Полюшко-поле...
ЗЕЛЕНАЯ РЕВОЛЮЦИЯ

В 1944 г. американского фитопатолога Н.Борлауга пригласили принять участие в выведении новых сортов пшеницы, устойчивых к самой распространенной в Мексике болезни злаковых — стеблевой ржавчине. Н. Борлауг возглавил небольшую опытную станцию с штатом сотрудников 20—30 человек.

В то время уже были известны стимуляторы роста и мутагены, новые сорта сельскохозяйственных культур получали, изменяя у растений число хромосом. Н. Борлауг работал с мировой коллекцией пшеницы США, в которой значилось 26 тысяч образцов. Он провел тысячи скрещиваний. Через пять лет на опытной станции были получены сорта мягкой пшеницы, более устойчивые к стеблевой ржавчине, чем любые другие выращиваемые в Мексике. В 1956 г.
Мексика впервые полностью обеспечила себя пшеницей. .

Но Н. Борлауг не оставил селекционную работу. Он поставил перед собой новую цель: получить сорта сельскохозяйственных культур со свойствами, отвечающими требованиям интенсивного сельскохозяйственного производства.

В результате были получены сорта пшеницы, кукурузы, риса, которые отличались высоким биологическим потенциалом урожайности, были отзывчивы на большие дозы удобрений и полив, имели короткие прочные стебли, выдерживающие тяжелые колосья, отличались высокой однородностью — все растения развивались сходно, имели одинаковые размеры и т. п.

В конце 50-х годов новые сорта, выведенные в Мексике, отправились в Колумбию, Эквадор, Чили. Молодые ученые, проходившие стажировку у Н. Борлауга (к тому времени опытная станция превратилась в Международный центр содействия увеличению производства кукурузы и пшеницы), при возвращении на родину увозили новые сорта, заменяя ими местные. Борлауг и его коллеги совершали консультативные поездки в Азию и Африку. Селекционные программы, предназначенные первоначально только для Мексики, стали международными. В 1970 г. за выдающиеся достижения в селекции высокоурожайных разновидностей пшеницы, революционизировавших производство зерна,Н.Борлауг получил Нобелевскую премию мира.

Уже в 60-е годы некоторые развивающиеся страны — например, Колумбия — резко сократили импорт хлебного зерна. Ежегодное производство зерна в мире выросло со 176 до 360 кг на человека. Произошла «зеленая революция».

Создание новых сортов растений было лишь одной из ее составных частей. Для того чтобы получить высокий урожай, необходимо было усиленно удо-орять поля, поливать их, по-новому обрабатывать почву, применять новые высокопроизводительные машины и механизмы, постоянно уничтожать сорняки, насекомых-вредителей, бороться с болезнями растений. От небольших полей, которые засевались разными культурами, хозяйства интенсивного типа перешли к одному огромному полю, на котором стали бессменно возделываться одни и те же культуры, и заодно с сорняками и вредителями уничтожались и все «посторонние» растения и живые организмы.

Практически в результате «зеленой революции» сложился новый тип сельского хозяйства, сформировался своеобразный «инженерный» подход, «технологический» взгляд на природу. Известный генетик-селекционер Н. В. Турбин в 1978 г. писал: «Можно сказать, что в условиях интенсивного земледелия сорта призваны выполнять функцию «зеленых машин», с помощью которых элементы минерального питания, ...производимые химической промышленностью, трансформируются... в органическое вещество».

На этом рисунке изображена древняя система земледелия индейцев Южной Америки — чимампа. Сейчас ее пропагандируют для стран Латинской Америки. Там, где воды мало, прорываются каналы; там,где воды много, например на болотах, насыпаются островки. Воду используют для < полива, илом со дна каналов и водными растениями удобряют землю; кроме того, в каналах разводят рыбу. По краям .островков высаживают плодовые деревья, корни которых предохраняют землю от размывания. На плантациях выращивают маис, бобы, овощи, зелень, табак. Кроме того, на островках разводят скот и птицу. С одного гектара чимампы за 150-дневный вегетационный период получают 540 кг продукции — фруктов, овощей, плодов, мяса, рыбы...

ОБОРОТНАЯ СТОРОНА

Первая трудность, с которой столкнулись страны, перешедшие к интенсивному земледелию,— это низкая стабильность урожаев. Во время испытаний они были рекордно высокими. Но у большинства сортов растений очень скоро урожайность начала резко падать. Растения интенсивных сортов снижали продуктивность и при перемене мест, иногда полностью вырождаясь по прошествии некоторого времени. Так, в странах Африки урожайность местных сортов пшеница была около 40 ц/га, а мексиканская пшеница — детище «зеленой революции» — при испытании дала 50 ц/га. Выгода казалась очевидной, и эту пшеницу стали выращивать во многих хозяйствах. Но ее реальный урожай оказался 30 ц/га, а после восьми лет культивации эта пшеница вообще выродилась.

Неладно оказалось и с химическим обеспечением растениеводства: эффективность удобрений и пестицидов стала снижаться. На полях появилось больше сорняков и насекомых-вредителей. Многие поначалу устойчивые к болезням сорта теряли иммунитет за два-три года. Чтобы сохранить урожайность на достигнутом уровне, пришлось постоянно увеличивать и без того огромные дозы минеральных удобрений и химических средств защиты растений.

В результате действия множества факторов, не учтенных инициаторами «зеленой революции», темпы роста продукции сельского хозяйства за последнее десятилетие резко замедлились. С 1971 г. производство зерна в мире на одного человека не только не увеличилось, но вообще уменьшилось — на 6 кг.

Сегодня ведущие специалисты в области сельского хозяйства признают: существующие пути интенсификации растениеводства и животноводства несовершенны. Затраты ресурсов и энергии постоянно растут, их эффективность падает, урожаи нестабильны, вред, причиняемый природе, увеличивается до опасных величин. Даже страны с развитой промышленностью, мощной экономикой и благоприятными природными условиями очень скоро могут оказаться в тупике. В Великобритании, например, за последние десять лет количество вносимых азотных удобрений возросло в восемь раз, а урожайность увеличилась лишь на 50 %. В США, чтобы сохранить урожайность основных сельскохозяйственных культур на уровне, достигнутом в 1980 г., приходится ежегодно увеличивать расход минеральных удобрений и пестицидов на 10—15 %.

В 1976 г. в Кембридже, на симпозиуме, посвященном продуктивности злаков, прозвучало и такое заявление: «К счастью, мы, селекционеры, отвечаем только за свои хорошие проекты, а не за катастрофические результаты, которыми они иногда завершаются».

НАДО ИГРАТЬ ПО ПРАВИЛАМ

Техника, созданная людьми, им и подчиняется, но природные системы «сконструированы» эволюцией, «цели» и «принципы» которой не совпадают с нашими. В любом учебнике экологии можно прочитать, что нет «просто пшеницы» или «просто лося», а есть сообщества и экосистемы. Любое сообщество — не случайный набор «полезных» и «вредных» для нас видов, которые можно переставлять с места на место, как детали детского конструктора. Луг, поле, степь — это -сложные системы живущие по своим собственным законам, отменить которые нам не дано.

Например, в природе существует хорошо известный экологам принцип адаптивных перестроек, или «ваньки-встаньки». Любая равновесная живая система при воздействии на нее перестраивается так, чтобы уменьшить это воздействие. (В химии есть аналогичный принцип смещения равновесия Ле Шателье — Брауна.) Подобным образом экосистема реагирует и на вмешательство человека. Происходящие при этом изменения непредсказуемы и могут свести на нет все усилия. Бывает, что человек поливает поля пестицидами, пытаясь снизить численность насекомых-вредителей, а они начинают размножаться быстрее, становятся более агрессивными. В одном из перуанских хлопководческих хозяйств более пятнадцати лет подряд вели постоянную обработку полей химикатами, но вспышки численности то одного, то другого вида насекомых следовали одна за другой. Хозяйство сочли неперспективным и перестали тратиться на обработку пестицидами. Вскоре количество вредных насекомых сократилось до приемлемого уровня. Сложившееся равновесие восстановилось, когда человек перестал его нарушать.

Преобразуя естественные экосистемы в сельскохозяйственные, мы заменяем лес пашней, круговорот природных веществ потоком искусственных, вводим одни виды и убираем другие. Однако искусственные элементы менее устойчивы, чем природные, они не способны поддерживать существование сами по себе, без помощи человека. Из-за взаимосвязанности разных систем «очаг неустойчивости» расширяется, приходится распространять поправки на все большие территории, увеличивать их масштаб. Гонка, в которую втянулось человечество, обходится невероятно дорого. Например, на получение тонны зерна американский фермер тратит в 30 раз больше энергии, чем древние земледельцы Конго или Новой Гвинеи. Овощи в теплицах Великобритании обходятся в 2 тысячи раз дороже, чем те же овощи, выращивавшиеся тысячу лет назад. Разрушив механизмы, поддерживающие устойчивость систем, мы можем оказаться в положении человека, отпилившего ножку у книжного шкафа и поддерживающего его плечом: класть в шкаф книги еще можно, но отойти от него уже нельзя.
Если пренебрегать экологическими ограничениями, то продукция не окупит затраты на ее производство. Что же, значит, надо отказаться от интенсификаций? Нет, без интенсивного сельского хозяйства человечеству уже не обойтись. Но ведь хозяйство такого типа можно создать разными способами. Например, занявшись поиском ресурсов в самой системе.

АЛЬТЕРНАТИВНОЕ РЕШЕНИЕ

Трудности, связанные с технологиза-цией сельского хозяйства, вызвали к жизни исследования в области биологических, или, как их еще называют, альтернативных методов хозяйствования. Исследования эти начались во многих странах мира почти одновременно — в 70-х годах нашего столетия. Главная цель их — ни в коем случае не отказываясь от высокопроизводительных технологий (иначе населению Земли нечего будет есть), сохранить и восстановить естественное плодородие почв, возделывать земли с минимальным использованием минеральных удобрений и ядохимикатов, вести сельское хозяйство так, чтобы оно, будучи максимально продуктивным, не вредило природе.

Человечеством в этом направлении накоплен ценный опыт. Столетиями крестьяне на острове Ява создавали так называемые агролеса, в которых на площади 0,1 га насчитывалось около 250 видов культурных и диких растений. Сначала на участке высаживали светолюбивые деревья, затем, когда они вырастут,— теневыносливые деревья, потом — тенелюбивые. Под ними сажали кустарники и лианы, затем делали грядки, на которых выращивали зерновые растения и овощи. Под деревьями росли дикие травы — ими питались козы и птица. Между рядами деревьев были выкопаны маленькие пруды, в которых выращивали рыбу. Илом со дна прудов удобряли грядки. На удобрения шли и опавшие листья, и навоз, и компост из бытовых отходов. Старые деревья, дающие маленький урожай, срубали, а в образовавшихся прогалинах воспроизводили цикл естественного восстановления растительности. Древесину, понятно, использовали в хозяйстве.

В результате такого весьма экономного способа ведения хозяйства маленький участок — всего 1000 кв. метров, 40X25, кормил целую семью, обеспечивал людей разнообразной пищей, техническими материалами и даже лекарственными растениями. В агролесах жили самые разнообразные насекомые, в то же время из-за небольшой концентрации растений одного вида вредные насекомые и болезни растений никогда не распространялись в количестве, опасном для хозяйства.

Конечно, эта древняя система землепользования была основана на ручном труде. Кроме того, не случайно агролеса создавались именно на Яве, где теплый климат и много света и влаги, где огород можно уподобить тропическому лесу. А что делать там, где нет подобных условий? Надо уподобить “агросистемы экологическим системам конкретной местности. Как?

ОПТИМАЛЬНЫЙ РАЗМЕР УГОДИЙ

Президент АН Молдавской ССР, член-корреспондент АН СССР А. А. Жученко в статье «Урожай реальный и потенциальный», опубликованной в «Правде» 22 ноября 1983 г., писал, что там, где условия, влияющие на продуктивность растений, неоднородны, целесообразно уменьшать размеры полей. Ведь из-за того, что огромное поле обрабатывается одним способом, разница в урожайности растений может быть очень большой. Сейчас в пределах одного поля, расположенного на некрутом склоне, урожайность подсолнечника, растущего выше и. ниже, различается на 7 ц/га, пшеницы — на 11 ц/га, кукурузы — на 37 ц/га.

По оценкам специалистов из Эстонского НИИ земледелия и мелиорации, если учитывать хотя бы пригодность тех или иных участков поля для возделывания различных культур, можно увеличить урожаи примерно на 15—20 % без каких-либо дополнительных затрат. Сейчас первоочередная задача — научиться не размещать растения на тех почвах, где нельзя гарантировать получение и уборку нормального урожая.

РАЗНООБРАЗИЕ РАСТЕНИЙ

Здесь обобщены представления о том, каким ёолжен быть оптимальный агроландшафт.

На водоразделе — лес, в котором живут птицы я звери. Лесная почва быстро впитывает влагу, поэтому она не стекает потоком, вызывающим эрозию, а проходит вниз в виде внутрипочвенного стока. На горизонтальных участках — посевы, разделенные противоэрозионными полосами многолетних трав, в которых живут полезные насекомые и другие беспозвоночные животные.

На склонах — влагорегулирующие лесополосы, в них обитают птицы. Между ними — полосы, культурных однолетних растений. Они разделены кустарниками, которые предотвращают эрозию. На нижнем участке склона, примыкающем к воде,— овощи. На берегу — полоса деревьев и кустарников, перехватывающих остатки смываемых со склонов минеральных удобрений и пестицидов.

Устойчивость естественных экосистем — лугов, лесов, степей — в основном зависит от их сложного строения, от большого количества видов растений, зверей, птиц и насекомых. Здоровые леса и луга почти никогда не страдают сильно от морозов и засух, вредителей и болезней, потому что растения разных видов имеют разную устойчивость к тем или иным неблагоприятным воздействиям, то есть какие-то виды все равно остаются.

Реально ли сейчас выращивать на одном поле разные виды сельскохозяйственных растений? Вполне. Такие насаждения называют уплотненными посевами. В Китае, например, тысячелетиями разводят на рисовых полях папортник азоллу, который находится в симбиозе с азотфиксирующими одноклеточными водорослями. После уборки урожая азоллу запахивают в землю. В США многие фермеры на кукурузных полях осенью высаживают озимую вику. К весне, ко времени посева кукурузы, вика накапливает в почве азот — до 200 кг на гектар. Кукурузу высаживают, не убирая вику: ее растения, оставшиеся между гребнями новых посевов, не мешают всходам и надежно защищают почву от размывания. В Болгарии во многих хозяйствах выращивают пожнивные культуры (так называют растения, посеянные после жатвы). В результате посева масличной редьки, райграса засоренность основных культур уменьшается на 30— 55 %, их меньше поражают болезни: например, корневая гниль — в 3—4 раза.

Овощеводы, чтобы уменьшить количество вредных насекомых на огородах, сажают в междурядья так называемые репеллентные культуры — петрушку, помидоры, чеснок, полынь или шалфей. На скудных почвах, тропиков и субтропиков акации, которые выращивают как кормовые и пищевые растения, окружают лугами и посевами злаков.

Доктор биологических наук, сотрудник биостанции МГУ «Чашниково» П. В. Юрин в результате многолетних экспериментов создал систему совместных одновидовых посевов. На поле высаживают растения одного вида, но разных сортов, отличающихся скоростью развития, потребностью во влаге, питании и т. п., а также устойчивостью к различным неблагоприятным факторам. При этом растения располагаются гуще, чем обычно, но не мешают друг другу. Период продуктивного использования земельной площади увеличивается, количество видов и общий вес сорняков из-за их неприспособленности к новой обстановке снижаются. Растения в совместных одновидовых посевах становятся более устойчивыми к вредным насекомым и болезням. Например, и озимой, и яровой пшенице обычно немало вредят личинки ячменной мухи. А при их совместном посеве из-за густоты, которую светолюбивые насекомые не любят, и непривычного запаха смеси летучих выделений озимой и яровой пшениц мухи почти не повреждают злаки.

По данным 56 опытов с кукурузой, поставленных П. В. Юриным в Подмосковье, прибавка урожая зеленой массы при совместных посевах разных сортов составила 38,8 %.

В литовском совхозе «Яшюнай» при одновременном высеве пророщенных и не пророщенных семян моркови урожай увеличивался с 268 ц/га до 550 ц/га. При посеве пророщенных и не пророщенных клубней картофеля разных сортов урожай увеличивался в среднем на 94 ц/га.

СОХРАНЕНИЕ НАСЕКОМЫХ

В статье «Экономика применения пестицидов в СССР», опубликованной в журнале «Защита растений» (1983, № 1), приводятся такие данные: при использовании химических средств защиты растений экономический эффект за счет дополнительно полученной продукции и экономии средств на уходе за растениями составляет 3,6 руб. на 1 руб. затрат. А при использовании биологических средств защиты растений, по данным и советских, и зарубежных исследователей, экономический эффект возрастает до 12 руб. на 1 руб. затрат.

Сейчас биологи пришли к выводу, что попытки полностью уничтожить насекомых того или иного вредного вида бессмысленны — надо лишь уменьшать их численность до экономически оправданной величины. Какой? Например, в Англии овощеводы считают, что бороться с насекомыми в теплицах имеет смысл только тогда, когда повреждение листьев достигает 30 %.

Опыт показывает, что зачастую многие виды насекомых, дающие вспышки численности при химической борьбе с ними, при отсутствии «нажима» сами стабилизируют свою численность. Например, большой вред плодоводству наносит паутинный клещ. Исследования, проведенные сотрудниками Белорусского НИИ защиты растений, показали, что там, где его пытаются уничтожить инсектицидами, на каждом листе плодовых деревьев насчитывается 18 личинок клеща, а на 169 вредителей приходится одно хищное насекомое. А там, где инсектициды не применяют, на трех листах дерева находится всего одна личинка вредителя, а на каждую особь клеща в разные годы приходится от 2 до 25 хищных насекомых.

Если одновременно с кормовыми травами сеять нектароносные растения, то в посевах будут концентрироваться хищные и паразитические насекомые, нуждающиеся в дополнительной белковой и углеводной пище. В результате численность вредных насекомых снижается на 15—35 % и соответственно увеличивается урожай зеленой массы. Такой результат получают, сея одновременно горох и горчицу, горох и овес с фацелией и т. п. А на хлебном поле сейчас предлагают подсеивать двудомную крапиву: на ней селятся 11 видов наездников, паразитирующих на тлях вредителях злаков.

Ограниченное количество сорняков на поле тоже способствует стабилизации экосистем: они служат полезным насекомым жилищем и дополнительным источником пищи. А там, где сельскохозяйственные культуры меняются ежегодно, роль микрозаповедников полезных насекомых могут выполнять зеленые межи (постоянные полосы многолетних трав) и живые изгороди. Кстати, в них же обычно сохраняются почвенные беспозвоночные животные, погибающие на полях при вспашке и фрезеровании почвы. От их численности тоже во многом зависит плодородие полей.

ОПТИМАЛЬНОЕ ПОЛЕ

Здоровый агроландшафт должен включать в себя большие лесные массивы, широкие лесные полосы, живые изгороди и полосные посадки многолетних трав. Сейчас считают целесообразным вернуться к системе земледелия, которую в старину именовали чересполосицей, а теперь называют контурно-полосным земледелием: на одном поле сеют полосами пшеницу и кукурузу, сажают сахарную свеклу и другие культуры. Конечно, возделывать такие поля труднее, зато урожаи на них выше, а эрозия почвы уменьшается.

На Придеснянской опытной станции по борьбе с эрозией освоили почвозащитную систему земледелия стали создавать контурно-полосные посевы и межи с многолетней растительностью. Урожаи зерновых культур увеличились на 75 %. Затраты на устройство лесных полос, учитывая,и недобор продукции с участков пашни, занятых под посадки леса, окупаются через 6—8 лет. Средняя прибавка урожая на полях, защищенных только лесными полосами, по сравнению с урожайностью культур на открытых полях увеличивается на 10—12 %. Отдача удобрений, поскольку они меньше смываются водой, возрастает в 1,5 2 раза. А ведь главная выгода сохранение плодородия полей. Сейчас из-за ветровой и водной эрозии в мире ежегодно теряется 1,5—1,6 млрд. т точвы. Общие потери азота при этом эквивалентны примерно 38 млн. т стандартных азотных удобрений.

Не бороться с природой, не ломать ее, а максимально использовать ее возможности — вот путь, следуя которому, человек сможет стабильно обеспечивать себя продуктами питания.

Отредактировано gosha (Пт 23:06)