CC BY
53
References
1. Peterburgskii A.V., Agrokhimiya i fiziologiya pitaniya rastenii (Agrochemistry and physiology of plant nutrition), Moscow: Ros-sel'khozizdat, 1971, 333 p.
2. Makarov V.I., Rol' azotnykh udobrenii v podkislenii pochv (Role of nitrogen fertilizers in soil acidification), Mate-rialy Mezhdunarodnoi nauchno-prakticheskoi konferentsii (16-18 oktyabrya 2013 g.), Izhevsk: FGBOU VPO Izhevskaya GSKhA, 2014, pp. 36-39.
3. Hedlin R.A., An additional perspective // Proc. the 1985 Annu. meet. / Canad. agricultural economics and farm management soc. Ottawa, 1986, pp. 30-40.
4. Bashkov A.S., Povyshenie effektivnosti udobrenii na dernovo-podzolistykh pochvakh Srednego Predural'ya (Raise of fertilizer efficiency on sod-podzolic soils of the Middle Preduralie): monografiya. Izhevsk : FGBOU VPO Izhevskaya GSKhA, 2013, 328 p.
5. Krotkikh T.A., Mikhailova L.A., Ekologo-agrokhimicheskie osnovy primeneniya udobrenii v Predural'e (Ecological and agrochemical bases of fertilizers application in Preduaralie). Perm: Izd-vo FGBOU VPO Permskaya GSKhA, 2013, 335 p.
6. Artyushin A.M., Derzhavin L.M., Kratkii spravochnik po udobreniyam (Brief guide on fertilizers), Moscow: Kolos, 1984, 208 p.
7. Ferman E.B., Pochvy i udobreniya (Soils and fertilizers), per. s angl. Moscow. : OGIZ - Sel'khozgiz, 1947, 436 p.
8. Haynes R.J., Swift R.S., Effect of trickle fertigation with three forms of nitrogen on soil pH, levels of extractable nutrients below the emitter and plant growth: Plant Soil, 1987, T. 102, No. 2, pp. 211-221.
9. Fad'kin G.N., Kostin Ya.V., Kryuchkov M.M., Ushakov R.N., Vliyanie dlitel'nogo primeneniya raznykh form azotnykh udobrenii na izmenenie fiziko-khimicheskikh svoistv seroi lesnoi tyazhelosuglinistoi pochvy yuga Nechernozem'ya (Influence of long application of different nitrogen fertilizers on change of physical and chemical properties of grey heavy loamy soils in the south of Nechernozemie), Vestnik Ryazanskogo gosudarstvennogo agrotekhnologicheskogo universiteta, 2015, No. 3 (27), pp. 42-45.
10. Rasshirennoe vosproizvodstvo plodorodiya pochv v intensivnom zemledelii Nechernozem'ya (Enhanced reproduction of soil fertility in intensive agriculture of Nechernozemie), pod red. N. Z. Melashchenko. Moscow : 1993, 864 p.
11. Smit U., Azot i kislotnost' (Nitrogen and acidity), Zerno, 2006, No. 3, pp. 70-73.
12. Makarov V.I., K fiziologicheskoi kislotnosti azotnykh udobrenii (To physiological acidity of nitrogen fertilizers), Vestnik Altaiskogo GAU, 2013, No. 8, pp. 27-30.
13. Makarov V.I., Osnovnoi agrokhimicheskii analiz pochv (Basic agrochemical analysis of soil), Izhevsk : FGOU VPO Izhevskaya GSKhA, 2010, 54 p.
14. Makarov V.I., Fiziko-khimicheskie metody analiza (Physical and chemical analysis methods), Izhevsk : FGOU VPO Izhevskaya GSKhA, 2009, 108 p.
15. Shlegel' G., Obshchaya mikrobiologiya (General microbiology), per. s nem. Moscow : Mir, 1987, 567 p.
16. Mulvaney R. L., Khan S. A., Mulvaney C. S., Nitrogen fertilizers promote denitrification: Biology and Fertility of Soils, 1997, T. 24, No. 2, pp. 211-220.
17. Gamzikov G. P., Agrokhimiya azota v agrotsenozakh (Agrochemistry of nitrogen in agrocenoses): monografiya, Novosibirsk: 2013, 786 p.
18. Makarov V.I., Osobennosti proyavleniya denitrifikatsii v dernovo-podzolistykh pochvakh (Features of denitrification in sod-podzolic soils), Materialy Vserossiiskoi nauchn.-prakt. konf. (11-14 fevralya 2014 g.), Izhevsk : FGBOU VPO Izhevskaya GSKhA, 2014, pp. 33-35.
19. De Vries W., Breeuwsma A., The relation between soil acidification and element cycling: Water Air Soil Pollut, 1987, T. 35, No. pp. 293-310.
20. He Z.L., Alva A.K., Calvert D.V., Li Y.C., Banks D.J., Effects of nitrogen fertilization of grapefruit trees on soil acidification and nutrient availability in a riviera fine sand: Plant and Soil, 1998, Vol. 206, No. 1, pp. 11 -19.
УДК 631.58:631.46:581.5
ЯРОВАЯ ПШЕНИЦА, ЗЕМЛЕДЕЛИЕ И ГЕОПОЛИТИКА
О. А. Оленин, аспирант,
ФГБОУ ВО Вятская ГСХА,
Октябрьский пр., д. 133, г. Киров, Россия, 610017
E-mail: [email protected]
Аннотация. Целью исследований было на примере земледелия Сирии и на основе анализа опубликованных данных обосновать нерациональность монокультуры и целесообразность смешанных посевов яровой пшеницы на продовольственное зерно в зонах недостаточного увлажнения, особенно в условиях нарастания аридности климата. Разрушение социально-экономического потенциала Сирийской Арабской Республики (2011-2016 гг.) явилось следствием агроэкологической катастрофы в результате глобальных климатических изменений и
применения традиционного техногенного земледелия. На примере земледелия Сирии показана нерациональность возделывания одновидовых посевов яровой пшеницы как культуры, обеспечивающей продовольственную безопасность государства в условиях нарастания аридности климата. Анализ биологических особенностей яровой пшеницы (как и озимой) доказывает изначальную нерациональность возделывания монокультуры пшеницы по традиционным технологиям в зонах недостаточного увлажнения. Например, средняя урожайность яровой пшеницы в Самарской области за период 1986-2015 гг. составила только 1,19 т/га, что в 5,09 раза меньше биоклиматического потенциала культуры. Анализ климатических изменений за последние 3050 лет установил значительное ухудшение условий для роста и развития ранних яровых культур, и прежде всего яровой пшеницы. В связи с чем необходимо разрабатывать природоподоб-ные агроприемы и технологии возделывания, повышающие выход зерновых единиц с 1 га, устойчивость и стабильность агрофитоценозов на основе естественных процессов природных экосистем и максимального использования природных возобновляемых ресурсов. Смешанные посевы на продовольственное зерно и удлинение продукционного процесса (в рамках адаптивно-ландшафтного земледелия) как одни из основных элементов биологизации технологий возделывания должны быть исследованы во всех почвенно-климатических зонах России.
Ключевые слова: глобальные климатические изменения, агроэкологическая катастрофа, продовольственная безопасность, яровая пшеница, природный фитоценоз, агрофитоценоз, биологизация технологии возделывания, смешанные посевы.
Введение. В числе причин гражданской войны в Сирии (с 2011 г.) многие источники указывают геополитические интересы США, активизацию исламского радикализма, демографический взрыв и климатические изменения [1-5]. Мы считаем, что вооруженный конфликт в Сирии - это первая в новейшей истории война за ресурсы пресной воды, то есть первая «климатическая» война как следствие агроэкологической катастрофы, вызванной глобальными климатическими изменениями и традиционными формами техногенного земледелия.
Анализ биологических особенностей яровой пшеницы показывает, что практически весь период вегетации культуры в зонах недостаточного увлажнения является критическим для культуры по наличию почвенной и атмосферной влаги. Поэтому даже при высоких затратах невозобновляемой энергии (интенсивные техногенные агроприемы) традиционные технологии возделывания яровой пшеницы обеспечивают ее урожайность в разы меньше биоклиматического потенциала культуры. А в условиях глобальных климатических изменений (прежде всего, нарастание аридности климата), возделывание одновидовых посевов яровой пшеницы в рамках техногенного земледелия становится рискованным для продовольственной безопасности и стабильности государства, что и наблюдалось на примере Сирийской Арабской Республики в период 2008-2016 гг.
Таким образом, в условиях нарастания глобальных климатических изменений увеличение выхода зерновых единиц с 1 га и повышение устойчивости и стабильности агрофи-тоценозов возможно за счет моделирования естественных процессов природных экосистем на основе максимального использования природных возобновляемых ресурсов (например, удлинение продукционного процесса и смешанные посевы). Традиционные техногенные агроприемы (орошение, минеральные удобрения и пестициды, отвальная обработка почвы и другие) должны дополнять и усиливать эффективность основных элементов биологиза-ции технологий.
Цель исследований: обосновать нерациональность монокультуры и целесообразность смешанных посевов яровой пшеницы на продовольственное зерно в зонах недостаточного увлажнения, особенно в условиях нарастания аридности климата и климатических изменений.
Методика. Применены методы обобщения, анализа и синтезирования опубликованных научных и статистических данных.
Результаты. С 1990 г. среднегодовая температура в Сирии выросла на 1,0-1,20С, а количество зимних осадков, имеющих для растениеводства страны решающее значение, сократилось на 10 %. Более того, в 2006-2010 гг. на территории республики разразилась сильнейшая засуха, а три из четырех самых жестоких засух в истории страны случились в последние 30 лет [3,4].
Растениеводство Сирии, наряду с нефтедобычей, было ключевой отраслью экономики государства. 80-85% территории Сирии занимают пустыни и полупустыни. Пригодные для сельского хозяйства земли составляли около 6 млн га, но при этом орошаемые угодья достигали почти 1,10 млн га. Стабильные урожаи получали только с орошаемых площадей. Так как в аграрном секторе преобладало мелкое фермерство, то фермеры бесконтрольно бурили десятки тысяч частных скважин для получения пресной воды на орошение, что в совокупности с нарастанием аридности климата привело к катастрофическому падению уровня грунтовых вод, их исчерпанию и невосстановлению. Иссушение плодородного слоя привело сначала к резкому снижению урожайности, а затем и к повсеместной массовой гибели посевов. Так, в 2011 г. в губернаторстве Хассака на 75% площади сельхозугодий урожай был потерян полностью (после чего именно в этой провинции начались вооруженные столкновения). При этом в Сирии уже в 1995-2001 гг. дефицит водного баланса превышал 3,1 млрд м3 пресной воды, так как водосток основной водной артерии страны - реки Евфрат - контролируется и искусственно ограничивается (системой плотин и водозаборов) на территории Турции [1-5].
Климатические изменения и традиционное техногенное земледелие привели к агро-экологической катастрофе, потере сельхозугодий и миграции 1,5-2,0 млн человек сельского населения в крупные города [4,5].
В Сирии численность населения с 4 млн (в 1950-х гг.) выросла к 2010 г. до 22-23 млн человек. Также в города Сирии из-за войны мигрировало несколько миллионов граждан Ирака. В итоге сирийское правительство оказалось не в состоянии решить обострившиеся экономические проблемы, и произошел социальный взрыв, повлекший гражданскую войну, уничтожение экономики и иммиграцию значительной части населения [2-4].
Выводы на основе анализа агроэкологи-ческой катастрофы в Сирии имеют прямое отношение к земледельческой науке и практике России, так как большинство растениеводческих регионов нашей страны находится в зоне рискованного земледелия, где влага - главный лимитирующий фактор.
Например, в лесостепи Среднего Заволжья за последние 110 лет наблюдалось 50 засух разной интенсивности и различных типов [6].
Одновременно отмечается устойчивое нарастание аридности климата и глобальных климатических изменений (дефицит пресной воды, повышение температуры атмосферы, резкие перепады погоды, частые природные катаклизмы, а также их частота и значительные отклонения гидротермических показателей от среднемноголетней нормы) [7]. Так, по данным Горянина О. И. [6], в лесостепи Среднего Заволжья за последние 44 года, по сравнению с периодом 1904-1947 гг., среднегодовая температура возросла на 1,2°С, в зимние месяцы - на 2,1°С, в том числе в январе и феврале - на 2,5°С. Произошло перераспределение количества осадков за весенне-летний период по месяцам. В мае их количество за 22 года (1992-2013 гг.), по сравнению с началом прошлого века, уменьшилось на 21,5%, в августе - на 14,9%. В связи с повышением температуры воздуха на 0,20°С и уменьшением количества осадков на 7,8 мм за
22 года (1992-2013 гг.), по сравнению с началом прошлого века, установлено снижение ГТК за май-август на 0,04 (с 0,75 до 0,71). Совокупные климатические изменения ухудшили условия для роста и развития ранних яровых культур, и прежде всего яровой пшеницы.
По данным метеорологической станции Саратов ЮВ [8], вследствие нарастания аридности климата «за последние 30 лет условия для роста и развития ранних яровых культур в Поволжье существенно ухудшились. Годовая сумма осадков за 1981-2010 гг. увеличилась на
23 мм, а среднегодовая температура воздуха -на 1,5 0С по сравнению с климатической нормой. При этом повысилась засушливость основного периода вегетации ранних яровых культур (май-июль): средняя температура воздуха возросла на 0,8 0С, а сумма осадков уменьшилась на 10 мм».
В результате практически ежегодно в России сотни тысяч га посевов погибают из-за засухи. Так, в Волгоградской области (Южный Федеральный округ) погибло посевов примерно: в 2009 г. - 0,5 млн га, 2010 г. - 1,2 млн га (38% общей площади посевов), 2011 г. - 0,4 млн га, 2012 г. - 0,54 млн га. По площади гибели посевов Волгоградская область заняла только 4
место в России из 20 регионов, подвергшихся в 2012 г. воздействию засухи [9].
По нашему мнению, в условиях климатических изменений ключевой проблемой в сирийской агроэкологической катастрофе стали традиционные техногенные методы и формы земледелия, принятые в мировом сельском хозяйстве на протяжении последних 30-50 лет. Например, в Сирии, испытывающей жесточайший дефицит пресной воды, выращивали в промышленных масштабах такие влаголюбивые культуры, как хлопок (до 130-180 тыс. га), сахарную свеклу и даже рис. Две основные зерновые культуры растениеводства Сирии -яровая пшеница и ячмень, зависящие в значительной степени от погодных условий, занимали около 2,5 млн га, или почти 50% всех посевных площадей, что делало продовольственную безопасность страны крайне уязвимой [2-5]. В земледелии республики интенсивно применяли минеральные удобрения. И когда в Сирии в 2008 г. либерализовали цены на ГСМ и минеральные удобрения, то цены выросли в несколько раз (за один день цена на ГСМ поднялась на 300%), что также способствовало снижению урожайности и разорению фермеров [3-5].
По разным экспертным оценкам, в 20252050 гг. урожайность зерновых культур в сирийском регионе в результате климатических изменений снизится на 30-60% [1-3]. Увеличивать площади зерновых и орошаемых земель свыше уровня 2010 г. практически невозможно, следовательно, Сирия будет неспособна обеспечить собственные потребности в зерне и по ряду основных растениеводческих позиций. Соответственно, Сирия теряет продовольственный суверенитет и попадает в зависимость от импорта зерна пшеницы, ячменя, риса и продуктов переработки данных культур.
Следовательно, необходимо искать новые агроприемы, методы и формы земледелия, повышающие продуктивность, устойчивость и стабильность агрофитоценозов в условиях нарастания аридности климата и глобальных климатических изменений.
В качестве примера рассмотрим возделывание одновидовых посевов (монокультура) яровой пшеницы, которая является основной продовольственной и технологической культурой не только в Сирии, но и в большинстве стран Европы, а также в России.
Яровая пшеница среди яровых хлебов наиболее требовательна к условиям произрастания. Зерно пшеницы при прорастании поглощает воды 50-80% своего сухого веса. Оптимальные условия для прорастания и дружного появления всходов складываются при температуре воздуха 15-20 С, температуре почвы 12-15ОС и при ее влажности 18-25% (или 60-90% НВ). При недостатке почвенной влаги и/или повышенной температуре всходы культуры получаются изреженными и ослабленными [10, 11]. Между тем, в опытах Самарской ГСХА коэффициент корреляции между урожайностью яровой пшеницы и густотой ее всходов составил 0,48 [12].
Замедленное развитие изреженных всходов и слабое кущение (коэффициент общего и особенно продуктивного кущения составляет 1,1-1,3) способствуют росту и развитию сорняков, которые начинают подавлять растения культуры. В результате резко снижается количество продуктивных стеблей яровой пшеницы, тогда как величина урожайности яровых хлебов зависит на 50% - от числа продуктивных стеблей, на 25% - от числа зерен в колосе и на 25% -от массы 1000 зерен [10, 11, 13, 14].
Следовательно, прорастание семян и всходы уже являются критическими фазами роста и развития культуры вследствие ее слабой конкурентоспособности в агрофитоценозе.
Корневая система культуры - двухъярусная: нижний ярус - зародышевые и колеопти-льные корни, верхний - узловые корни. Получать высокие урожаи можно только при хорошем развитии узловых корней, которые достаточно развиваются только при наличии влаги на глубине узла кущения; в условиях сухого года они развиваются слабо. Основная масса корней - в слое до 60 см: 0-20 см - 3065%, 20-40 см - 10-35% и 40-60 см - 05-30%. Оптимальная для яровой пшеницы влажность почвы - 70-75% НВ [10, 11, 13]. То есть, от 40 до почти 100% корней культуры располагаются в слое 0-40 см, поэтому иссушение слоя почвы 0-30 см фактически ингибирует развитие корневой системы культуры.
«Известно, что глубина залегания узла кущения почти не зависит от глубины заделки семян и составляет в среднем 2,0-2,5 см от поверхности почвы [15]. По нашим данным, почва в слое 0-3 см при отсутствии осадков высыхает в течение 7-10 дн. после высева
пшеницы. В годы с засушливой весной вследствие иссушения верхнего слоя почвы узловые корни не образуются или имеют слабое развитие, и урожай яровой пшеницы формируется, в основном, за счет первичной корневой системы» [8].
Потребление воды яровой пшеницей по фазам развития: в период всходов - 5-7% общего потребления воды за всю вегетацию, в фазе кущения - 15-20, выхода в трубку и колошения - 50-60, молочного состояния зерна -20-30 и восковой спелости - 3-5%. Периоды кущения, начало выхода в трубку - начало молочной спелости - критические в развитии яровой пшеницы. Недостаток влаги в это время существенно снижает урожайность. За 8-12 дней до колошения, во время колошения и цветения культура наименее устойчива к засухе. Высокие температуры яровая пшеница переносит неудовлетворительно: при 38-40ОС через 10-17 ч. наступает паралич устьиц [10, 11, 13, 14].
В течение вегетации яровая пшеница проходит следующие фенологические фазы: прорастание семян, всходы, кущение, выход в трубку, колошение, цветение, созревание зерна [10, 11, 13]. И фактически, вся вегетация яровой пшеницы, начиная с прорастания семян и до молочной спелости включительно, является критическим периодом в развитии культуры по условиям увлажнения и температуры. И только восковая спелость (за исключением начала восковой спелости [8]) - относительно безопасный агроэкологический период в развитии яровой пшеницы, когда происходит дозревание уже сформировавшегося зерна.
В опытах Уракчинцевой Г. В. [16] коэффициент корреляции между урожайностью яровой пшеницы и суммой осадков в мае-июне в сухостепной зоне Приуралья составил г=0,999, а между урожайностью и среднемесячной температурой воздуха в июне -г=-0,938.
По данным Курдюкова Ю. Ф. и других [8], в Поволжье устойчивая зависимость продукционного процесса яровой пшеницы от осадков сохраняется на протяжении всего периода вегетации (г=0,54±0,12).
Вот почему анализ статистических данных также показывает высокую неустойчивость продуктивности зерновых агрофитоце-нозов по отношению к агрометеорологиче-
ским условиям: колебания урожайности по годам достигают 1:2 и даже 1:3 [17, 18]. Например, в степной зоне Поволжья в среднем за 34 года исследований при урожайности яровой пшеницы 1,56 т/га межгодовая изменчивость составляла 53% [8].
Производственные посевы яровой пшеницы запасают в урожае лишь 0,5-1,0% ФАР, тогда как могут использовать до 5% падающей ФАР при оптимальных условиях увлажнения [10, 11, 13, 14]. Так, в лесостепи Поволжья можно получать по биоклиматическому потенциалу при 2% КПД ФАР 6,06 т/га зерна яровой пшеницы [19]. Однако, средняя урожайность культуры в Самарской области за период 1986-2015 гг. составила только 1,19 т/га [17, 18], что в 5,09 раз меньше ее биоклиматического потенциала.
Следовательно, возделывание яровой пшеницы в одновидовых посевах по традиционным технологиям в зонах недостаточного увлажнения нерационально изначально в силу биологических особенностей культуры, а в условиях нарастания аридности климата и высокой вариабельности урожайности - рискованно для продовольственной безопасности государства.
Глобальные климатические изменения вызывают необходимость разработки приро-доподобных агроприемов и технологий возделывания, повышающих продуктивность, устойчивость и стабильность агрофитоцено-зов на основе естественных процессов природных экосистем и максимального использования природных возобновляемых ресурсов.
В исследованиях Волобуевой И. В. [20] по сравнительному анализу биологической продуктивности природных растительных сообществ и агрофитоценозов в условиях Центрального Черноземья установлено, что среднее значение надземной фитомассы луговой степи при абсолютном заповедании составляло 11,71 т/га (преобладали злаки и разнотравье). Надземная фитомасса травостоев сенокосной степи составляла в среднем 5,33 т/га (злаки и разнотравье). Агрофитоценозы отличались по величине надземной фитомассы в среднем от 5,06 (озимая пшеница, ячмень) до 8,99 т/га (сахарная свекла). То есть совокупная продуктивность зернового агрофитоценоза в 2,13 раза меньше продуктивности луговой степи. Фитоценозы луговой степи аккумули-
ровали в надземной фитомассе 189,6 ГДж/га энергии, агрофитоценозы - в 1,8 раза, а косимая степь - в 2,2 раза меньше. Природные растительные сообщества характеризовались высокими показателями флористической насыщенности (26-36 видов на 1 м2) и устойчивости надземной чистой продукции (70 %).
По данным Саранина Е. К. [21], «максимально возможным для процесса истинного фотосинтеза, идущего при солнечном свете, считается КПД ФАР 28%. Наиболее интенсивное накопление биомассы - до 700 кг/га в сутки - наблюдается в фитоценозах при хороших условиях освещенности, температуры и водоснабжения, высоком уровне питания и составляет до 14% приходящейся за день на посев энергии ФАР».
Сравним: в лесостепи Поволжья при 2% КПД ФАР урожайность яровой пшеницы может достигать при благоприятных условиях 6,06 т/га зерна [19]. При достижении посевом КПД ФАР хотя бы 5% потенциальная урожайность культуры могла бы составить примерно 15,15 т/га зерна. Совершенно очевидно, что одновидовой агрофитоценоз яровой пшеницы (монокультура) не способен в условиях дефицита влаги и повышенных температур достичь КПД ФАР в размере 2-5%, если даже обеспечить избыток доступных питательных веществ в обрабатываемом слое почвы и уничтожить абсолютно все сорняки (за счет применения, соответственно, повышенных доз минеральных удобрений и комплекса гербицидов).
Возникает закономерный вопрос: насколько оправданно возделывание однови-довых посевов яровой пшеницы (как и других зерновых), если совокупная продуктивность зернового агрофитоценоза в разы меньше не только совокупной продуктивности природных фитоценозов, но и потенциальной урожайности культуры по биоклиматическому потенциалу?
Из книги академика Кирюшина В. И. «Экологические основы земледелия» [22]: «Разнообразие экологического состава фитоценоза обеспечивает устойчивость продукционного процесса при колебании погодных условий в разные годы. Угнетение одних растений приводит к повышению продуктивности других вследствие ослабления конкуренции. В результате фитоценоз сохраняет способность к созданию определенного уровня
продукции в разные годы... Наличие широкого спектра растений с различными фенологическими ритмами позволяет фитоценозу как целостной системе осуществлять продукционный процесс в течение всего вегетационного периода непрерывно, наиболее полно и экономно расходуя ресурсы тепла, влаги и питательных элементов. Агроценоз полевых культур - сообщество монодоминантное... Действие неблагоприятных факторов одинаково отражается на всех растениях агроценоза. Угнетение роста и развития основной культуры не может быть компенсировано усиленным ростом других видов растений. В результате устойчивость продуктивности агроценоза ниже, чем в естественных экосистемах».
Агрофитоценоз - совокупность культурных и сорных растений в пределах экологически однородного участка по условиям возделывания культуры или группы культур с близкими агроэкологическими требованиями [22]. «Угнетение роста и развития основной культуры» при неблагоприятных условиях в одновидовом посеве «компенсируется усиленным ростом» растений не других культур, а сорных видов. То есть природа повышает совокупную продуктивность агрофитоценоза за счет дифференциации ниш и более полного использования возобновляемых природных ресурсов (свет, почва, вода). Урожайность основной культуры снижается, но совокупная продуктивность агрофитоценоза, пересчитанная на зерно с учетом надземной фитомассы сорных растений, остается на уровне урожайности при благоприятных условиях и/или с высокой долей внесения антропогенной энергии («до 5-10% от всей энергии, аккумулированной в урожае» [22]) [12].
В этой связи интересны опыты Дзыбова Д. С. [23], в которых за счет биологической конкуренции на осях экологических ниш пашни методом ввода богатого банка семян степных растений исключается развитие залежной, то есть сорной, растительности на сельскохозяйственных и других нарушенных землях. Понятно, что степные растения обладают более высокой конкурентной силой, чем виды культур, но важен факт возможности биологического подавления, вытеснения и захвата экологических ниш сорняков в фитоценозе методом искусственного моделирования естественной степи. Следовательно, если возможно смоделировать агростепь, значит,
можно и нужно моделировать агросмесь, то есть состав, вертикальную и горизонтальную структуру агрофитоценоза смешанного посева. Интересен флористический состав одногодичной агростепи на черноземе обыкновенном (Ставропольский край): злаки и осоки -32,0%, бобовые - 19% и разнотравье - 49% всех видов фитоценоза [23]. Тогда при моделировании оптимального видового состава природоподобного агрофитоценоза (агро-смесь) предварительно можно принять соотношение злаков и бобовых в смешанном посеве примерно как 1,5:1 - 2:1.
Смешанные посевы (поликультура) в земледелии России изучаются и применяются давно. Предварительная классификация смешанных посевов: 1) Сидераты (сидеральный пар; поукосные, пожнивные и подсевные) [24, 25]; 2) Кормовые смеси на зеленый корм, силос, сено и сенаж [25, 26]; 3) Кормовые смеси на зернофураж и зерносенаж [27, 28]; 4) Совместные посевы озимых и яровых культур [29]; 5) Смешанные посевы на продовольственное зерно [29].
Смешанные посевы на сидераты и корма хорошо изучены, но имеются значительные резервы для дальнейшего совершенствования состава и структуры агрофитоценозов, и никаких существенных агротехнологических проблем для увеличения площадей подобных поликультур нет [24 - 28].
Совместные посевы озимых и яровых культур и смешанные посевы на продовольственное зерно требуют всесторонних исследований во всех почвенно-климатических зонах России, так как тема практически не изучена, является стратегической для обеспечения продовольственной безопасности страны, и пред-
ставляет собой новый этап в развитии российской земледельческой науки и практики.
Выводы. 1. Агроэкологическая катастрофа в Сирии вызвана глобальными климатическими изменениями и традиционным техногенным земледелием (орошение на значительных площадях, интенсивное применение минеральных удобрений, нерациональная структура севооборотов, нарушение ландшафтной организации территории).
2. Глобальные климатические изменения вызывают необходимость разработки приро-доподобных агроприемов и технологий возделывания, повышающих выход кормовых и зерновых единиц с 1 га, устойчивость и стабильность агрофитоценозов на основе естественных процессов природных экосистем и максимального использования природных возобновляемых ресурсов (смешанные посевы, удлинение продукционного процесса).
3. Возделывание яровой (и озимой) пшеницы в одновидовых посевах по традиционным технологиям в зонах недостаточного увлажнения нерационально изначально в силу биологических особенностей культуры, а в условиях нарастания аридности климата и высокой вариабельности урожайности - рискованно для продовольственной безопасности государства.
4. Моделирование смешанных посевов (состав, вертикальная и горизонтальная структура), особенно на продовольственное зерно, в рамках адаптивно-ландшафтного земледелия является новым этапом в развитии земледельческой науки и практики и требует масштабных исследований во всех почвенно-климатических зонах России.
Литература
1. Сайт Meteonova [Электронный ресурс] // URL: http://www.meteonova.ru/news/news.n2?item=63532714912 (дата обращения: 04.02.2016).
2. Сайт Вопросик! [Электронный ресурс] // URL: http://voprosik.net/zasuxa-i-vojna-v-sirii (дата обращения: 09.03.2016).
3. Сайт Газета.т [Электронный ресурс] // «Арабскую весну» породила засуха. URL: http://www.gazeta.ru/science/2015/03/03_a_6430921.shtml (дата обращения: 09.03.2016).
4. Сайт Вести.ги [Электронный ресурс] // Одной из причин войны в Сирии признали климатические изменения. URL: http://www.vesti.ru/doc.html?id=2396808 (дата обращения: 09.03.2016).
5. Сайт Mignews.com [Электронный ресурс] // Главная причина сирийской бойни: засуха. URL: http://mignews.com/news/politic/210315_165234_24175.html (дата обращения: 09.03.2016).
6. Горянин О. И. Агротехнологические основы повышения эффективности возделывания полевых культур на черноземе обыкновенном Среднего Заволжья : автореф. дис. ... д-ра с.-х. наук. Саратов, 2016. 42 с.
7. Сайт Росгидромета [Электронный ресурс] // Доклад об особенностях климата на территории Российской Федерации за 2015 год. URL: file:///C:/Users/Lenovo/Desktop/Доклад%20Росгидромет%202015.pdf (дата обращения: 07.03.2016).
8. Зависимость урожая яровой пшеницы от вида севооборота и метеорологических условий / Ю. Ф. Курдюков [и др.] // Земледелие. 2014. № 1. С. 41-44.
9. Сайт g.10-bal.ru [Электронный ресурс] // Отчет о ходе реализации Стратегии социально-экономического развития Южного Федерального Округа на период до 2020 года, утвержденный распоряжением Правительства РФ. URL: http://g.10-bal.ru/geografiya/14297/index.html?page=2 (дата обращения: 09.03.2016).
10. Перекальский Ф. М. Яровая пшеница. М. : Сельхозгиз, 1961. 280 с.
11. Пруцков Ф. М., Осипов И. П. Интенсивная технология возделывания зерновых культур. М. : Росагропром-издат, 1990. 269 с.
12. Оленин О. А. Биологизация технологии возделывания яровой пшеницы и производство экологически безопасного зерна // Земледелие. 2016. № 2. С. 8-13.
13. Растениеводство / П. П. Вавилов [и др.]; под ред. П. П. Вавилова. М. : Агропромиздат, 1986. 512 с.
14. Агроклиматические ресурсы Куйбышевской области. Л. : Гидрометеоиздат, 1968. 207 с.
15. Кумаков В. А. Биология яровой пшеницы. Яровая пшеница / под общ. ред. акад. ВАСХНИЛ А. И. Бараева. М. : Колос, 1972. - С. 33
16. Уракчинцева Г. В. Эколого-биологическое обоснование защиты яровой пшеницы от сорняков в сухостеп-ной зоне Приуралья : автореф. дис. ... канд. биол. наук. Кинель, 2005. 22 с.
17. Сайт ЕМИСС. Государственная статистика [Электронный ресурс] // Официальные статистические показатели. URL: https://www.fedstat.ru (дата обращения: 09.03.2016).
18. Сайт Федеральной службы государственной статистики [Электронный ресурс] // Сельское хозяйство, охота и лесное хозяйство. URL: www.gks.ru (дата обращения: 09.03.2016).
19. Хадеев Т. Г. Агроэкологическое обоснование приемов регулирования продуктивности и фитосанитарного состояния посевов пшеницы в лесостепи Поволжья : автореф. дис. ... д-ра. с.-х. наук. Кинель, 2011. 40 с.
20. Волобуева И. В. Сравнительный анализ биологической продуктивности природных растительных сообществ и агрофитоценозов в условиях Центрального Черноземья: автореф. дис. ... канд. биол. наук. Курск, 2004. 21 с.
21. Саранин Е. К. Биологизация земледелия. Теория и практика. М. : АОЗТ «Икар», 1996. 130 с.
22. Кирюшин В. И. Экологические основы земледелия. М. : Колос, 1996. 367 с.
23. Дзыбов Д. С. Научно-практические основы биологического метода исключения залежной растительности из сукцессионного процесса // Земледелие. 2016. № 2. С. 13-18.
24. Денисова А. В. Влияние возделывания сидеральных культур в паровых полях и промежуточных посевах на продуктивность звеньев севооборотов и показатели плодородия дерново-подзолистых почв Кировской области : ав-тореф. дис. ... канд. с.-х. наук. Уфа, 2015. 19 с.
25. Рекомендации по формированию севооборотов в адаптивно-ландшафтных системах земледелия / Л. М. Козлова, [и др.] под ред. Л. М. Козловой. Киров : ФГБНУ «НИИСХ Северо-Востока», 2015. 40 с.
26. Тойгильдин А. Л. Бобовые фитоценозы в биологизации севооборотов и накоплении ресурсов растительного белка : автореф. дис. . канд. с. -х. наук. Кинель, 2007. 24 с.
27. Кондратенко А.В. Формирование высокопродуктивных агроценозов люпина узколистного в условиях Северо-Востока Нечерноземной зоны Российской Федерации : автореф. дис. ... канд. с.-х. наук. Йошкар-Ола, 2013. 23 с.
28. Макарова Т. С., Попов Ф. А., Денисова А. В. Севооборот как биологический прием сохранения почвенного плодородия и повышения продуктивности пашни / Л. М. Козлова [и др.] // Достижения науки и техники АПК. 2011. № 1. С. 16-18.
29. Холзаков В. М., Семенова Е. Л., Калинина О. Л. Формирование урожайности ячменя и озимой ржи при их совместном посеве весной в зависимости от нормы высева // Земледелие. 2014. № 2. С. 27-30.
SPRING WHEAT, AGRICULTURE, AND GEOPOLITICS
O. A. Olenin, Post-Graduate Student, Vyatka State Agricultural Academy, 133 Oktyabrskaya St., Kirov 610017 Russia E-mail: [email protected]
ABSTRACT
The purpose of the investigation was to justify irrationality of single crop and advisability of mixed spring wheat sowing for food grain in the zones with insufficient moisture, especially under increase in climate aridity, in Syria's agriculture. Destruction of social and economical potential of Syria (2011-2016) was a consequence of agro-ecological catastrophe caused by global climate changes and application of traditional technogenic agriculture. Syria's agriculture shows irrationality of growing single spring wheat sowing as a crop providing food security for the state under increase of climate aridity. Analysis of both spring and winter wheat biological properties proves initial irrationality of
traditional single crop growing in the zones with insufficient moisture. For example, average yield capacity of spring wheat in 1986-2015 in Samarskaya oblast constituted 1.19 t/ha, what is 5.09 times less than the crop bioclimatic potential. Analysis of climatic changes for the recent 30-50 years showed significant deterioration of conditions for early ripening crops' growth and development, and primarily for spring wheat. For this reason it is necessary to develop nature-like agrotechniques and technologies of growing that increase grain units output per 1 ha, sustainability and stability of agrophytocenoses based on processes of natural ecosystems and maximum use of natural renewable resources. Mixed sowings for food grain and elongation of production process (within adaptive-landscape agriculture) as one of the elements of cultivation technology biologization shall be investigated in all climatic zones of Russia.
Key words: global climate changes, agro-ecological catastrophe, food security, spring wheat, natural phytocenosis, agrophytocenosis, cultivation technique biologization, mixed sowings.
References
1. Sait Meteonova (Meteonova Site) [Elektronnyi resurs], URL: http://www.meteonova.ru/news/news.n2?item=63532714912 (data obrashcheniya: 04.02.2016).
2. Sait Voprosik (Voprosik Site) [Elektronnyi resurs], URL: http://voprosik.net/zasuxa-i-vojna-v-sirii (data obrashcheniya: 09.03.2016).
3. Sait Gazeta.ru [Elektronnyi resurs], «Arabskuyu vesnu» porodila zasukha (Arabian spring was born by drought), URL: http://www.gazeta.ru/science/2015/03/03_a_6430921.shtml (data obrashcheniya: 09.03.2016).
4. Sait Vesti.ru [Elektronnyi resurs], Odnoi iz prichin voiny v Sirii priznali klimaticheskie izmeneniya (Climatic changes are considered to be one of the causes of war in Syria), URL: http://www.vesti.ru/doc.html?id=2396808 (data obrashcheniya: 09.03.2016).
5. Sait Mignews.com [Elektronnyi resurs], Glavnaya prichina siriiskoi boini: zasukha (The main cause of Syria shambles: drought), URL: http://mignews.com/news/politic/210315_165234_24175.html (data obrashcheniya: 09.03.2016).
6. Goryanin O. I. Agrotekhnologicheskie osnovy povysheniya effektivnosti vozdelyvaniya polevykh kul'tur na cherno-zeme obyknovennom Srednego Zavolzh'ya (Agrotechnological bases of filed crop cultivation efficiency increase on chernozem of the Middle Zavoljie) : avtoref. dis. ... d-ra s.-kh. nauk, Saratov, 2016, 42 p.
7. Sait Rosgidrometa (Roshydromet Site) [Elektronnyi resurs], Doklad ob osobennostyakh klimata na territorii Rossiis-koi Federatsii za 2015 god (Report on features of climate in the Russian Federation for 2015). URL: file:///C:/Users/Lenovo/Desktop/Doklad%20Rosgidromet%202015.pdf (data obrashcheniya: 07.03.2016).
8. Kurdyukov Yu. F., Levitskaya N. G., Loshchinina L. P., Shubitidze G. V., Vasil'eva M. Yu. Zavisimost' urozhaya yarovoi pshenitsy ot vida sevooborota i meteorologicheskikh uslovii (Dependence of spring wheat yield on crop rotation type and meteorological conditions), Zemledelie, 2014, No. 1, Pp. 41-44.
9. Sait g.10-bal.ru [Elektronnyi resurs], Otchet o khode realizatsii Strategii sotsial'no-ekonomicheskogo razvitiya Yu-zhnogo Federal'nogo Okruga na period do 2020 goda, utverzhdennyi rasporyazheniem Pravitel'stva RF (Report on implementation process of the Social and Economical Development Strategy for Southern Federal Okrug till 2020 approved by RF Government), URL: http://g.10-bal.ru/geografiya/14297/index.html?page=2 (data obrashcheniya: 09.03.2016).
10. Perekal'skii F. M. Yarovaya pshenitsa (Spring wheat), Moscow, Sel'khozgiz, 1961, 280 p.
11. Prutskov F. M., Osipov I. P. Intensivnaya tekhnologiya vozdelyvaniya zernovykh kul'tur (Intensive technology of grain crops growing), Moscow, Rosagropromizdat, 1990, 269 p.
12. Olenin O. A. Biologizatsiya tekhnologii vozdelyvaniya yarovoi pshenitsy i proizvodstvo ekologicheski bezopas-nogo zerna (Spring wheat cultivation technology biologization and produce of ecological grain), Zemledelie, 2016, No. 2, pp. 8-13.
13. Vavilov P.P., Gritsenko V. V., Kuznetsov V. S. Rastenievodstvo (Plant growing), pod red. P. P. Vavilova, Moscow, Agropromizdat, 1986, 512 p.
14. Agroklimaticheskie resursy Kuibyshevskoi oblasti (Agro-climatic resources of Kuibyshevskaya oblast), Leningrad, Gidrometeoizdat, 1968, 207 p.
15. Kumakov V. A. Biologiya yarovoi pshenitsy. Yarovaya pshenitsa (Biology of spring wheat/ Spring wheat), pod ob-shch. red. akad. VASKhNIL A. I. Baraeva, Moscow, Kolos, 1972, Pp. 33
16. Urakchintseva G. V. Ekologo-biologicheskoe obosnovanie zashchity yarovoi pshenitsy ot sornyakov v sukhostep-noi zone Priural'ya (Ecological and biological justification of spring wheat protection against weed in dry steppe zone of Priuralie) : avtoref. dis. ... kand. biol. Nauk, Kinel', 2005, 22 p.
17. Sait EMISS. Gosudarstvennaya statistika (EMISS Site. State statistics) [Elektronnyi resurs], Ofitsial'nye statistich-eskie pokazateli. URL: https://www.fedstat.ru (data obrashcheniya: 09.03.2016).
18. Sait Federal'noi sluzhby gosudarstvennoi statistiki [Elektronnyi resurs] Sel'skoe khozyaistvo, okhota i lesnoe kho-zyaistvo (Agriculture, game management and forestry), URL: www.gks.ru (data obrashcheniya: 09.03.2016).
19. Khadeev T. G. Agroekologicheskoe obosnovanie priemov regulirovaniya produktivnosti i fitosanitarnogo sos-toyaniya posevov pshenitsy v lesostepi Povolzh'ya (Agroecological justification of productivity regulation techniques and phyto-sanitary state of wheat sowings in forest-steppe of Povolzhie) : avtoref. dis. ... d-ra. s.-kh. nauk, Kinel', 2011, 40 p.
20. Volobueva I. V. Sravnitel'nyi analiz biologicheskoi produktivnosti prirodnykh rastitel'nykh soobshchestv i agrofi-totsenozov v usloviyakh Tsentral'nogo Chernozem'ya (Comparative analysis of biological productivity of natural plan communities and agro-phytocenoses in Central Chernozemie): avtoref. dis. ... kand. biol. Nauk, Kursk, 2004, 21 p.
21. Saranin E. K. Biologizatsiya zemledeliya. Teoriya i praktika (Agriculture biologization. Theory and practice), Moscow, AOZT «Ikar», 1996, 130 p.
22. Kiryushin V. I. Ekologicheskie osnovy zemledeliya (Ecological bases of agriculture), Moscow, Kolos, 1996, 367 p.
23. Dzybov D. S. Nauchno-prakticheskie osnovy biologicheskogo metoda isklyucheniya zalezhnoi rastitel'nosti iz suk-tsessionnogo protsessa (Scientific and practical bases of biological method of exclusion successive vegetation from successive process), Zemledelie, 2016, No. 2, Pp. 13-18.
24. Denisova A. V. Vliyanie vozdelyvaniya sideral'nykh kul'tur v parovykh polyakh i promezhutochnykh posevakh na produktivnost' zven'ev sevooborotov i pokazateli plodorodiya dernovo-podzolistykh pochv Kirovskoi oblasti (Influence of siderate crops in fallow fields and intermediary sowings on crop rotation links productivity and indicators of Kirovskaya ob-last sod-podzolic soils fertility) : avtoref. dis. ... kand. s.-kh. nauk, Ufa, 2015, 19 p.
25. Rekomendatsii po formirovaniyu sevooborotov v adaptivno-landshaftnykh sistemakh zemledeliya (Recommendation on forming crop rotations in landscape- adaptive agriculture), L. M. Kozlova, [i dr.] pod red. L. M. Kozlovoi, Kirov, FGBNU «NIISKh Severo-Vostoka», 2015, 40 p.
26. Toigil'din A. L. Bobovye fitotsenozy v biologizatsii sevooborotov i nakoplenii resursov rastitel'nogo belka (Legume phytocenoses in crop rotation biologization and storage of vegetative protein storage) : avtoref. dis. ... kand. s.-kh. nauk, Kinel', 2007, 24 p.
27. Kondratenko A.V. Formirovanie vysokoproduktivnykh agrotsenozov lyupina uzkolistnogo v usloviyakh Severo-Vostoka Nechernozemnoi zony Rossiiskoi Federatsii (Forming of highly productive agrophytocenoses of lupine in NorthEast of Non-Chernozem zone of the Russian Federation) : avtoref. dis. ... kand. s.-kh. nauk, Ioshkar-Ola, 2013, 23 p.
28., Kozlova L. M., Makarova T. S., Popov F. A., Denisova A. V. Sevooborot kak biologicheskii priem sokhraneniya pochvennogo plodorodiya i povysheniya produktivnosti pashni (Crop rotation as biological method of preserving soil fertility and increasing arable productivity), Dostizheniya nauki i tekhniki APK, 2011, No. 1, Pp. 16-18.
29. Kholzakov V. M., Semenova E. L., Kalinina O. L. Formirovanie urozhainosti yachmenya i ozimoi rzhi pri ikh sovmestnom poseve vesnoi v zavisimosti ot normy vyseva (Forming barley yield capacity and winter rye under their joint sowing in dependence on sowing rates), Zemledelie, 2014, No. 2, Pp. 27-30.
УДК 582.47: 630*232.1: 630*165
ВЫРАЩИВАНИЕ ЛЕСА В АГРАРНЫХ РАЙОНАХ: ТЕОРИЯ И ПРАКТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ
М. В. Рогозин, д-р биол. наук, доцент, ЕНИ ПГНИУ,
ул. Генкеля, 4, г. Пермь, Россия, 614990 E-mail: [email protected]
Аннотация. Подведены итоги изучения хода роста древостоев по данным 349 площадей таксации и результатов моделирования их развития. Рассмотрены модели текущего прироста в естественных лесах и культурах, близких к вариантам развития лесов на старых пашнях. Обсуждаются 2 закона развития лесных насаждений: закон роста деревьев в молодняках Е.Л. Маслакова и общий закон развития одноярусных древостоев Г.С. Разина. Показано, что начальная густота на всю жизнь разделяет, разводит древостои по разным линиям (моделям) развития. Эти модели показывают, что в развитии насаждений есть фаза прогресса, когда прирост возрастает, и есть фаза регресса, когда он падает. На основе закона Г.С. Разина разработано 15 моделей развития естественных древостоев ели и 4 модели лесных культур, учитывающих начальную густоту. Их анализ показал, что управлять густотой древостоев следует до вы-полаживания линий развития. Прореживания, «передвигающие» линию развития на более продуктивную модель, при начальной густоте в 5.1 тыс. шт./га и более, т.е. в относительно густых насаждениях, должны быть проведены не позднее 20 лет. При меньшей начальной густоте, равной 1.0-1.65 тыс. шт./га, они могут быть проведены уже значительно позднее, в 40 лет. В средних по начальной густоте древостоях (около 3.5±1.0 тыс. шт./га) прореживания должны быть, безусловно, закончены до 30 лет. Выбор нужной модели развития повысит запасы средней и крупной древесины до 3 раз, а после ранних прореживаний лес будет технически спелым уже через 40 лет. Предложено незамедлительно решить статус зарастающих лесом полей: сохранение в сельхозпользовании или передача в лесной фонд для ухода за ними.
Ключевые слова: плантационное выращивание, ход роста древостоев, рубки ухода, модели развития, прогресс и регресс.
