Экологизация сельского хозяйства
Вопросы рационального природопользования в сельском хозяйстве изучает сельскохозяйственная экология, или агро экология (от греческого слова агрос — поле). Ее рекомендации позволяют сочетать получение высокого урожая на полях и высокий выход животноводческой продукции с сохранением плодородия почв и продуктивности сенокосов и пастбищ. В правильно организованном хозяйстве производят экологически чистые продукты и не загрязняют атмосферу и воду. В итоге — агроэкология помогает сохранять не только природу, но и здоровье человека. Рассматривая экологизацию сельского хозяйства разделим сельскохозяйственную экосистему на составляющие и рассмотрим их в отдельности.
ПОЧВА
Главный ресурс агроэкосистемы — почва. Ее плодородие зависит от запаса органического вещества — гумуса, содержания доступных растениям питательных элементов, структуры, обеспеченности влагой, реакции почвенного раствора, содержания в нем ионов токсичных солей.
Гумус — кладовая плодородия. Он образуется микроорганизмами-гумификаторами из остатков растений и животных. Запас гумуса зависит от мощности гумусового слоя и от процентного содержания гумуса в нем. Мощность гумусового слоя у черноземных почв может достигать 1 м, а у лесных почв (подзолистых, серых) она составляет 10—30 см. Содержание гумуса в этом слое у черноземов 6—10%, у лесных почв — 2—4%.
Другая группа микроорганизмов высвобождает из гумуса в почвенный раствор питательные элементы. Среди них различают дакроэледентм (азот, фосфор, кадий), которые требуются растениям в большом количестве, и микроэлементы (марганец, бор, медь, цинк и др.), которых растениям нужно немного. Все питательные элементы поглощаются из почвенного раствора корнями растений и выносятся из почвы с урожаем. Поэтому, если в почву не вносить удобрений (навоз, минеральные удобрения), то запасы элементов питания в ней иссякнут.
Азот может поступать в почву в результате жизнедеятельности микроорганизмов-симбиотрофов, свободно живущих в почве или в клубеньках на корнях бобовых. Чтобы увеличить биологическую азотфиксацию, расширяют площади посевов гороха, сои, люцерны, клевера и других многолетних и однолетних бобовых. Однако биологическая азотфиксация не всегда полностью компенсирует потери, которые понесла почва при уборке урожая. Приходится вносить навоз, содержащий много азота, или минеральные азотные удобрения.
Структура почвы — это форма и размеры комочков, на которые она распадается. Лучшая структура — мелкокомковатая. Внутри комочков складываются условия для деятельности микроорганизмов-гумификаторов, образующих гумус, а между комочками — для микроорганизмов, которые разлагают гумус до доступных растениям минеральных соединений.
На плодородие почвы влияет ее обеспеченность влагой. Урожай снижается при недостатке влаги, что бывает в засушливые годы. Особенно часты засухи в южных степных районах. В этих районах плодородие снижается и в результате засоления почв. В почвенном растворе содержатся воднорастворимые соли (хлориды, сульфаты, сода), препятствующие росту сельскохозяйственных растений. В Европейском Нечерноземье плодородие почв снижается из-за кислой реакции почвенного раствора, что затрудняет поглощение корнями элементов питания.
При рациональном природопользовании для сохранения плодородия почв используются следующие приемы:
Борьба с эрозией — смывом или сдуванием поверхностного наиболее плодородного слоя почвы. Для этого земли на склонах засевают многолетними травами, которые образуют дернину, защищающую поверхность почвы от разрушения водой и ветром. Применяют специальные приемы обработки почвы, сохраняющие на ее поверхности часть жнивья (того, что остается на поле после скашивания однолетних культур). На склонах обработку почвы ведут поперек склона, и каждая бороздка становится маленькой плотиной, препятствующей отеканию воды со взвешенными в ней почвенными частицами. Для предотвращения ветровой эрозии используют кулисы — полосы из высокорослых растений (подсолнечник, кукуруза), которые сохраняют на поде после уборки урожая. Кулисы располагаются поперек направления господствующих ветров. Особый вид эрозии — образование оврагов. Для предотвращения или остановки этого процесса проводят специальные посадки леса.
Замена отвальной вспашки плугом безотвальным рыхлением почвы. При обработке отвальным плугом почва ставится “с ног на голову”: подповерхностный слой почвы, в котором микроорганизмы-гумификаторы перерабатывают пожнивные остатки в гумус, оказывается на поверхности. Процесс образования гумуса замедляется, а разрушение его, напротив, ускоряется. На незащищенной растениями почве усиливается эрозия. Поэтому отвальную вспашку заменяют рыхлением без оборота пласта. Для этого используют специальные орудия — рыхлители (дисковые бороны, плоскорезы, щелевате-ли и др.). Безотвальная обработка может быть мелкой (5—10 см) и глубокой. Иногда посев проводят в жнивье без обработки (этот прием называют нулевой обработкой почвы).
Севооборот. Это чередование разных культур на одном поле. В состав севооборота, кроме зерновых (пшеница, рожь), или пропашных (кукуруза), включают многолетние и однолетние бобовые травы, которые благодаря связанным с ними клубеньковым бактериям пополняют запасы азота в почве. Повышают плодородие почв и сидераты — культуры, зеленую массу которых запахивают в почву. Чередование культур облегчает борьбу с вредителями сельскохозяйственных растений, снижает засоренность полей сорными растениями.
Применение органо-минеральных удобрений. При внесении только минеральных удобрений, особенно в высоких дозах, активизируются микроорганизмы, разрушающие гумус, а деятельность микроорганизмов-гумификаторов подавляется. В результате запас плодородия в почве снижается. Если минеральные удобрения вносятся невысокими дозамиодновременно с органическими удобрениями (в первую очередь — с навозом), этого не происходит. Гумус не разрушается, а питательные вещества удобрений поступают в почвенный раствор и повышают урожай.
Сухое земледелие. Орошение, как и отвальная вспашка, ослабляет жизнедеятельность микроорганизмов-гумификаторов и разрушает структуру почвы. В южных районах России орошение вызывает вторичное засоление почвы. Чтобы уменьшить площади орошаемых земель, выращивают засухоустойчивые культуры, которые могут обходиться без полива. На орошаемых землях выращивают только требовательные к влаге овощи (капусту, огурцы) или многолетние травы в степных районах. Орошение на одном участке проводят не более 2—3 лет, после чего почве дают отдых и выращивают культуры без полива.
Использование легкой сельскохозяйственной техники. Тяжелые тракторы уплотняют почву и разрушают ее структуру, и потому лучше использовать легкие колесные тракторы. Часто для их прохода создают специальную колею: при уходе за посевом (подкормка, культивация и т.д.) трактор проходит по собственному следу. При этом почва уплотняется только под колеей. Применяют также специальные широкопрофиль-ные шины, уменьшающие давление на почву, и широкозахватные агрегаты, позволяющие обработать поле за меньшее число проходов техники. Для уменьшения числа проходов совмещают разные агрегаты — одновременно проводят рыхление почвы, посев и внесение удобрений.
ПОЧВА
Главный ресурс агроэкосистемы — почва. Ее плодородие зависит от запаса органического вещества — гумуса, содержания доступных растениям питательных элементов, структуры, обеспеченности влагой, реакции почвенного раствора, содержания в нем ионов токсичных солей.
Гумус — кладовая плодородия. Он образуется микроорганизмами-гумификаторами из остатков растений и животных. Запас гумуса зависит от мощности гумусового слоя и от процентного содержания гумуса в нем. Мощность гумусового слоя у черноземных почв может достигать 1 м, а у лесных почв (подзолистых, серых) она составляет 10—30 см. Содержание гумуса в этом слое у черноземов 6—10%, у лесных почв — 2—4%.
Другая группа микроорганизмов высвобождает из гумуса в почвенный раствор питательные элементы. Среди них различают дакроэледентм (азот, фосфор, кадий), которые требуются растениям в большом количестве, и микроэлементы (марганец, бор, медь, цинк и др.), которых растениям нужно немного. Все питательные элементы поглощаются из почвенного раствора корнями растений и выносятся из почвы с урожаем. Поэтому, если в почву не вносить удобрений (навоз, минеральные удобрения), то запасы элементов питания в ней иссякнут.
Азот может поступать в почву в результате жизнедеятельности микроорганизмов-симбиотрофов, свободно живущих в почве или в клубеньках на корнях бобовых. Чтобы увеличить биологическую азотфиксацию, расширяют площади посевов гороха, сои, люцерны, клевера и других многолетних и однолетних бобовых. Однако биологическая азотфиксация не всегда полностью компенсирует потери, которые понесла почва при уборке урожая. Приходится вносить навоз, содержащий много азота, или минеральные азотные удобрения.
Структура почвы — это форма и размеры комочков, на которые она распадается. Лучшая структура — мелкокомковатая. Внутри комочков складываются условия для деятельности микроорганизмов-гумификаторов, образующих гумус, а между комочками — для микроорганизмов, которые разлагают гумус до доступных растениям минеральных соединений.
На плодородие почвы влияет ее обеспеченность влагой. Урожай снижается при недостатке влаги, что бывает в засушливые годы. Особенно часты засухи в южных степных районах. В этих районах плодородие снижается и в результате засоления почв. В почвенном растворе содержатся воднорастворимые соли (хлориды, сульфаты, сода), препятствующие росту сельскохозяйственных растений. В Европейском Нечерноземье плодородие почв снижается из-за кислой реакции почвенного раствора, что затрудняет поглощение корнями элементов питания.
При рациональном природопользовании для сохранения плодородия почв используются следующие приемы:
Борьба с эрозией — смывом или сдуванием поверхностного наиболее плодородного слоя почвы. Для этого земли на склонах засевают многолетними травами, которые образуют дернину, защищающую поверхность почвы от разрушения водой и ветром. Применяют специальные приемы обработки почвы, сохраняющие на ее поверхности часть жнивья (того, что остается на поле после скашивания однолетних культур). На склонах обработку почвы ведут поперек склона, и каждая бороздка становится маленькой плотиной, препятствующей отеканию воды со взвешенными в ней почвенными частицами. Для предотвращения ветровой эрозии используют кулисы — полосы из высокорослых растений (подсолнечник, кукуруза), которые сохраняют на поде после уборки урожая. Кулисы располагаются поперек направления господствующих ветров. Особый вид эрозии — образование оврагов. Для предотвращения или остановки этого процесса проводят специальные посадки леса.
Замена отвальной вспашки плугом безотвальным рыхлением почвы. При обработке отвальным плугом почва ставится “с ног на голову”: подповерхностный слой почвы, в котором микроорганизмы-гумификаторы перерабатывают пожнивные остатки в гумус, оказывается на поверхности. Процесс образования гумуса замедляется, а разрушение его, напротив, ускоряется. На незащищенной растениями почве усиливается эрозия. Поэтому отвальную вспашку заменяют рыхлением без оборота пласта. Для этого используют специальные орудия — рыхлители (дисковые бороны, плоскорезы, щелевате-ли и др.). Безотвальная обработка может быть мелкой (5—10 см) и глубокой. Иногда посев проводят в жнивье без обработки (этот прием называют нулевой обработкой почвы).
Севооборот. Это чередование разных культур на одном поле. В состав севооборота, кроме зерновых (пшеница, рожь), или пропашных (кукуруза), включают многолетние и однолетние бобовые травы, которые благодаря связанным с ними клубеньковым бактериям пополняют запасы азота в почве. Повышают плодородие почв и сидераты — культуры, зеленую массу которых запахивают в почву. Чередование культур облегчает борьбу с вредителями сельскохозяйственных растений, снижает засоренность полей сорными растениями.
Применение органо-минеральных удобрений. При внесении только минеральных удобрений, особенно в высоких дозах, активизируются микроорганизмы, разрушающие гумус, а деятельность микроорганизмов-гумификаторов подавляется. В результате запас плодородия в почве снижается. Если минеральные удобрения вносятся невысокими дозамиодновременно с органическими удобрениями (в первую очередь — с навозом), этого не происходит. Гумус не разрушается, а питательные вещества удобрений поступают в почвенный раствор и повышают урожай.
Сухое земледелие. Орошение, как и отвальная вспашка, ослабляет жизнедеятельность микроорганизмов-гумификаторов и разрушает структуру почвы. В южных районах России орошение вызывает вторичное засоление почвы. Чтобы уменьшить площади орошаемых земель, выращивают засухоустойчивые культуры, которые могут обходиться без полива. На орошаемых землях выращивают только требовательные к влаге овощи (капусту, огурцы) или многолетние травы в степных районах. Орошение на одном участке проводят не более 2—3 лет, после чего почве дают отдых и выращивают культуры без полива.
Использование легкой сельскохозяйственной техники. Тяжелые тракторы уплотняют почву и разрушают ее структуру, и потому лучше использовать легкие колесные тракторы. Часто для их прохода создают специальную колею: при уходе за посевом (подкормка, культивация и т.д.) трактор проходит по собственному следу. При этом почва уплотняется только под колеей. Применяют также специальные широкопрофиль-ные шины, уменьшающие давление на почву, и широкозахватные агрегаты, позволяющие обработать поле за меньшее число проходов техники. Для уменьшения числа проходов совмещают разные агрегаты — одновременно проводят рыхление почвы, посев и внесение удобрений.
