размещения агроэкосистем и агроландшафтов предполагает формирование и соответствующей системы научного обеспечения АПК. При этом следует подчеркнуть особую важность регионального фактора в аграрной науке, для которой, в отличие от других областей знаний (физики, химии, математики и др.), зональная ориентация исследований и создание соответствующих организационных структур является решающим условием эффективности. Очевидно также, что при огромном разнообразии природных условий России рекомендации по использованию генофонда и конструированию агроэкосистем должны быть агроэкологически адресными на макро-, мезо- и микроуровнях территориальной организации сельскохозяйственного производства. Об этом свидетельствует эффективность именно тех агроэкосистем, которые формировались с учетом специфики местных почвенно-климатических условий.
Региональная (зональная) ориентация при сборе, изучении и использовании видового и сортового разнообразия растений в России важна и потому, что большая часть ее земледельческой территории находится в неблагоприятных природных условиях, где величина и качество урожая лимитируются весьма разными по своей природе факторами (гидротермическими, эдафическими, фитопатогенными и др.). Так, ведение сельского хозяйства в Северо-Восточной зоне Европейской территории России резко осложняется слабой дренированностью территории, недостатком тепла, коротким вегетационным периодом, частыми ранними осенними заморозками, высокой токсичностью кислых почв (рН<5), исключительно низким содержанием гумуса (1,5-2%), а также доступных форм азота и фосфора в преобладающих дерново-подзолистых почвах. Для Северо-Восточного региона характерно также весьма неравномерное распределение природных ресурсов, что предопределяет выделение здесь по меньшей мере пяти почвенно-климатических зон с 10-12 агроэкологическими районами в каждой из них.
Уменьшение видового разнообразия в агроэкосистемах и агроландшафтах сопровождается ослаблением кибернетических механизмов, в т.ч. уменьшением числа и разнообразия обратных отрицательных связей, переходом от полных круговоротов питательных веществ к «разорванным» циклам, увеличением потерь питательных веществ и энергии, снижением первичной продуктивности, изменением биотических доминантов, причем нередко за счет быстро размножающихся популяций вредных видов и, наконец, ускорением темпов регрессии агроэкосистем, а также все большей их зависимостью от применения техногенных факторов. Эти и другие общие закономерности стрессовых синдромов агроэкосистем и агроландшафтов необходимо учитывать при их конструировании.
Односторонний подход к использованию известных хозяйственноорганизационных преимуществ видовой и сортовой специализации агроэкосистем имеет целый ряд негативных последствий, важнейшими из которых являются: снижение уровня комплексного использования природных ресурсов, неравномерно распределенных во времени и пространстве; экспоненциальный рост затрат невосполнимой энергии на каждую дополнительную единицу продукции и, как следствие, разрушение и загрязнение природной среды; тенденция к усилению зависимости величины и качества урожая от погодных флуктуаций; несоответствие складывающейся структуры питания физиологическим потребностям человека и т.д. В то же время переход к многовидовым агроценозам не может быть широко реализован (за исключением кормовых и некоторых других культур) прежде всего из-за их фенотипической невыравненности, что усложняет и даже исключает возможность механизированного возделывания и уборки. Кроме того, многокомпонентные по видовому и сортовому составу агрофитоценозы далеко не всегда оказываются более продуктивными и экологически устойчивыми.
В связи с этим следует разграничивать возможности и целесообразность повышения видовой и сортовой гетерогенности на уровне агроценоза (поле севооборота), агроэкосистемы (севооборот) и агроландшафта, а также в пространстве и во времени (смена культур на одном поле в течение года и ряда лет). Очевидно, что основные трудности перехода к поликультурам обусловлены необходимостью реализации большей видовой гетерогенности на уровне агроценоза. В этом случае особенно важное практическое значение имеет использование смешанных посевов, многолинейных и синтетических сортов, а также пожнивных, уплотняющих, покровных, подпокровных и промежуточных культур. В то же время на уровне агроэкосистемы видовое и сортовое разнообразие лимитируется в основном почвенно-микроклиматическими условиями и топографией территории ландшафтного комплекса, обусловливающими специфику выделяемых АОТ.
Многочисленные опытные и производственные данные свидетельствуют о целесообразности использования смешанных (многосортовых и многовидовых) посевов сельскохозяйственных растений, в которых может быть обеспечена лучшая утилизация различных по интенсивности и спектральному составу потоков света, элементов минерального питания, запасов влаги и других факторов внешней среды. Хорошо известны, например, неодинаковая у разных видов растений сосущая сила корневой системы и способность к саморегуляции густоты стеблестоя; фенологический полиморфизм, обусловливающий широкий спектр возрастных состояний: различные темпы развития и пространственного размещения надземных и подземных органов; разная репарационная способность в процессе онтогенеза; характерный для корней каждого вида высших растений симбиоз с мицелием грибов и микроорганизмами (ризосферный комплекс): специфическое использование макро- и микроэлементов субстрата и т.д. При этом адаптивные возможности каждого вида и даже сорта растений зависят от мутуалистических, т.е. полезных для обоих симбионтов, взаимоотношений, а также взаимовыгодной связи с микоризой. Хотя механизм положительного взаимовлияния растений разных видов и сортов в смешанных посевах остается пока до конца невыясненным, высказываются предположения, что превосходство смесей связано не только с лучшим использованием плодородия почвы и света, благодаря разному габитусу корневой системы и архитектоники растений, но и с большей их устойчивостью к болезням и вредителям. Таким образом, в основе высокой фотосинтетической производительности и экологической устойчивости смешанного посева лежит его видовая и/или сортовая многофункциональность.
В многокомпонентных посевах по сравнению с относительно элементарными одновидовыми значительно шире спектр трофических и других связей, в т.ч. взаимовлияние разных видов посредством экзометаболитов; меньше вероятность резкого снижения урожайности, вследствие совпадения «критических» этапов онтогенеза растений с действием неблагоприятных и экстремальных факторов внешней среды; большие возможности сохранения структуры и соотношения важнейших элементов фитоценоза, т.е. поддержания в нем экологического равновесия и полноты биоэнергетического круговорота. Рост гетерогенности агроценозов и агроэкосистем позволяет расширить возможности управления видовой структурой и динамикой численности популяций полезной и вредной фауны и флоры, усилить функции агроэкосистем в защите почв от эрозии и повышении их плодородия, а также регуляции микрофитоклимата, в т.ч. водного и теплового режимов территории, обеспечении рационального использования техногенных ресурсов и т.д.
Ряд исследователей считают перспективным конструирование многовидовых двух- и трехъярусных агроценозов со сложной горизонтальной структурой за счет подбора культур на основе их ценотической совместимости и разнородности по биоморфологическим признакам, ритму и продолжительности вегетации. Предполагается, что многоярусная структура светолюбивых, теневыносливых и тенелюбивых видов растений обеспечивает более полную утилизацию солнечной энергии, а также минеральных веществ и влаги. В связи с этим предлагается использовать полосные (чередующиеся полосы разных видов), мозаичные (парцельные) и уплотненные посевы. В специально проведенных опытах было установлено, что, например, мозаичные агроценозы характеризуются более высокой интенсивностью автотрофного питания, большей биологической активностью почвы, меньшей амплитудой колебаний температуры в травостое, лучшей устойчивостью растений к повреждающему действию листогрызущих насекомых.
Неравномерное распределение абиотических и биотических факторов внешней среды во времени и пространстве, а также специфика потенциала онтогенетической и филогенетической адаптации каждого вида растений требуют перехода к дифференцированному (высокоточному) использованию особенностей почвенного покрова и гидротермического режима агроэкологически разнотипных территорий. Разумеется, такой подход является не столько желательным, сколько вынужденным, поскольку кроме увеличения видового и сортового разнообразия нужна организация разных по величине агроэкологически однотипных севооборотов и соответствующего подбора агроэкологически эквивалентных (стенобионтных или эврибионтных) культур для обеспечения ротации.
Наряду с дифференцированным (высокоточным) использованием приспособительного потенциала культивируемых видов растений и техногенных факторов, переход к адаптивному растениеводству предполагает также повышение КПД фотосинтеза путем пространственно-временной оптимизации фотосинтезирующей поверхности агрофитоценозов. Заметим, что в процессе окультуривания растений этот показатель по сравнению с дикими родичами не увеличился, а у некоторых видов даже уменьшился.
Рассматривая схемы чередования культур в агроэкосистемах в качестве важнейшего средства территориальной дифференциации землепользования на принципах адаптивности, следует особо учитывать и специфику средоулучшающих возможностей разных видов растений в процессах фитомелиорации земель (рассоления, осушения и пр.), предотвращения водной и ветровой эрозии почвы, повышения ее плодородия и биоэнергетической емкости, борьбы с опустыниванием (путем восстановления природных сообществ) и заболачиванием, снижения уровня загрязнения почвы тяжелыми металлами и техногенными радионуклидами при возделывании 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. При низком содержании органических веществ в почве снижается активность антагонистов почвенных патогенов, а следовательно, и санитарная роль самого севооборота. Поэтому, чем ниже плодородие почв (кислые, засоленные, солонцеватые и др.), чем хуже климатические и погодные условия, тем меньше возможностей обеспечить нормальное фитосанитарное состояние агроэкосистем только за счет экономически приемлемых севооборотов и тем важнее комплексное использование химических, селекционных и агротехнических средств защиты агроценозов.
Неадаптивность землеустройства и агроэкосистем в России связана, главным образом, со сложившейся практикой внутрихозяйственного землеустройства, ориентированной в прошлом, прежде всего, на выполнение каждым хозяйством централизованно доводимых заданий по производству сельскохозяйственной продукции. В настоящее время адаптивное, учитывающее особенности местных условий землеустройство и землепользование стало не только возможным, но и необходимым. Однако сложность практической реализации этой задачи обусловлена как громадным масштабом соответствующих работ (в т.ч. значительным увеличением числа новых землепользователей), так и важностью совершенствования, а точнее, даже кардинального изменения самой методологии, методики и инструментария меж- и внутрихозяйственного землеустройства. Наибольшие трудности в этом плане обусловлены отсутствием детальных оценок оптимизационных возможностей технологий и агротехнических приемов, специфики местных (на уровне хозяйств и производственных участков) почвенно-климатических, микроклиматических и погодных условий, особенностей адаптивных реакций на их действие культивируемых видов и сортов растений.