Растениеводство

Проблема получения экологически безопасной продукции растениеводства заключается в снижении содержания ксенобиотиков и повышении биологического качества сельскохозяйственных культур. Решение этой проблемы возможно по трем направлениям.

1. Подбор культур и сортов (особенно при повышенном содержании в почве радионуклидов), обеспечивающих получение безопасной растениеводческой продукции.

2. Выбор почвы и условий рельефа, оптимальных для культуры и сорта и минимизирующих накопление в них ксенобиотиков. Контурно-экологические севообороты позволяют наиболее полно учитывать почвенные условия возделывания конкретной сельскохозяйственной культуры и ее биологические особенности.

3. Совершенствование технологии возделывания сельскохозяйственных культур, научно обоснованное применение пестицидов, микро- и макроудобрений. Для получения экологически безопасной продукции необходимо соизмерять внесение удобрений со способностью культуры ассимилировать содержащиеся в них питательные элементы без загрязнения продовольственной и фуражной продукции вредными веществами, а нагрузки пестицидов на сельскохозяйственный ландшафт – с интенсивностью физико-химических и биологических процессов их деструкции в окружающей среде и продуктах урожая.

Степень усвоения сельскохозяйственными культурами токсических веществ из почвы определяется самоочищающейся и буферной способностью почвы, что в значительной степени зависит от содержания в ней гумуса, кислотности, плотности, гранулометрического и минерального состава, окислительно-восстановительной реакции.

Кислотность почвы влияет на растворимость токсикантов и их миграцию из почвы в растения. На почвах с реакцией, близкой к нейтральной, опасность загрязнения снижается. С повышением как кислотности, так и щелочности, растворимость, например, тяжелых металлов, возрастает, и поступление их в растения увеличивается. Кислотность почвы влияет на структуру микробного ценоза, его активность. Для получения безопасной продукции важно учитывать фактическую кислотность почв при размещении севооборотов. В случае избыточной кислотности требуется известкование почвы.

Гранулометрический и минеральный состав почвы влияет на емкость катионного обмена, определяющую подвижность токсикантов, степень поступления их в растения. Сельскохозяйственные культуры, выращиваемые на почвах, в состав которых входят минеральные вещества с невысокой степенью катионного обмена, легче загрязняются токсикантами, чем выращенные на почвах, содержащих минеральные вещества монтмориллонитовой группы.

На переувлажненных почвах (глееватых, глеевых) возрастает опасность загрязнения сельскохозяйственной продукции тяжелыми металлами вследствие увеличения их подвижности. Избыток воды в почве способствует появлению в ней металлов с низкой валентностью в более растворимой форме. Почвы с нарушенным гидрологическим режимом следует использовать для выращивания культур только после мелиоративных работ.

С уплотнением почвы увеличивается подвижность тяжелых металлов, что делает опасным выращивание сельскохозяйственных культур. Так, с увеличением плотности почвы с 0,6–1 до 1,3–1 г/см³ подвижность тяжелых металлов увеличивается в несколько раз.

На качество выращиваемой сельскохозяйственной продукции влияют населяющие почву живые организмы, особенно микробиота. Дальнейшее поведение токсикантов, попавших в почву, зависит от активности и структуры микробных ценозов, определяющих самоочищающую способность почвы, взаимосвязанную с почвенно-экологическим факторами. В самоочищении почвы большую роль играет гумус. Он не только сорбирует вещества, но и активизирует почвенную биоту, нормализует структуру микробного ценоза. Поэтому на почвах подзолистого типа, бедных органическими веществами, экологическая опасность выращиваемых культур значительно выше, чем на черноземах. Например, пестициды наиболее сильно изменяются в черноземах, характеризующихся высоким содержанием гумуса, благоприятной реакцией среды, повышенной биологической активностью и микробным разнообразием. Черноземные почвы, обладающие хорошей буферностью, способны противостоять действию поступающих в почву токсикантов.

Для получения экологически безопасной растениеводческой продукции необходимы:

- ресурсосберегающие и природоохранные технологии, создание на их базе замкнутых оборотных и безотходных производственных циклов на животноводческих предприятиях и мелиоративных системах, а также на предприятиях перерабатывающей промышленности;

- оптимизация природных механизмов регулирования численности вредителей, сорняков и возбудителей болезней сельскохозяйственных культур; на базе адаптивных агроландшафтов интегрированная защита растений;

- эффективное управление биологическим процессами, создание экосистем и ландшафтов с заданными свойствами.

Суть концепции создания сельскохозяйственных производственных систем, эффективных в эколого-экономическим отношении, заключается в следующем:

- организация земледелия на экологически безопасных территориях;

- минимизация доз минеральных удобрений, полный или частичный отказ от применения ядохимикатов, широкое использование навоза, компостов, органических остатков, золы, гипса, извести, фосфоритной муки и др.;

- применение растительных (типа пиретрума) средств, биологических способов защиты растений.

Конструирование сельскохозяйственных производственных систем, эффективных в эколого-экономическом отношении, требует обоснования (уточнения) следующих основных элементов организации системы земледелия.

Конструирование севооборота. Для предотвращения почвы от эрозии необходимо:

- включать в севооборот многолетние бобовые травы (25–40% площади); при этом потери от эрозии в 3–8 раз меньше, чем при традиционной системе;

- использовать разнообразные культуры, отличающиеся основными характеристиками (биология развития, устойчивость к болезням и вредителям, конкурентоспособность, мощность корневой системы, интенсивность поглощения отдельных элементов питания, влаги и т.д.);

- не допускать длительных периодов «парования» пашни;

- включать в севооборот хотя бы одну промежуточную культуру, используемую в качестве сидератного удобрения или в кормовых целях;

- создавать гибкость севооборота для вынужденной замены звеньев севооборота при экстремальных условиях.

Особенности обработки почвы. В органическом земледелии целесообразна только поверхностная обработка почвы без оборота плата, что содействует оптимизации биологической активности почв (растительные остатки и навоз, заделанные в верхний слой, способствуют активному развитию микрофлоры). Неглубокая вспашка почвы (15–20 см) рекомендуется в том случае, если ее нельзя избежать, например при обработке пласта.

Применение удобрений и плодородие почв. Рекомендуется восполнять элементы питания в основном за счет трех источников: различных органических удобрений, труднорастворимых минеральных веществ и азотфиксирующих растений. В обеспечении энергетическим материалом микрофлоры и поддержании продуктивной способности почв, в снабжении растений питательными веществами основная роль принадлежит органическим удобрениям. Органические удобрения следует использовать с ферм, где производство продукции животноводства организовано на биологических принципах. Критерием применения этих удобрений является норма внесения на 1 га севооборотной площади, обеспечивающая бездефицитный баланс гумуса в почве.

Подбор культур и сортов. Семеноводство. Целесообразно использовать сорта, устойчивые к вредителям, болезням и экстремальным погодным условиям. Они должны иметь относительно высокую продуктивность при низком уровне внесения химических средств. Семена рекомендуется завозить из тех сельскохозяйственных предприятий, в которых производство основано на биологических принципах. Запрещается использовать семена, обработанные химическими протравителями, за исключением частных случаев, когда, например, установлено, что необработанные семена не взойдут.

Защита растений от болезней и вредителей.В борьбе с болезнями и вредителями большое значение придают механизму саморегулирования агроэкосистемы. Решающее значение имеют севообороты и правильное чередование культур в нем, а также агротехнические приемы по уходу за растениями. Очень важно сбалансировать внесение удобрений, использование сидератных культур, смешанных посевов сельскохозяйственных культур, расширение посевов растений, устойчивых к вредителям и болезням, сохранение полезных организмов (энтомофагов) против вредителей растений, грибов, бактерий, нематод и вирусов, а также насыщение агрофитоценозов полезными организмами. При этом необходимо снижать плотность популяции вредных организмов до экономически безопасного уровня.

Борьба с сорняками.При освоении альтернативного метода ведения земледелия непременными условиями успеха являются предотвращения заноса на поля новых семян сорняков, уничтожение имеющихся в почве жизнеспособных семян и органов вегетативного размножения сорняков, подавление и уничтожение растущих сорняков в посевах культур и естественных кормовых угодьях. Рекомендуются следующие предупредительные меры:

- применение для посева тщательно очищенных от сорняков семян;

- скармливание животным отходов очистки семенного и продовольственного зерна и других продуктов с предварительной механической и термической обработкой;

- обкашивание участков, межей, обочин полей до обсеменения сорных растений;

- содержание в чистом состоянии всех сельскохозяйственных машин, особенно уборочной техники;

- рыхлое хранение навоза с целью уничтожения жизнеспособных семян сорняков при самосогревании;

- своевременная уборка зерновых культур при низком срезе (уменьшение высоты среза с 20 до 10–12 см сокращает количество осыпающихся семян сорняков примерно в 10 раз).

В борьбе с сорняками применяют следующие высокоэффективные приемы:

- включение в севооборот пожнивных культур, обладающих способностью биологического подавления сорняков и оздоровления почвы;

- сочетание различных по глубине и интенсивности основных, предпосевных и междурядных обработок почвы;

- применение специальных машин, использование мульчирующих веществ, соблюдение густоты стояния.

Система машин. Критерием экологичности машин и орудий является уровень уплотняющего воздействия на почву по контактному давлению и расчетному напряжению на глубину 0,5 м. Этому критерию удовлетворяют отечественные гусеничные тракторы сельскохозяйственного назначения и колесные тракторы.