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.