CC BY
258
УДК 633/635:63:001
ПРОБЛЕМЫ СОВРЕМЕННОГО РАСТЕНИЕВОДСТВА И ПУТИ ИХ РЕШЕНИЯ
Н.В.Парахин
д.с.-х.н., профессор, академикРАСХН, зав. кафедрой растениеводства, ректор ОрелГАУ
Дан научный анализ современного состояния растениеводства, выявлены основные дестабилизирующие факторы его развития, пути повышения устойчивости растениеводства.
Достижения современной биологической науки, наукоемких технологий позволяют обеспечивать высокий уровень развития сельскохозяйственного производства.
Это особенно важно в связи с тем, что, во-первых, значительная часть населения мира голодает. Во-вторых, наряду с этим численность народонаселения в 2030 году практически удвоится и по прогнозам ООН достигнет 10 млрд. человек. Ясно, что темпы роста сельскохозяйственного производства должны обеспечивать возрастающие потребности в продуктах питания.
С другой стороны, обеспечить прирост основных продуктов питания (прежде всего хлеба) за счет тех ресурсов, которые использовались в XX веке практически невозможно. Возможности их: расширение площадей, использование техногенных факторов, достижений «зеленой революции» исчерпаны или истощились.
Основным источником решения этой проблемы будет, конечно, повышение урожайности сельскохозяйственных культур. Вместе с тем, нельзя не учитывать, что среднегодовые темпы прироста урожайности зерновых устойчиво снижались с 2,9% в 1967-1982 гг. до 1,8% в 1982-1994 гг. [18]. Более того, каждая дополнительная единица повышения урожайности требует значительно больших затрат, чем это требовалось ранее [12].
Урожайность зерновых культур за последние десятилетия выросла более чем в 3 раза и достигла 7,0-8,0 тонн зерна с 1 га. Потенциал же ультра новых сортов в условиях полного соблюдения их агротехники позволяет получать зерна в 1,5 раза больше.
Однако эти и другие достижения обеспечивались чаще всего интенсификацией техногенных факторов, негативно влияющих не только на экологическое состояние, но и на самого человека. Фактически современное сельскохозяйственное производство вступило в противоречие с главным источником своего существования с самой природой. Черпая созданные ею ресурсы, оно не сохраняет и не возобновляет, а, наоборот, истощает и ухудшает их. Сегодня уже можно говорить не о тенденциях, а об опасных размерах и необратимых последствиях ухудшения.
Площадь пустынь ежегодно увеличивается на 6 млн. га, а площадь лесов при этом уменьшается на 100 млн. га [21]. Агроэкосистемы особенно сильно деградируют из-за проявления эрозионных процессов, что приводит к изъятию из оборота огромных площадей сельскохозяйственных угодий. [20]. Расчеты ВНИИЗиЗПЭ показывают, что за последние 60 лет черноземы Курской области вследствие сильной эрозии потеряли с каждого гектара около 100 т гумуса и 5,5 т азота. В целом на планете эрозия ежегодно разрушает на 23 млрд. тонн плодородной почвы больше, чем образует-
ся вновь. И если не предпринять срочных мер, то ее запасы могут иссякнуть уже через 150 лет [5, 29].
Эти процессы сопровождаются глобальным изменением климата (парниковый эффект, озоновые дыры и т.д.), нарастающим загрязнением окружающей среды тяжелыми металлами, радиоактивными элементами, токсическими продуктами распада пестицидов и накоплением их в сельскохозяйственных продуктах [13, 36, 14, 25].
По мнению академика РАСХН А.А. Жученко [11], наиболее важными противоречиями в АПК России в ушедшем столетии были: экспоненциальный рост затрат исчерпаемых ресурсов на каждую дополнительную единицу сельскохозяйственной продукции; разрушение и обеднение окружающей среды; загрязнение окружающей среды и продуктов питания; снижение биологического разнообразия и рост генетической уязвимости экосистем; эффекты «пестицидного бумеранга» и «эволюционного танца» в системе хозяин - паразит; снижение темпов наращивания производства продуктов питания.
Причин такого развития достаточно много. Но, к сожалению, по масштабам и степени воздействия на него наибольшее влияние оказывает сам человек. его неумелые и необоснованные действия по последствиям иногда сопоставимы с ущербом от глобальных катастроф. Хорошо известно к каким масштабным негативным последствиям в прошлом столетии привело освоение целинных земель. колоссальный ущерб нанесла сельскому хозяйству и начатая в 1990-е годы социально-экономическая реформа, которая по уровню ВВП отбросила Россию на 100 лет назад. [4].
Назрела острая необходимость в разработке принципиально новых подходов к производству, в котором центральное место должна занять гармонизация отношений человека с природой, экономикой и экологией.
Несомненно, одним из приоритетных направлений достижения этой цели является создание экологически и экономически рационального землепользования, основывающегося на адаптивно-ландшафтных системах земледелия. Главной особенностью которых является сбалансированное и стабильное функционирование их составляющих, базирующееся на приближении функций агрофитоценоза к функциям естественных экосистем, то есть на использовании того опыта, который накоплен природой [14, 15]. Нарушение же экологических законов при использовании земель приводит к падению плодородия почв, к загрязнению водной и воздушной среды, к снижению урожайности сельскохозяйственных культур, к ухудшению качества сельскохозяйственной продукции и, в конечном итоге, падению экономической эффективности растениеводства в целом [30, 24, 17].
Вестник ОрелГАУ 1'06
Растениеводство
Главной особенностью адаптивно-ландшафтных систем земледелия является сбалансированное и стабильное функционирование основных составляющих, базирующееся на приближении функций агрофитоценоза к естественному состоянию экосистем.
В этой связи, на наш взгляд, не обрабатываемые ныне 30 млн.га оставить не бросовыми землями, а засеять многолетними травами. Это будет способствовать сохранению культуры полей, плодородия почв, формированию полезной фауны и флоры.
Решение этой важной задачи должно строиться на анализе как в целом агроэкосистем, так и отдельных их компонентов: почв, растительного покрова, миграции химических веществ, распределения тепла и влаги, уровней антропогенной нагрузки, средообразующих возможностей разных видов растений, симбиотических типов взаимодействий, сортовой и видовой взаимокомпенсаторности, гибких структур севооборотов посевных площадей.
Недооценка этих факторов, иногда, вызывает такие серьезные изменения в агроэкосистемах, что может приводить к потере тех или иных функций почв или полному их уничтожению. к великому сожалению, деградация почв носит поступательный и масштабный характер. Общая площадь разрушенных и деградированных почв за всю историю человечества составляет 20 млн. км2, что значительно превышает всю пахотную площадь современного мира - 15 млн. км2 [28].
Наибольший удельный вес здесь приходится на водную эрозию (56%). Очевидно, что этот фактор следует рассматривать как один из главных в дестабилизации растениеводства во многих регионах, в том числе и в Орловской области, имеющей более 50% эрозионноопасных почв.
Нерациональное землепользование наряду с резким снижением содержания гумуса и усилением деградации почв ведет так же и к значительному их загрязнению метаболитами, тяжелыми металлами и радионуклидами. Радиоактивные элементы в данном случае представляют наиболее опасный источник загрязнения сельскохозяйственного производства. Даже небольшое их количество приводит к опасному ухудшению качества продукции, является серьезным препятствием в создании устойчивого и экологически чистого растениеводства. Неслучайно радиологическому мониторингу во всем мире придается первостепенное значение. Это актуально для Брянской, Калужской, Тульской и Орловской областей, подвергшихся радиационному загрязнению в результате аварии на Чернобыльской АЭС в 1986 году. По данным обследования 1993 года, почти 30 процентов сельхозугодий имеют опасную плотность загрязнения.
Серьезные трудности в организации устойчивого и эффективного растениеводства может представлять и загрязнение сельскохозяйственных угодий тяжелыми металлами (ТМ). Масштабы их распространения и интенсивность миграции в окружающей среде во многих местах приобрели опасный характер для нормального функционирования экосистем и здоровья человека.
Особенность загрязнения почв ТМ состоит в том, что они не подвергаются процессам естественного разрушения и, попадая в почву, становятся определяющим фактором ее пригодности для сельскохозяйственного производства. Это важно учитывать сейчас в растениеводстве потому, что
высокая продуктивность и чистота природных ресурсов становятся основным условием конкурентоспособности продукции, источником доходов, решения многих социальных, экономических и энергетических задач региональных экосистем. В связи с этим возникает реальная необходимость разработки стратегии регуляции уровня ТМ в системе почва - атмосфера - вода - растения - животные -человек, базирующейся на взаимосвязанных и взаимообусловленных процессах их круговорота [34, 30].
Неслучайно, наращивая уровень интенсификацион-ных процессов в сельском хозяйстве (использование минеральных удобрений, пестицидов, физиологически активных веществ и т.д.), в индустриально развитых странах одновременно широко используют и так называемые «даровые силы природы». Для этого они максимально реализуют, в частности, почвоулучшающие возможности бобовых культур и оставляют на полях свыше 75% растительных остатков, постоянно совершенствуя структуру посевных площадей.
В последние годы усиливается значимость научно-обоснованных севооборотов, максимально адаптированных к почвенно-климатическим условиям. Очень важно для каждого региона проводить поиск вариантов с более разнообразным набором культур: чем больше чередование различных по биологии культур в севообороте, тем лучше физио-лого-биохимический состав почвенной среды, тем выше уровень эффективности плодородия почвы [8, 1, 19, 31]. Сокращение же набора возделываемых культур обусловливает повышение уровня почвоутомления, которое, по оценкам ФАО, приводит к потере четверти мирового урожая.
Вот почему севообороты должны быть с достаточной долей почвозащитных и почвовосстанавливающих культур, в частности бобовых, как хороших азотфиксаторов. Биологический азот почти в три раза дешевле, его производство и использование не связано с экологическими издержками [37]. К сожалению, в последнее время в погоне за быстрой выгодой эти прописные истины стали часто игнорироваться (наблюдается ориентация на «рыночную культуру»), и в связи с этим есть опасение, что в недалеком будущем ситуация в растениеводстве может еще более осложниться.
Использование в земледелии биологизации интенси-фикационнных процессов позволяет при значительном снижении затрат на энергоресурсы получать высокий урожай, обеспечивать необходимый уровень его качества. Опыт работы многих хозяйств и предприятий, в том числе и Орловской области, является ярким тому подтверждением.
Важно определиться не только с правильным подбором культур для севооборота, но и сортов, которые стали в настоящее время одним из определяющих факторов развития устойчивого растениеводства. Сорт является уникальной агробиологической системой, целенаправленным изменением которой можно с наибольшей эффективностью решать многие проблемы, стоящие перед современным сельским хозяйством: повышение урожайности и качества продукции, устойчивость к биотическим и абиотическим факторам среды; снижение энергетической и экологической нагрузки на производство и т.д. Возделывание новых сортов и гибридов хотя и связано с определенным ростом дополнительных затрат, однако получаемая прибавка уро-
жая позволяет не только компенсировать эти расходы, но почти в 3 раза увеличить чистый доход [26].
Тем не менее, необходимо иметь ввиду, что современные сорта могут эффективно реализовывать свой биологический потенциал лишь при высокой культуре земледелия, более строгом соблюдении полного «пакета» сортовой агротехники. Наряду с этим, интенсивные сорта по-прежнему сильно снижают урожайность в неблагоприятных условиях, многие из них обладают слабым иммунитетом к вредителям и болезням. [20, 16, 2, 3].
По статистическим данным фитосанитарной службы России, в настоящее время ежегодные потери зерна только от болезней составляют от 8,5 до 29,1 млн. тонн, поэтому проведение защитных мероприятий на сортовых посевах сельскохозяйственных культур стало сейчас в стране, в том числе и Орловской области, особенно актуальным. В данном случае научные исследования необходимо направлять, прежде всего, на разработку интегрированных систем защиты растений, в которых оптимально сочетались бы и химические и особенно биологические средства. Тем более, что уже имеются хорошие результаты о высокой эффективности последних.
При организации устойчивого развития растениеводства необходимо учитывать и природно-климатические особенности региона, в том числе, чтобы правильно осуществить территориальное размещение культур. При этом вся система агробиологических и экологических мероприятий управления продукционным процессом в агроце-нозах должна быть направлена на снижение его зависимости от капризов погоды. В России 80% убытков от погодных флуктуаций приходится на сельское хозяйство. Поэтому любая национальная политика, не учитывающая значение климата в сельскохозяйственном производстве и возможные его изменения, будет иметь самые неблагоприятные последствия.
Накопленный опыт европейскими развитыми странами и отечественными преуспевающими производителями показывает, что в повышении устойчивости сельскохозяйственного производства особая роль принадлежит животноводству, поскольку затраты растениеводства на 50% окупаются результатами деятельности последней. В связи с чем, одной из приоритетных задач аграрной науки следует считать разработку комплексных научных программ по созданию в растениеводстве надежной кормой базы, обеспечивающей эффективное и устойчивое развитие отрасли животноводства.
Все отмеченное выше позволяет заключить, что устойчивость растениеводства определяется совокупностью природно-климатических, экономических, технико-технологических факторов. Каждый из них, при определенных условиях, может быть причиной резкого снижения урожайности и качества продукции и, как следствие, падения эффективности производства. В России экономический фактор во многих случаях стал сейчас доминирующим. Поэтому решение проблемы видится в необходимости создания системы социально-экономических условий для обеспечения устойчивого и эффективного развития растениеводства, отвечающего требованиям рыночной экономики. То есть, чтобы реально достичь гарантированно устойчивого развития производства, нужно, прежде всего, создать для него благоприятные социально-экономические предпосылки.
Здесь очень важно решение задач по устранению причин обнищания сельского населения, формирования единых по стране подходов к качеству жизни. Устойчивость определяется и экономикой. Получаемая сегодня сельхозпредприятиями прибыль, не может обеспечить расширенное воспроизводство. В этой связи чрезвычайно важным является реализация национального проекта «Развитие АПК». Создание необходимых условий для привлечения молодых кадров на село будет, безусловно, способствовать решению проблем АПК на основе новых знаний, нового интеллекта. Несомненно, это должно достигаться на основе широкого использования достижений научно-технического прогресса в целом и аграрной науки, в частности. Большинство стран мира совершили прорыв во многих сферах производственной деятельности, в том числе сельскохозяйственной, только за счет научных инноваций. Этот путь неизбежен и для России. И тогда наша страна перейдет из сырьевой в интеллектуально насыщенную экономикой державу.
К сожалению, в настоящее время в нашей стране все еще не создан эффективный организационно-экономический механизм управления НТП в сельскохозяйственной отрасли, побуждающий потребителя использовать, а разработчика создавать научно-технические проекты. Поэтому назрела острая необходимость в качественном изменении подходов в решении стоящих проблем перед современным растениеводством, которые должны базироваться на тесной интеграции разных направлений науки.
С учетом выше отмеченного, в Орел ГАУ была разработана научная Программа: «Проведение исследований и разработка модели устойчивого и эффективного растениеводства в Центрально-Черноземном регионе России» (номер государственной регистрации 01200511580), целью которой является повышение эффективности и конкурентной способности сельскохозяйственного производства региона, посредством разработки научно обоснованных рекомендаций и интеграции их в экономику.
Литература
1. Акименко А.С. Сочетать техногенные и биологические факторы интенсификации земледелия //Земледелия.- 33.- 1999.- С. 20.
2. Амелин А.В. Морфофизиологические основы повышения эффективности селекции гороха. Автореферат дис...д.с.-x. наук.М.: МСХА, 2001.-46 С.
3. Амелин А.В., Азарова Е.Ф., Куликов Н.И., Ларионова Л.И., Цыбакова Ю.Н. Роль сорта в формировании урожая // Земледелие. - 2002.- 31. - С. 42.
4. Андрианов В.Д. Мировой ВВП и перспективы удвоения ВВП в России // Маркетинг. - 2004. - 33 (76). -С.3-16.
5. Браун Л.Р. Земля ждет помощи... Достигнут ли предел роста продуктивности? //Курьер Юнеско.- 1984. -35.-С.9-11.
6. Бутенко Р.Г. Экспериментальный морфогенез и дифференциация в культуре клеток растений. 35-е тимирязевское чтение. М., 1975.- 52с.
7. Глобальные экологические проблемы на пороге XXI века: Материалы научной конференции, посвященной 85-летию академика А. Л. Яншина. М.: Наука, 1998.
Вестник ОрелГАУ 1 '06
Растениеводство
8. Дудкин В.М., Лобков В.Т. Биологизация земледелия: основные направления // Земледелие. -1990. - №11. -С.43-46.
9. Жученко A.A. Стратегия адаптивной интенсификации сельского хозяйства (концепция). Пущино: ОНТИ ПНЦ РАН, 1994. - 148 с.
10. Жученко A.A. Стратегия интенсивной адаптации растениеводства// Сельскохозяйственная биология. 2001. С.3-17.
11. Жученко A.A. Экологическая генетика культурных растений и проблемы агросферы (теория и практика): Монография. В двух томах.- М.: ООО «Издательство Аг-рорус», 2004.-1153с.
12. Жученко A.A. Ресурсный потенциал производства зерна в России. М: «Издательство Агрорус», - 2004.
13. Изаков М.Н. Сумеем ли мы сохранить биосферу? // Экология и жизнь. - 1998. - №1. - С. 34 - 43.
14. Ковалев Е.В. Глобальные продовольственные проблемы // Мировая экономика и международные отношения. - №10 - 2004. - С. 26-34.
15. Котляков В.М. Глобальные изменения климата: антропогенное влияние или естественные вариации? //Экология и жизнь.- 2001. - №1. - С. 44-47.
16. Литвиненко Н.А. Селекция на повышение адаптивного потенциала озимой мягкой пшеницы// Вестник с.-х.науки.- 1990. - № 5. - С. 98-106.
17. Лопырев М.И. Экологизация земледелия на ландшафтной основе. Воронеж.: «Полиарт», - 2004.
18. Мелик-Саркисов С.О. Биотехнология в аграрном секторе. М.:»Ульяновский Дом печати». 2005, - 288 с.
19. Мутиков В.М. Экологизация Земледелия в хозяйстве //Земледелие -2000. №5.- С.9.
20. Неттевич Э.Д. Проблемы селекции зерновых культур в Нечерноземной зоне РСФСР в связи с интенсификацией земледелия// С.-х. биология. - 1979. - Т. Х1У.-№5.-С .543-549.
21. Николаев В.А. Основы учения об агроландшаф-тах. Агроландшафтные исследования. М.: МГУ, 1992.
22. Обаси О.П. Наш будущий климат // Метеоспектр. - 2002. - № 3-4. - С. 119-123.
23. Парахин Н.В. Эколого-стабилизирующее значение кормовых культур в растениеводстве. - М.: Колос, 1997, - 176 с.
24. Парахин Н.В. Экологическая устойчивость и эффективность растениеводства: теоретические основы и практический опыт. - М.: Колос, 2002,- 199 с.
25. Парахин Н.В. Эколого-биологические и социально-экономические аспекты устойчивого развития растениеводства.//Пути повышения устойчивости сельскохозяйственного производства в современных условиях. Орел: ОрелГАУ, 2005.- С.13-29.
26. Парахин Н.В., Амелин А.В. Значение современных сортов в повышении устойчивости и эффективности сельскохозяйственного производства // Роль современных сортов и технологий в сельскохозяйственном производстве. Орел. 2004. - С. 94-105.
27. Ринькис Г .Я. Оптимизация минерального питания растений микро- и макроэлементами //Физиологическая роль и практическое применение микроэлементов. Рига, 1976.- С.136-148.
28. Розанов А.Б., Розанов Б.Г. Экологические исследования анропогенных изменений почв. Итоги науки и техники, серия «Почвоведение и агрохимия»: ВИНИТИ, 1990. - Т.7.- 153с.
29. Савич В.И. Почвоутомление как фактор деградации почв //Агрохимия. - 1999- № 1.- С. 5-11.
30. Савич В.И., Парахин Н.В., Сычев В.Г., Степанова Л.П., Лобков В.Т., Амергужин Х.А., Щербаков А.П., Романчик Е.А. Почвенная экология, Издательство Орел ГАУ, Орел 2002. - 546 с.
31. Салихов А.С., Алиев Ш.А. Меры повышения плодородия земель в Республике Татарстан. //Земледелие.-2000.- №4.- С.18-20.
32. Созинов А.А. Селекционно-генетические аспекты повышения продуктивности и качества зерна пшеницы//Фотосинтез и продукционный процесс / Под ред. Ничипоровича А.А. М.: Наука. 1988. - С. 226-237.
33. Соколов О.А., Черников В.А. Экологическая безопасность и устойчивое развитие. Книга 1. Атлас распределения тяжелых металлов в объектах окружающей среды. - Пущино, ОНТИ ПНЦ РАН, 1999.- 164 с.
34. Туников Г.М., Захарова О.А., Морозова Н.И., Тобратов С. А. Микроэлементы в окружающей среде и в продуктах питания. Рязань, Бюро рекламы «Мила», 2001. - 255 с.
35. Щербаков А.П., Швебе Г.И. Ландшафтный подход в земледелии //Земледелие. -1992.-№6.- С. 14-16.
36. Яншин А.Л. Потепление климата и другие глобальные экологические проблемы на пороге XXI века // Экология и жизнь. . - 2001.- №1.
37. Vance C.P Legume symbiotic nitrogen fixation: agronomic aspects. In: The Rhizobiaceae / Eds. H.P. Spaink, A. Kondorosi, P.J.J/. Hookaas. Dordrecht, 1998.-Р. 509-530.
