Новости
01.12.2016


29.11.2016


29.11.2016


29.11.2016


28.11.2016


18.12.2015

Раскрывая исторические корни земледельческого опыта в России, И.Д. Беляев в статье «Несколько слов о земледелии древней Руси» подчеркивал, что «славяне исконе были земледельцами», тогда как охота и рыбная ловля были для них побочными промыслами. И вовсе не случайно Россия обогатила не только практический опыт мирового земледелия, но и выдвинула целую плеяду выдающихся ученых, заложивших в период XVIII - начала XX вв. фундамент учения о системах земледелия, зональной агрономии, полевого травосеяния, агрометеорологии, научного почвоведения, экологической физиологии растений, учения о мировых центрах происхождения культурных растений и сельскохозяйственной генетики, биологического земледелия, агрохимии, сельскохозяйственной экономики и во многих других областях.
Развитие сельскохозяйственной мысли в России заслуживает специального изучения и рассмотрения. Здесь же мы хотим лишь краткими ссылками на великих соотечественников привлечь внимание читателя к богатству российского агрономического научного наследия и гражданской позиции ученых, а также показать, что стратегия адаптивной интенсификации растениеводства в нашей стране имеет глубокие корни.
Еще в 1768 г. в статье «Примечания о хлебопашестве вообще» А.Т. Болотов в числе первоочередных задач в области земледелия указывал на необходимость «исследования и узнавания, к чему которая земля наиспособнее». Уже в конце XVIII в. он предлагал перейти от 3-польного севооборота (пар, озимые, яровые) к 7-польному. В монографии И.М. Комова «О земледелии», изданной в 1788 г., рассматривалась плодосменная система (пар, озимь, клевер, яровые), которая начала вводиться в России уже в конце XVIII в. Причем крестьянам Вологодской и Воронежской губерний еще в начале XIX в. принадлежит первенство широкого использования в 3-польных севооборотах тимофеевки и костреца безостого, т.е. полевого травосеяния.
Ведущие ученые России всегда были противниками слепого копирования достижений западноевропейской агрономии, а тем более их шаблонного использования в специфичных почвенно-климатических, погодных и социально-экономических условиях нашей страны. Для стран Западной Европы с XIX в. был характерен массовый переход от 3-польной системы к плодосменной, при которой площади под паром практически исчезли. Так, если в начале XIX в. в Германии около 30% всей пахотной земли находилось под паром, то к 1878 г. под ним оставалось 9%, а к 1900 г. - лишь 5%. При этом значительно увеличились посевы под корнеплодами, кормовыми и овощными культурами.
В этот период (начало XIX в.) трехпольная система, возникшая в России, вероятно, еще в XVI в., базировалась на возделывании серых хлебов - ржи, овса, ячменя и гречихи. Нежелание вводить новую плодосменную систему земледелия А.Т. Болотов объяснял тем, что «публика наше наполнена была еще невежеством. В то же время, по мнению А.С. Ермолова, причинами широкого распространения этой системы («царства трехполья») явились климатические и экономические особенности нашей страны: позднее созревание яровых хлебов и трудности с посевом озимых (наиболее урожайных) после уборки яровых, которые требовали парового поля в промежутке, т.е. чередования пара, озимых (обычно рожь) и яровых (обычно ячмень, овес, гречиха). Все чаще в севооборот вводили кормовые травы, клевер, тимофеевку, корнеплоды, лен, а пар занимали викой или гречихой (на зеленое удобрение, но чаще на семена). Значение гречихи А.С. Ермолов подчеркивает особо, поскольку она была «почти единственным растением, которое в средней России поспевало достаточно рано, чтобы было возможно, по снятии урожая зерна, в том же году засеять поле озимым хлебом». Активная пропаганда необходимости перехода к плодосменной системе привела к тому, что к концу аграрной реформы в XIX в. эта система начала получать повсеместное распространение.
Однако И.А. Стебут, А.В. Советов и ряд других отечественных ученых выступили против такого «уравнительного» подхода, отвергая, в частности, попытки перенести плодосменную систему в засушливые районы России и настаивая на сохранении там чистых паров. Именно об этом периоде в 1900 г. В.В. Докучаев писал: «К стыду нашему, мы взяли эту агрономию у немцев и применяли ее в России, не считаясь ни с климатическими, ни с растительными, ни с почвенными условиями местности, применяли даже на нашем настоящем черноземе...» Поэтому «наша задача, - писал он, - создать агрономию, указывающую основные черты и приемы сельской экономики, специально приспособленной к нашим условиям». При этом «...для отдельных почвенных зон России необходимо выработать свои агрономические приемы и методы, строжайшим образом приспособленные к местным условиям, как почвенным и климатическим, так бытовым и экономическим. Давно пора!». Ранее нами уже приводились высказывания отечественных ученых о недопустимости одностороннего ми-нерально-химического подхода при интенсификации растениеводства в России. Известно отношение к «уравнительному землепользованию» и К.А. Тимирязева, по мнению которого, «нигде так не страшны унифицированные подходы, как в сельском хозяйстве».
А.С. Ермолов категорически отрицал бытовавшие в тот период огульные суждения о якобы необыкновенной отсталости русской агрономии, считая, что в России накоплен громадный опыт земледелия в разных зонах и при выращивании разных культур (другое дело, что этот опыт плохо используется и обобщается). Беды же практического земледелия он объясняет недостатками в первую очередь общественной системы (крепостничество до 1861 г., сплошная неграмотность крестьян и т.д.). «... В России, - пишет А.С. Ермолов, - более, чем где-либо, неуместны огульные суждения, обзывающие русское сельскохозяйственное дело -отсталым, русских хозяев - незнающими и неумелыми, русский народ - закостенелым, рутинным, неподдающимся ни на какие улучшения и нововведения» (разрядка наша. - А.Ж.). В силу обширности пространства территории России, совмещающей все климаты, по отношению к ней, замечает А.С. Ермолов, «менее чем по отношению к какому-либо другому государству, возможны общие заключения, менее возможно подведение разнообразных физических, экономических, культурных условий страны под общую мерку, под один наперед формулированный твердо установленный закон». Весьма актуально и его замечание о том, что «в сельскохозяйственном деле, между тем, как, впрочем, и в жизни вообще, - все всегда начинается с малого, и это малое, прежде чем стать большим и всеобщим, обыкновенно очень долго исчезает из-под всякого обычного контроля и поэтому игнорируется».
Актуальность приведенных выше оценок и суждений очевидна. Однако важно отметить и другое: уровень отечественной агрономической науки в большей степени, чем в других областях знаний, зависит от преемственности, поскольку многие из нерешенных до сих пор проблем нашего сельского хозяйства обусловлены спецификой местных почвенно-климатических, погодных, социально-исторических и других условий. Как справедливо заметил Мальцев, именно незнание природных условий и неумение ими пользоваться толкают на шаблонность в земледелии. В связи с этим весьма актуальными, на наш взгляд, являются переиздание и глубокий анализ трудов основоположников отечественной агрономии.
Стремление автора привлечь внимание к практике шаблонного решения важнейших вопросов сельского хозяйства еще в недавнем прошлом и позициям отечественых ученых не должно показаться читателю излишним. Хорошо известен период повсеместного распространения в России (1935-1960 гг.) травопольной системы земледелия (сформулированной В.Р. Вильямсом в 1930-х гг.), в основу которой была положена не только обязательная периодическая смена однолетних культур многолетними (хотя последние в засушливых зонах давали крайне низкий урожай), но и отрицание преимущества озимых хлебов над яровыми, утверждение нецелесообразности применения удобрений на неоструктуренных почвах, полное игнорирование гербицидов, борон, катков и т.д. В дальнейшем, справедливо критикуя попытки универсализации травопольной системы земледелия и считая ее «несостоятельной с научной точки зрения, непригодной для социалистического сельского хозяйства», Мартовский Пленум ЦК КПСС «мертвой травопольной схеме противопоставил жизненную целеустремленную структуру (разрядка наша. - А.Ж.) посевных площадей, рассчитанную на получение максимума сельскохозяйственных продуктов с каждого гектара земли при наименьших затратах труда и средств на единицу продукции». В качестве такой «жизненной структуры» была предложена пропашная система земледелия, повсеместное внедрение которой, особенно в зонах с пересеченным рельефом и недостаточной водообеспеченностью, привело к катастрофическому усилению водной и ветровой эрозии, неоправданной раскорчевке полезащитных лесополос, замене чистых паров занятыми, ликвидации посевов многолетних трав в зонах достаточного увлажнения, значительному увеличению доли пропашных культур (в т.ч. и на склонах крутизной более 3-5°), нарушению, а зачастую и вообще отрицанию севооборотов. Негативные аспекты такого шаблонного, антиадаптивного подхода сохраняются до сих пор, усугубляя сложившуюся кризисную ситуацию в сельском хозяйстве страны.
Заметим, что среди сторонников травопольной системы земледелия, так же как и ее критиков, ратовавших уже за пропашную систему, находились большие группы научных работников, принесших в жертву политизированным догмам и соответствующей «целесообразности» данные опытов и свои убеждения. Известна и непростая, а порой трагичная судьба большого числа отечественных ученых, для которых научная истина в тот период была главным критерием их суждений и гражданской позиции. В целом же история отечественной сельскохозяйственной науки, особенно в XX столетии, свидетельствует как о громадной ее созидательной роли, так и возможном разрушительном действии. Нами уже приводились примеры катастрофических последствий для сельского хозяйства страны лжетеорий Т.Д. Лысенко и K°; авторов доморощенных теорий о «безрентности при социалистических производственных отношениях»; о мнимых преимуществах «титулярного» планирования, повсеместно-шаблонном использовании той или иной системы земледелия и др. Очевидно и то, что утилитарный, потребительский подход к науке и образованию, который в настоящее время насаждается в России, губителен для настоящего и будущего не только сельского хозяйства, но и страны в целом.
Необходимо обратить внимание и еще на один аспект негативных последствий «уравнительных» систем земледелия (травопольной, пропашной, преимущественно химико-техногенной и их разновидностей). Громадное разнообразие почвенно-климатических макро-, мезо- и микрозон в нашей стране исторически обусловило и многообразие местных систем земледелия, культивируемых видов и сортов растений, агротехнических приемов, сельскохозяйственных орудий, способов хранения и переработки сельскохозяйственной продукции и т.д. Многие из них являлись составной частью национальной истории и культуры малых и больших народов, проживающих на территории бывшего СССР. Поэтому универсализация систем земледелия оказалась и причиной уничтожения народных традиций, что не только обедняет потенциал общей культуры общества, но и крайне отрицательно сказывается на эффективности сельского хозяйства в масштабе страны. Неслучайно многие научно-исследовательские центры мира в последние годы уделяют все большее внимание изучению аборигенных систем земледелия в Центральной и Южной Америке, в Африке и Азии. Причем за такими исследованиями стоит не только познавательный интерес. Выработанные в течение многих веков приемы земледелия, особенно в неблагоприятных и экстремальных природных условиях, могут сыграть важную роль в повышении продуктивности и современного сельского хозяйства, его ресурсоэнергоэкономичности, природоохранности и рентабельности.
Известно, что ни одна страна в мире, в силу ограниченности материальных и интеллектуальных ресурсов, не может обеспечить максимального прогресса во всех областях знаний одновременно. Кроме того, уникальная зависимость сельского хозяйства от почвенно-климатических и погодных условий предопределяет региональную специфику его научных проблем. Так, в нашей стране процесс интенсификации растениеводства, в отличие от стран Западной Европы и США, можно осуществить лишь за счет селекции по значительно большему числу культивируемых видов растений, что связано с громадным разнообразием природных условий. При этом решающее значение, наряду с повышением потенциальной урожайности сортов и гибридов, приобретает их устойчивость к основным лимитирующим величину и качество урожая факторам природной среды (засухам и суховеям, морозам и заморозкам, короткому вегетационному периоду и т.д.). Особенности целей селекции предопределяют и своеобразие ее методов: большее значение межвидовой и даже межродовой гибридизации, а следовательно, и первоочередное внимание к проблеме индуцированного рекомбиногенеза; особая роль сбора, сохранения и идентификации генофонда растений, а также введения в культуру диких видов растений, приспособленных к эдафическим и гидротермическим стрессорам и т.д.
Следует подчеркнуть, что проблема повышения устойчивости растениеводства к неблагоприятным условиям внешней среды является не только одной из центральных в нашей стране, но и относится к числу наиболее трудных в мировой агробиологической науке. Неслучайно научно-исследовательская программа «Биология адаптации растений» с 1966 г. включена в состав Международного биологического проекта (IBP), а «Повышение устойчивости сельскохозяйственных культур к экологическим стрессам» с 1977 г. входит в число 12 важнейших проблем Национальной академии США. Такая ориентация крупных международных и национальных научных программ обусловлена фундаментальной сложностью сочетания высокой потенциальной продуктивности и экологической устойчивости растений на уровне сортов, агроценозов, агроэкосистем и агроландшафтов, ограниченными возможностями оптимизации условий внешней среды за счет техногенных факторов, необходимостью освоения земель, малопригодных для сельского хозяйства и, наконец, все большей опасностью загрязнения и разрушения природной среды под влиянием сельскохозяйственной деятельности человека.
В числе специфичных для России научных проблем (причем нередко не имеющих аналогов решения в мировой практике) - организация крупномасштабных хозяйств, позволяющая по сравнению с фермерскими (парцелльными) хозяйствами обеспечить более рациональное использование земли, техники, кадров, материальных и энергетических ресурсов, охрану природной среды и т.д. В то же время именно в условиях крупных и специализированных хозяйств значительно увеличивается опасность нарушения экологического равновесия в природных ландшафтах и, следовательно, возрастает необходимость разработки принципиально новых подходов к конструированию высокопродуктивных и экологически устойчивых агроэкосистем.
С учетом неравномерного распределения населения и сельскохозяйственных угодий на территории России, а также необходимости освоения земель Севера, Восточной Сибири и Дальнего Востока особенно остро стоят проблемы ведения сельского хозяйства в неблагоприятных и экстремальных почвенно-климатических и погодных условиях, а также существенного снижения потерь сельскохозяйственной продукции при ее хранении, транспортировке и переработке.
Хотя между уровнем теоретической науки и эффективностью ее практического использования нет прямолинейной связи, наиболее сложные вопросы, в т.ч. и в области растениеводства, могут быть решены только на основе расширения фундаментальных знаний о системе «растение - среда». В этой связи предстоит уменьшить сложившийся в нашей стране разрыв между сельскохозяйственной и фундаментальной наукой.
Решающим фактором повышения уровня сельскохозяйственной науки, наряду с формированием новых идей и улучшением профессиональной подготовки кадров, является оснащение исследователей современными приборами и оборудованием. Причем в структуре технологического и приборного оснащения исследований особого внимания заслуживает создание информационно-измерительных проблемно-ориентированных комплексов, позволяющих получать динамические характеристики адаптивных реакций растений в регулируемых условиях внешней среды. Именно на эту особенность инструментального оснащения биологов и агрономов обращал внимание Н.А. Максимов, подчеркивая, что «физиологическая характеристика растения должна быть не статистической, а динамической; она должна отражать в себе способность растения в большей или меньшей степени видоизменять свои жизненные функции в ответ на изменяющиеся условия внешней среды». Создание измерительно-информационных систем контактной и дистанционной оценки индивидуального и агроценотического состояния культивируемых растений имеет важное значение для повышения эффективности селекционного процесса (идентификации эколого-генетических особенностей исходного материала, отбора хозяйственно ценных форм в расщепляющихся поколениях), разработки агроэкологических паспортов новых сортов и гибридов, экспресс-оценки биологически активных веществ и т.д.
В условиях громадного разнообразия почвенно-климатических, погодных, социально-экономических и других условий особую роль приобретает гарантированность рекомендаций сельскохозяйственной науки. С ростом масштабов сельскохозяйственного производства и его всесторонней интенсификации, неизбежно связанных со значительным увеличением затрат материальных и трудовых ресурсов, существенно возрастают требования к надежности рекомендаций науки, их всесторонней обоснованности и эффективности. Между тем все большее несоответствие между урожайностью новых сортов и гибридов в Государственной системе сортоиспытания и в массовом производстве, высокая зависимость урожайности сельскохозяйственных культур от «капризов» погоды, экспоненциальный рост затрат невосполнимой энергии на каждую дополнительную единицу растениеводческой продукции и многие другие противоречия в растениеводстве страны нельзя отнести лишь на счет организационно-экономических причин. Более того, если пути преодоления последних очевидны, то возможная ошибочность научных рекомендаций, как правило, даже не анализируется.
Имеются веские основания утверждать, что рассмотренные ранее негативные тенденции в развитии агропромышленного комплекса нашей страны отражают не только общие недостатки односторонней, преимущественно химико-техногенной интенсификации растениеводства и деформацию производственных отношений, но и связаны с целым рядом ошибочных рекомендаций сельскохозяйственной науки. Причем речь в данном случае идет не только о частных ошибках, а в первую очередь о концептуальном несовершенстве предлагаемой стратегии интенсификации этой отрасли в целом.
В самом деле, какой бы из основных компонентов сложившейся в бывшем СССР системы ведения растениеводства мы ни взяли, налицо их явное несоответствие важнейшим агробиологическим принципам и положениям. Это касается прежде всего несовершенной (а практически отсутствующей) системы агроэкологического макро-, мезо- и микрорайонирования сельскохозяйственных угодий; недооценки почвозащитной и почвоулучшающей роли видовой структуры посевных площадей; несовершенства системы внутрихозяйственного землеустройства, не учитывающей неравномерности распределения во времени и пространстве лимитирующих величину и качество урожая факторов природной среды в условиях крупных севооборотов и полей; односторонней ориентации селекционно-агротехнических программ на высокую потенциальную урожайность сортов и агроценозов, обычно приводящей к снижению их устойчивости к действию абиотических и биотических стрессоров; низкого уровня пространственной, временной и технологической репрезентативности (достоверности) оценок системы государственного сортоиспытания, машино-испытательных станций и т.д.
При организации научных исследований в области сельского хозяйства исключительно важно правильно определить их иерархию. Очевидно, что без первоочередного решения задач высшего уровня (разработки концепции и стратегии интенсификации) отдельные рекомендации в области агротехники, внесения удобрений, защиты растений и прочие окажутся малоэффективными. Разумеется, разработки стратегии интенсификации растениеводства и агротехники конкретной культуры не заменяют, а лишь дополняют друг друга, что предполагает, в свою очередь, четкое «разделение труда» в решении проблем агропромышленного комплекса между всероссийскими и зональными научно-исследовательскими учреждениями.
Важное значение имеет и правильное определение возможностей экстраполяции разработанных рекомендаций во времени и пространстве, т.е. их гарантированность. Как уже отмечалось, шаблонное применение пропашной системы земледелия, эффективной для равнинных земель, резко усилило эрозию почв в условиях пересеченного рельефа. Зональные системы земледелия, справедливо подчеркивает Сидоров, должны разрабатываться с учетом особенностей местных почвенно-климатических условий и поэтому далеко не всегда совпадают с административным делением не только на областном, но даже и районном уровнях. Так, на территории Воронежской области существуют две природные зоны - лесостепная и степная, а преобладающая в них структура посевных площадей одинакова.
В рекомендациях по внедрению зональных систем земледелия обычно не учитывается тот факт, что даже на площади 2-5 км2 диапазон вариабельности агроклиматических параметров внешней среды (разнообразие типов почв, перепад температур, влажности и т.д.), особенно в условиях пересеченного рельефа, может перекрывать их зональное распределение в масштабе областей, краев, республик. Поэтому в каждом регионе, районе и даже отдельном хозяйстве могут одновременно функционировать несколько систем земледелия. Причем в пределах одного хозяйства и севооборота могут быть разными системы обработки почвы и защиты растений, видовой и сортовой состав, наборы сельскохозяйственных машин и орудий, технологии возделывания одной и той же культуры и т.д. В этом, собственно, и состоит главный смысл стратегии адаптивной интенсификации растениеводства, которая, будучи альтернативной «уравнительному» подходу, исходит из экономически оправданного, но значительно более дифференцированного (высокоточного) использования природной среды, культивируемых видов и сортов растений, оптимизирующих и регуляторных возможностей техногенных факторов (удобрений, мелиорантов, пестицидов, техники, орошения). При этом зональная система земледелия, учитывающая лишь общие (фоновые) особенности почвенно-климатических и погодных условий той или иной крупной агрозоны, для практической реализации должна быть дифференцирована на подсистемы, специфичные для каждой природной микрозоны и агроландшафта, земель равнинных и склоновых (склоновая, противоэрозионная, или полосная), пойменных и террасных, орошаемых и осушенных, засоленных и солонцеватых, кислых и щелочных и т.д.
Как уже отмечалось, разрыв между потенциальной и реализованной урожайностью культивируемых растений в хозяйствах страны в течение последних десятилетий не уменьшается, а, наоборот, увеличивается. Причем очевидно, что это не только организационная, но и научная проблема, решение которой требует разработки таких рекомендаций, реализация которых обеспечивала бы высокую урожайность сельскохозяйственных культур при любой погоде, в т.ч. в зонах «рискованного» земледелия. Научная сложность решения такой задачи известна: однолетние растения в целом лучше приспособлены к немедленному использованию благоприятных, хотя бы и кратковременных условий, чем противостоянию абиотическим и биотическим стрессорам; толерантность растений к экстремальным факторам среды наиболее дефицитна в генофонде естественной флоры, а виды, обладающие такой устойчивостью (к засухе, низким температурам, засоленным и кислым почвам с коротким вегетационным периодом и пр.), оказываются обычно малопродуктивными; многие агротехнические приемы, направленные на повышение потенциальной продуктивности агроценозов, как правило, снижают их экологическую устойчивость и т.д. Поэтому в России первостепенную значимость приобретает целенаправленная разработка научной программы по обеспечению устойчивого роста урожайности сельскохозяйственных культур в неблагоприятных и экстремальных для растениеводства почвенно-климатических и погодных условиях.
Одним из условий дальнейшего прогресса в растениеводстве является получение исчерпывающей информации о состоянии окружающей среды. Согласно вполне оправдавшимся выводам «Всемирной конференции по климату», в предстоящий период научно-технический «взрыв» в сельском хозяйстве произойдет не только за счет достижений биологии или техники, но и более полной информации о климате и его влиянии на сельское хозяйство. Однако следует подчеркнуть, что эффективность такой информации в значительной мере будет зависеть от ее конкретности и оперативности, поскольку усредненные и глобальные оценки почвенно-климатических и погодных условий в сельском хозяйстве малопригодны для практического применения. Последнее обусловлено специфическими требованиями каждого культивируемого вида и даже сорта растений к условиям окружающей среды на разных этапах онтогенеза, и, следовательно, средние за весь вегетационный период метеоданные не позволяют судить о реальном влиянии погодных факторов на урожайность. Так, еще в 1908 г. П.И. Броунов указывал, например, на решающее значение количества осадков в августе-сентябре для урожайности озимых в Черноземной полосе России. Если от посева до колошения, считал Д. Ацци, растения пшеницы нуждаются в большом количестве влаги, то в период от колошения до уборки (период налива зерна) даже небольшое количество осадков отрицательно влияет на величину и качество урожая (вследствие осыпания цветков, полегания растений, поражения их ржавчиной). К примеру, в провинции Кальяри за вегетационный период выпало 166 мм осадков в 1912 г. и 144 мм в 1913 г. Между тем урожайность пшеницы в 1913 г. была на 72% выше по сравнению с 1912 г., что связано с более благоприятным распределением осадков по периодам вегетации. Д. Ацци были установлены «критические» периоды влагообеспеченности для картофеля (за 20 дней до цветения), гречихи (за 20 дней до завязывания зерна), проса (20 дней после появления соцветий), пшеницы (за 15 дней до колошения). Известно также, что даже кратковременное действие экстремальных факторов может привести к гибели растений или значительному снижению величины и качества урожая. Например, повышение температуры до 49-51°С в течение 10 минут обусловливает гибель растений кукурузы; для листьев картофеля летальной оказывается температура в 42,5°С в течение одного часа; завязывание плодов у томата начинается лишь при 18°С в ночной период, а клубнеобразование у картофеля - при снижении температуры почвы до 12°С.
Вот почему усредненные данные об окружающей среде представляют преимущественно географический интерес. «...Средний тип, или средняя величина, есть не более как наше отвлечение, фикция, на самом деле не встречающаяся или встречающаяся очень редко», - считал Филйпченко. По мнению Вента, понятие «климат» в растениеводстве не представляет собой ничего конкретного и является «абстракцией чистой воды». Средние метеорологические данные, пишет А. Демолон, имеют лишь отдаленную корреляцию с сельскохозяйственными явлениями и оставляют нас в неведении относительно той действительной роли, которую играют основные внешние факторы в жизни растений. При этом ускользают из внимания изменения, представляющие наибольший интерес в сельском хозяйстве (распределение климатических и других факторов внешней среды во времени, амплитуда и частота их отклонений от нормальных показателей и др.). Известно, что в большинстве почвенно-климатических зон России урожайность сельскохозяйственных культур, в т.ч. и зерновых, ограничивается не только средними показателями температуры и осадков, а в первую очередь характером их распределения в течение года и особенно по периодам вегетации растений.
Конкретная информация о всех факторах внешней среды необходима еще и потому, что каждый из них действует на растения не изолированно, а во взаимодействии с другими, чем и обусловлены эффекты интегративные (причем не только положительные, но и отрицательные), компенсационные, кумулятивные, синергетические и др. Факторы, лежащие в основе сельского хозяйства, писал В.В. Докучаев, до такой степени связаны между собой, что, если мы хотим овладеть ими, нужно иметь в виду их всю, единую, цельную и нераздельную природу, а не отрывочные ее части. Л.Г. Раменский считал биологически необоснованным использование, например, показателей осадков отдельно от температуры, климатических средних по условным трехмесячным временам года и другим календарным периодам, суждения о засоленности почвы по весу плотного остатка водной вытяжки и т.д. Так, влияние на растительность одного и того же количества хлоридов и сульфатов на почвах тяжелого и легкого механического состава оказывается разным, причем влияние засоленности зависит и от влажности почвы.
Таким образом, эффективное использование природных ресурсов, адаптивного потенциала культивируемых видов и сортов растений и техногенных факторов, достоверная оценка положительных и отрицательных результатов в опытах и производстве должны опираться только на конкретную и оперативную информацию об условиях внешней среды. Однако успешное решение этой задачи возможно лишь при достаточном уровне развития агрометеорологии, микроклиматологии и агрономической фенологии. При этом важно учитывать, что даже глобальные изменения климата в определении величины и качества урожая сельскохозяйственных культур играют меньшую роль, чем колебания погоды. Учет этого положения приобретает особую значимость в связи с тенденцией усиления внезапных погодных флуктуаций, характерной для климата Земли в последние десятилетия. Это, в свою очередь, предполагает необходимость развития агрометеорологии, которая, в отличие от климатологии, изучающей статистический режим атмосферных явлений за длительные периоды времени, сосредоточивает свое внимание именно на погодных условиях. Между тем уровень развития современной агрометеорологии существенно отстает от запросов сельского хозяйства. Достаточно, например, сказать, что до настоящего времени нет однозначного толкования даже термина «засуха». Согласно Всемирной метеорологической организации, имеется 14 определений этого явления, основанных на осадках, 13 - на осадках и средних температурах, 15 - на количестве влаги в почве и особенностях культуры и т.д.
Ранее мы уже приводили мнение К.А. Тимирязева о том, что «климатические условия представляют интерес лишь тогда, когда рядом с ними известны требования, предъявляемые им растением». Поэтому важно сочетание агрометеорологии и агрономической фенологии, т.е. изучение повторяемости и интенсивности факторов внешней среды, и их специфического влияния на каждый вид и сорт культивируемых растений, причем на разных фазах их роста и развития. Именно на такой основе может быть проведена агроэкологическая классификация культивируемых видов и сортов растений, а также продолжены исследования Д. Ацци по разработке метеорологических эквивалентов (количество осадков или температур, которое соответствует их избытку или недостатку для данной культуры и для данного этапа роста и развития растений), климоскопов (распределение абиотических факторов среды по подпериодам вегетации данного вида растения), выделению физиографических зон (совокупность местностей с одинаковым биоклиматическим фоном по отношению к данному виду растений) и, наконец, по подготовке работ типа «Сельскохозяйственная экология» и «Климат пшениц» с охватом важнейших сельскохозяйственных культур.
Качественно иного уровня требует и агрометеорологическое информационное сопровождение всей опытной работы в научно-исследовательских учреждениях селекционного и агротехнического профиля, на участках государственного сортоиспытания, в службе защиты растений и агрохимического обслуживания, т.е. во всей системе, разрабатывающей практические рекомендации сельскохозяйственному производству. Очевидно, например, что оценка новых агротехнических приемов, сортов и гибридов может быть достоверной во времени и пространстве лишь при детальном учете распределения погодных факторов в течение суток и всей вегетации непосредственно в месте проведения опытов. Путем использования этих данных могут быть составлены фитоклиматограммы, позволяющие судить о соответствии различных сортов и агроприемов конкретному комплексу почвенно-климатических и погодных условий. Например, еще в 1930-х гг. при проведении полевых опытов Д. Ацци считал обязательным устанавливать рядом с растениями термограф, поскольку в противном случае исследователь не сможет понять причин наблюдаемых явлений, а его выводы и рекомендации будут недостоверными. Разумеется, выбору места расположения опытных участков должна предшествовать соответствующая задачам исследования комплексная оценка агроэкологической типичности каждого из них. Заметим, что для получения достоверной информации о влиянии погодных флуктуаций на сельскохозяйственные растения минимально необходим 10-летний период наблюдений, а в США в настоящее время ежегодно получают свыше 100 тыс. оценок (включающих, помимо показателей величины урожая и его качества, данные по фенологии, специфике адаптивных реакций растений и др.) по каждой из основных сельскохозяйственных культур, выращиваемых в разных почвенно-климатических зонах.
Важнейшей особенностью культивируемых растений является широкое варьирование их хозяйственно ценных признаков в постоянно изменяющихся условиях внешней среды. Поэтому определение коэффициентов вариации исследуемых признаков должно быть начальным этапом любого эксперимента с биологическими объектами. Без этого спланировать опыты и отобрать средние пробы, т.е. обеспечить достоверность информации о сортах и агротехнических приемах, практически невозможно.
Решающее значение в обеспечении достоверности рекомендаций сельскохозяйственной науки имеет также пространственная и технологическая типичность селекционных, агротехнических и сортоиспытательных полей. Как при поднятии сельского хозяйства, так и при организации опытного дела, - писал Л.С. Берг, - необходимо учитывать тот географический ландшафт, в котором приходится работать сельскому хозяину. Основную задачу сельскохозяйственных опытных станций Г.Т. Селянинов видел в «целесообразном приспособлении к местному климату» всей сельскохозяйственной деятельности. Агрономические исследования, по мнению А. Демолона, могут быть наиболее успешны лишь тогда, когда они задуманы и выполнены по единому плану в правильно выбранных пунктах. Получив определенные результаты в полевом опыте, - подчеркивал Деревицкий, - исследователь должен одновременно указать амплитуду условий, при которых эти результаты будут повторяться. И хотя справедливость приведенных выше требований к проведению исследований широко известна, они зачастую нарушаются, что неизбежно снижает достоверность рекомендаций отечественной науки сельскому хозяйству.
Поскольку для более чем 50% территории России характерны различные формы рельефа, громадная пестрота типов почвы и естественных ландшафтов, диапазоны вариабельности почвенно-климатических и микроклиматических параметров даже на малых площадях могут перекрывать зональное их распределение. При этом любой склон на своем протяжении оказывается комбинацией участков, отличных между собой как по качеству почвы, так и по распределению метеорологических элементов, а в пределах района можно различать несколько микроклиматов, приуроченных к элементам рельефа: водоразделам, склонам различных экспозиций, поймам. Поэтому участки под опыты необходимо выбирать с учетом их почвенной и микроклиматической типичности, а научные рекомендации должны сопровождаться оценкой агроэкологической репрезентативности и экономически оправданной (допустимой) степени риска практического применения. Такая постановка вопроса имеет особенно важное значение в нашей стране, где большая часть сельскохозяйственных угодий находится в неблагоприятных и даже экстремальных почвенно-климатических и погодных условиях. Очевидно, что если условия опытных полей селекцентра, ГСУ или НИУ агротехнического профиля не типичны по рельефу, типу почв, микроклимату и другим условиям для соответствующей агроэкологической зоны, то масштаб достоверной генерализации полученных рекомендаций будет незначителен. В этой ситуации наиболее вероятно, что рекомендуемые сорта и технологии окажутся эффективными лишь в узкой агроэкологической нише, а попытки экстраполировать полученные результаты на большую территорию приведут к грубым ошибкам.
Между тем, как показывает анализ, размещение значительной части опытных полей селекционных центров, ГСУ и НИУ является зачастую случайным, т.е. они характерны лишь для незначительной (причем, как правило, лучшей) части почвенно-климатических условий в агрозонах потенциального тиражирования новых сортов, агроприемов и технологий. Так, согласно нашим расчетам, большая часть ГСУ в бывшем СССР типизировала обычно не более 50% площадей потенциального распространения сорта. Кроме того, уровень оптимизации условий среды за счет техногенных факторов (удобрений, пестицидов, агротехники) в условиях ГСУ и НИУ был выше, чем в большинстве хозяйств. В результате «оазисной» оценки преимущество получали сорта и технологии, обеспечивающие рост потенциальной продуктивности растений, тогда как их влияние на устойчивость агроценозов и агроэкосистем к абиотическим и биотическим стрессорам оценивалось неверно. При этом могли быть забракованы сорта и технологии с более высокой урожайностью и качеством продукции в менее, благоприятных, однако типичных для производства почвенно-климатических и погодных условиях. И если в прошлом при сравнительно невысоком уровне урожайности испытываемых сортов и агроценозов недооценка их экологической устойчивости незначительно сказывалась на достоверности рекомендаций ГСУ и НИУ, то с ростом потенциальной урожайности значение достоверной оценки сортов (гибридов) и технологий резко возрастает.
В связи с этим уместно отметить тенденции, характерные для сельского хозяйства США, где уже с 1979 г. разрыв в урожайности растений и продуктивности животных в научных учреждениях и фермерских хозяйствах непрерывно сокращается, т.е. «резервы и технологии новых знаний в условиях фермерских хозяйств исчерпываются быстрее, чем пополняются». Объясняется это тем, что генетический потенциал новых сортов растений и пород животных оказался в значительной степени использованным. Разумеется, в данном случае речь идет лишь о тенденциях, поскольку рекордные урожаи сельскохозяйственных культур и на опытных станциях США существенно превышают среднюю урожайность по стране.
Разработка рекомендаций, направленных на эффективное использование природных ресурсов каждого региона и местности, а также факторов оптимизации условий внешней среды (удобрений, мелиорантов, пестицидов, орошения), требует учета специфики адаптивного потенциала каждой возделываемой культуры и соответствующих сортов (гибридов). Так, по данным В.П. Мосолова, вариабельность урожайности в зависимости от расположения на склоне (верхняя или низинная часть, разные экспозиции) наиболее высока для таких культур, как яровая пшеница и просо, тогда как овес, горох и гречиха слабо реагировали на особенности микроклимата. Кроме того, зависимость вариабельности хозяйственно ценных признаков обычно увеличивается с ростом потенциальной урожайности сортов и агроценозов. Специфичность уровня экологической изменчивости для каждого вида растений указывает на то, что разные культуры и даже сорта имеют разные «оптимальные агроэкологические ареалы» и эту особенность необходимо учитывать как на этапе селекции (создание генотипического разнообразия для стенопотентных видов растений), так и в процессе сортоиспытания (дифференцированный подход при оценке репрезентативности участков сортоиспытания), а также при разработке агротехнологий.
Поскольку реализуемый потенциал онтогенетической адаптации культивируемого вида растений обусловлен особенностями районированных в данный период времени соответствующих сортов и гибридов, ошибки, допущенные при определении приоритетных культур в селекционных центрах, а также в Государственной системе сортоиспытания, имеют непосредственное отношение и к нарушению принципов адаптивного агроэкологического районирования сельскохозяйственных угодий. Типичным примером такой ситуации является неоправданное сокращение посевных площадей ржи в зонах с кислыми и песчаными почвами. Между тем в РФ площадь кислых почв достигает 50 млн га (из которых ежегодно известкуют лишь небольшую часть), а рожь, в отличие от пшеницы, по своим биологическим свойствам более приспособлена к неблагоприятным условиям северных и центральных зон, обладая не только большей холодостойкостью, но и, главное, способностью давать высокие урожаи на почвах, малопригодных для возделывания других зерновых культур. Заметим, что уже к концу 2000-х гг. средняя урожайность ржи в Германии достигла 56 ц/га. При этом питательная ценность белков ржи составляет 83% от питательности белков молока, тогда как пшеницы - лишь 41%.
Следует подчеркнуть, что возможности «погашения» отрицательного влияния пространственной и временной нерепрезентативности рекомендаций селекцентров, ГСУ и НИУ в условиях крупномасштабной организации и специализации сельскохозяйственного производства по сравнению с мелкомасштабной (фермерской) системой его организации резко снижаются. Иными словами, в условиях крупномасштабной организации хозяйств значительно возрастает ответственность ученых за достоверность рекомендаций производству, поскольку даже незначительная ошибка в них обычно приводит к большому экономическому ущербу.
Считается, что вступление человечества в XXI столетие характеризуется повсеместным переходом к «экономике знаний», реализация которой особенно актуальна в сельском хозяйстве, т.е., по существу, «цехе под открытым небом», «абсолютно неустранимые особенности» которого связаны с использованием в качестве средств производства, предметов, а зачастую и продуктов труда живых организмов. При этом знание, как фактор эффективного производства и конкурентоспособности, отличается от любых других экономических категорий, т.к. является неограниченно возобновимым ресурсом, подчинено быстрым изменениям и обладает громадным интеграционным (на уровне стран и наций) потенциалом. Все это и предопределяет исключительно важную роль науки в развитии агропромышленного комплекса. К числу соответствующих приоритетов, в т.ч. учитывающих специфические природные и социально-экономические условия нашей страны, следует отнести:
- ученые, политические деятели и общество должны взаимодействовать, чтобы реализовать знания в лучшем качестве жизни всего населения. Известно, что даже превосходные знания, не предотвращающие бедность, голод и глобальные экологические кризисы, заканчиваются отчаянием и необратимыми отрицательными последствиями для всего человечества. Вот почему наука должна определить критические тенденции в современном мире и предложить решения этих проблем, выработав глобальный этический кодекс;
- поскольку в современной экономике знания - главная движущая сила долгосрочного и жизнеспособного развития общества, в его основу должны быть положены: равный доступ к знанию и информационному обеспечению всего населения; снижение всевозрастающего неравенства между богатыми и бедными, развитыми и развивающимися странами; непрерывный диалог между обществом и наукой, обеспечивающий их сотрудничество, гармонию и моральную взаимоответственность;
- социальный контекст современной науки, состоящий в том, что, с одной стороны, она опирается на общество, а с другой - на увеличивающуюся социальную ответственность самой науки. Возрастающая сложность знания и неуверенность в использовании их результатов подняли новые этические проблемы, главная из которых связана с необходимостью восстановления доверия общества к итогам научных исследований;
- важность целостного взгляда на окружающий мир и особенно биосферу, поскольку тенденции ко все большей детализации соответствующих объектов исследований и сужению их границ неизбежно увеличивают фрагментарность, но не точность наших знаний. Как справедливо заметил Селье, электронный микроскоп в миллион раз повысил остроту зрения биолога, но в то же время во столько же раз сузил поле его зрения. И если когда-нибудь биология «уменьшится» до химии и физики, то это произойдет только потому, что эти последние вырастут до биологии. Становится все более очевидным, что, если в биологическом мире (мире жизни) не удается увидеть и понять функции и значимость составляющих его деталей в целом, представление о нем будут искаженными. Системный подход наиболее востребован в сельскохозяйственной науке, зачастую базирующейся на дискретно-эмпирических, т.е. без широкого видения, подходах к решению стоящих проблем;
- считающуюся общепризнанной в мировой науке точку зрения о том, что предстоящий «взрыв» научно-технического прогресса в сельскохозяйственном производстве произойдет на основе эффективного использования более полной и оперативной информации об адаптивных и средоулучшающих особенностях культивируемых видов и сортов растений, а также о климате, погоде, почве, конструкциях агроэкосистем и агроландшафтов, т.е. всех компонентах в системе «растение - среда». Поэтому особое внимание должно быть уделено разработке и использованию проблемно-ориентированных информационно-измерительных комплексов для системного, многопараметрического контроля абиотических и биотических компонентов агробиогеоценозов с последующей автоматизированной обработкой полученных данных. Только на основе оперативной, достоверной и детальной (конкретной) информации об абиотических и биотических компонентах агробиогеоценозов и агроэкосистем могут быть обеспечены не только эффективное использование природных, биологических и техногенных ресурсов, но и гарантированность рекомендаций науки. Вот почему создание современной инструментальной базы для биологических исследований и сельскохозяйственного производства следует рассматривать в качестве решающего условия повышения эффективности фундаментальных исследований и перехода сельского хозяйства к адаптивной, многофакторной его интенсификации;
- выдающиеся достижения науки в разных областях знаний, которые расширяют число и спектр используемых качественно новых естественных и антропогенных факторов интенсификации сельскохозяйственного производства, существенно увеличивая их интегративный эффект. «Чтобы увеличить в значительных размерах количество вкладываемого в землю капитала, - писал В.И. Ленин, - надо изобрести новые машины, новые системы полеводства, новые способы содержания скота, перевозки продукта и пр.». Однако успешно реализовать указанную возможность на основе концепции преимущественно химико-техногенной или биологической интенсификации АПК невозможно. В первом случае за пределами широкого практического использования остаются накопленные в течение многих десятилетий знания в областях ботаники, зоологии, генетики, микробиологии, фитоценологии, синтетической теории эволюции и других фундаментальных наук (которые нередко ошибочно относят к числу описательных), а во втором - научные и практические достижения промышленной революции (в химии, технике, энергетике и т.д.). Поэтому стратегия адаптивной интенсификации растениеводства, базирующаяся на широком вовлечении в интенсификационные процессы всех биологических компонентов и систем агробиогеоценозов, а также более дифференцированном (адаптивном) использовании природных ресурсов и техногенных факторов, оказывается наиболее наукоемкой;
- новые сорта и гибриды как важнейшее, причем самое доступное, централизованное и экономически эффективное средство использования почвенно-климатических, погодных, техногенных, трудовых, финансовых и других ресурсов. Именно с помощью сорта (гибрида) удается наиболее эффективно вовлечь в продукционный и средообразующий процессы агрофитоценозов и агроэкосистем благоприятные условия внешней среды и противостоять неблагоприятным, обеспечивая устойчивый рост величины и качества урожая, эффективное превращение техногенной энергии в пищевые калории, продвижение северных («осеверение») и южных («аридизация») границ биологически возможного возделывания культур до экономически оправданного. Чем хуже почвенно-климатические и погодные условия, чем ниже уровень техногенной оснащенности хозяйств и их дотационности, тем выше роль сорта (гибрида) в обеспечении высокого урожая, его ресурсоэнергоэкономичности, природоохранности и рентабельности. Адаптивную систему селекции растений следует рассматривать также в качестве наиболее реального и эффективного средства, использование которого позволит в долговременной перспективе свести к минимуму неблагоприятные для сельского хозяйства последствия глобального и локального изменения климата;
- способность фундаментальной науки к выработке стратегии решения самых крупных проблем и разработке качественно новых путей и методов их реализации. Обеспечение продуктами питания населения, безусловно, одна из самых сложных и многоплановых задач современности, включающих социально-экономические, экологические, энергетические демографические, этнические и другие аспекты. Многоотраслевой характер самого АПК, а также всевозрастающая сложность и масштабность проблем его дальнейшего развития выдвигают межведомственный принцип организации НИР и OKP в качестве непременного условия проведения единой научно-технологической политики в этой области. Актуальность именно системного подхода в этой сфере обусловлена непредсказуемостью многих первичных и последующих событий, связанных с возможными изменениями климата, усилением антропогенной нагрузки на биосферу и пр. Одной из особенностей природных процессов является, как известно, появление в их развитии неустойчивых состояний, сложных прямых и обратных связей, саморазвивающихся реакций и пр. В этом случае даже, казалось бы, небольшое вмешательство в природную среду может вызвать последствия огромного масштаба. При этом, например, химико-техногенная интенсификация сельскохозяйственного производства может быть не только основным фактором повышения его продуктивности, но и ускоряющим процессом водной и ветровой эрозии почвы, масштабного загрязнения и разрушения природной среды и других негативных явлений. Вот почему вопрос о стратегии дальнейшей интенсификации АПК как раз и становится наиболее дискуссионным в теории и практике сельскохозяйственного природопользования;
- понимание того, что сельскохозяйственная наука, будучи одной из самых мирных составляющих современного знания, оказывается и самым мощным средством в обеспечении продовольственной, а значит, и государственной безопасности каждой страны. Именно об этом свидетельствует применение методов экологической войны, развязанной США в Южном Вьетнаме, где с помощью дефолиантов и других химических средств были уничтожены сельскохозяйственные культуры на 43% площади всех земельных угодий и вся растительность на 44% площади лесных массивов и джунглей. С целью воспрепятствовать их восстановлению, как убежищу патриотов, была посеяна своеобразная сельскохозяйственная культура (дьявольский плод работы селекционеров), которую не может есть ни одно животное, которую весьма трудно уничтожить. Одновременно во Вьетнаме были использованы и методы управления погодой (за счет рассеивания йодистого серебра удавалось на 3% увеличить количество осадков, что приводило к распутице на главных путях сообщения);
- первостепенную значимость научного обеспечения АПК, роль которого особенно велика в условиях громадного разнообразия почвенно-климатических, погодных, социально-экономических, демографических, этнических условий в основных земледельческих зонах России. Важность решения этой задачи резко усиливается при переходе современного мира к однополярному политическому и экономическому его устройству во главе с США, традиционно использующих в своей глобальной стратегии «эффект Матфея», согласно которому, «всякому имеющему дается и приумножиться, а у неимущего отнимется и то, что имеется» (изречение из «Евангелия от Матфея»);
- необходимость всемерного повышения уровня социально-экономической и политической свободы, а также образованности отечественного крестьянства. В 1783 г. в статье «Замечание о неравенстве в нашем отечестве», отмечая процветание науки и искусства в России, превосходящее европейские, А.Т. Болотов задавал вопрос: почему же сельское хозяйство не достигло таких же успехов? Какова причина такого положения? «Я не знаю, - пишет он, - не ошибаюсь ли я, но, мне кажется, главнейшие препятствия сему суть сии: 1. Крайнее невежество наших земледельцев... 2. Неимение собственности крестьянина...». И тут же замечает, что «без просвещения ... одна собственность и независимость ничего не сделают, доказательство сему наши однодворцы».