Рефераты. Агроекосистеми майбутнього - фантазія чи реальність

У всіх регіонах колишнього Радянського Союзу в 1980-х рр.. були вогнища безперспективного високопродуктивного землеробства.

На завершення цього розділу підкреслимо, що органічне сільське господарство - це не тільки спосіб одержання екологічно чистої продукції, а й ефективний шлях до відновлення природних біоценозів, до збагачення природного біорізноманіття, втрачається через захоплення пестицидами. Зовсім недавно в Шрі Ланці було виявлено повернення жаб в район тих чайних плантацій, де люди звернулися до органічного (безгербіцидного) вирощування чаю.

3. Агротехнічні прийоми

Різко обмежено застосування хімічних засобів захисту рослин при різних варіантах основного обробітку ґрунтів.

Широко відомий багаторічний успішний досвід ведення господарства без пестицидів Т. С. Мальцевим - рільників колгоспу "Заповіти Ілліча" Курганської області. Їм була запропонована принципово нова система обробітку ґрунту для районів Зауралля і Західному Сибіру.

Подібний досвід поширився в Полтавській області України. Вміст гумусу на полях збільшувалася, кількість "бур'янів" зменшувалося, фондовіддача в Полтавській області була найвищою в республіці. Це єдина область України, де в дуже посушливий період 1981-1985 рр.. середній врожай не зменшився, а збільшився. Урожайність зернових у Полтавській області була вищою за середню по Україні і становила в 1986 р. 37,3 ц / га. У Шишацькому, Миргородському та інших районах цієї області багато господарств у 1980-х рр.. повністю відмовилися від використання пестицидів.

Широко визнається, що застосування пестицидів може бути виправдано тільки в тих випадках, коли використані всі інші можливості. Звичайно ж ці "інші можливості" навіть не розглядаються, хоча багато з них відносяться до ефективних і часто дуже простим агротехнічним засобам.

Одним з найбільш небезпечних ворогів зернових культур в лісостепу Західного Сибіру виявляється водяна полівка. До 1980-х рр.. при захисті посівів від неї в основному використовувався авіахімічний метод. Фосфідом цинку, а потім гліфтором оброблялися сотні тисяч гектарів (у тому числі і площі, вільні від посівів, на яких шкідник в даний сезон не чинив ушкоджуючої дії!).

Отруєні принади охоче поїдають не стільки полівки, скільки тетерева, журавлями, качками, гусями. У результаті відбулося різке скорочення чисельності цих видів на величезних площах.

Біологічним інститутом СО РАН була розроблена і впродовж багатьох років успішно застосовується в Новосибірській області модель ефективного захисту врожаю від водяної полівки - на основі перебудови структури посівів відповідно до прогнозованої чисельністю полівок. Організаційно-агротехнічні заходи при цьому виступають не як доповнення, а як альтернатива винищенню звірка хімічними методами.

Втрати врожаю буряка через бурякову листову попелицю в посушливі роки можна знизити з 81 до 6% простим дощуванням, без застосування будь-яких хімічних засобів захисту. В одному з великих господарств Канади було встановлено, що ця попелиця нападає на капусту тільки тоді, коли вона висаджується розсадою. Коли капуста вирощується на поле з самого початку вегетації, попелиць на ній не буває. Передбачається, що стрес, що викликається у рослин пересадкою в нові умови, призводить до зміни біохімічних особливостей, що і привертає попелиць. Так, гранично прості агротехнічні прийоми дозволили повністю усунути необхідність хімічного захисту.

Суворе дотримання всіх рекомендованих агротехнічних прийомів здавна забезпечувало і забезпечує захист рослин в умовах полезахисних та зрошуваного землеробства України.

Один з напрямків екологізації землеробства - збереження біоти ґрунтів, регулювання її життєдіяльності, організація біологічного контролю всіх агротехнічних заходів, підтримання певного гомеостазу ґрунтового населення (у тому числі складу і чисельності населяють ґрунт мікроорганізмів).

У сучасному екологічно орієнтованому сільському господарстві приймаються енергійні заходи з відновлення біологічного родючості ґрунтів, зруйнованих масованої хімізацією: у промисловому масштабі випускаються препарати, що збагачують ґрунт грибами, бактеріями, водоростями (наприклад, препарат "Біоорган-Форте" містить більше 500 млрд мікроорганізмів у одному грамі) . З'явилися і спеціальні биоорганические добрива, збагачені не тільки мікроорганізмами, але і біокаталізаторами. Йдеться по суті про розвиток нової галузі агрономічної науки - біотехнології гумусу.

На завершення цього розділу відзначимо, що й агротехніка не стоїть на місці: поширюються спеціальні екологічно нешкідливі засоби відлякування (а не знищення) небажаних видів з певних територій.

4. Від монокультури - до полікультури

Всі без винятку штучні агроценози нестійкі в часі. Підтримання їх стійкості на основі монокультур обходиться людині все більш дорожче. Видатний ботанік нашого часу і клітковину прийшов до висновку, що перемога квіткових рослин у боротьбі за існування була забезпечена їх здатністю утворювати складні багатоярусні спільноти. Якщо це так, то, підтримуючи монокультури, ми йдемо проти еволюційних традицій живої природи. Перехід до полікультурі і щадить почвообработке, використання при цьому всіх органічних залишків на полі, навпаки, відповідало б тенденції розвитку природних біосферних процесів.

Агроекосистеми майбутнього мають бути багатокомпонентними (полікультурі), що забезпечують крім високої продуктивності максимальну щільність зеленого покриву планети.

Іноді кажуть, що монокультури в сільському господарстві більш продуктивні, оскільки вони здатні продукувати біомасу вдвічі більшу з одиниці площі, ніж природні екосистеми. При цьому, однак, не враховується, що виробництво біомаси в природних екосистемах не пов'язане з витратами енергії людиною, тоді як енергетична ефективність агроценозів може бути близькою до нуля або навіть негативної.

Широке поширення монокультур у сучасному сільському господарстві тісно пов'язано з практично повсюдним застосуванням хімічних засобів захисту рослин (так само як і з збільшеними дозами мінеральних добрив).

Створюючи поля монокультур, людина сама створює "шкідників" і всі подальші проблеми боротьби з ними.

Є чимало експериментів, що показують переваги вирощування кількох культур спільно (так званий intercropping). З усіх вирощуваних культур відомо застосування змішаних посівів. Наприклад, яра пшениця добре поєднується з вівсом, ячменем, ярої житом, гірчицею, горохом, чиною, сочевицею, бобами, Вікою, сераделою, льоном, морквою та іншими видами. У багатьох випадках у таких посівах підвищується загальний збір продукції, підвищується цінність кормів, поліпшується структура ґрунту, зменшується кількість "бур'янів", знижується поразка хворобами і "шкідниками". У агрофітоценології розроблений ряд ефективних способів застосування разновидових посівів для самих різних зон. Ось деякі приклади.

У середній смузі європейської частини Росії полікультури кукурудзи, вівса і соняшнику давала 415 ц / га кормової маси при врожаї чистого посіву кукурудзи 327 ц / га. При посіві кукурудзи з кормовими бобами було отримано підвищення врожаю кормової маси на 40-80 ц / га при додатковому зборі протеїну 1,4 ц / га. У Білорусії підсівши люпину до кукурудзи дозволяв додатково отримувати до 150 ц / га кормової маси.

Спільне вирощування кукурудзи та сої збільшувало врожай зеленої маси на 126-136 ц / га, збільшило збір сирого протеїну, підвищувало поживну цінність кормів. Спільні посіви овсяниці, канареєчника та жита давали п'ятикратне збільшення врожаю в порівнянні з чистими посівами. У дослідах по спільному вирощування арахісу, сорго, проса і кукурудзи середній урожай арахісу виявлявся менше на 18%, але загальна вартість продукції з полікультурного поля збільшувалася до 154%, а кукурудзяний метелик як вид перестав тут бути "шкідником".

Здавна в різних районах країни відома суміш пшениці з житом ("Суржа"), яка завжди, за будь-яких погодних умовах, дає гарантований врожай, у якому переважає то пшениця, то жито - залежно від конкретних умов даного сезону вегетації. У передгір'ях Кавказу тоді була популярною суміш кукурудзи й квасолі, сумарний врожай від висівання якою був у 1,5 рази вище, ніж монокультури. Виявилося, що при спільних посівах зимуючих гороху з пшеницею загальний урожай зерна був вище на 3-5 ц / га, і при цьому різко зростала вміст білка в зерні пшениці.

В умовах Підмосков'я трьохвидові агроценози (горох-гірчиця-соняшник, вика-гірчиця-соняшник) не тільки давали більш високі і стійкі врожаї кормової маси, але ступінь їхньої засміченості знижувалася в 3-4 рази, що робило непотрібним використання гербіцидів.

Серед прикладів інших полікультур, успішно здійснених в різних експериментах: кукурудза-ячмінь; кукурудза-люпин; кукурудза-гірчиця; кукурудза-соняшник-боби; вика-овес-райграс; бавовник-сорго; льон-конюшина; кукурудза-соя-банан-маніок-кокосова пальма-гевея. Серед популярних полікультур в Центральній Америці нині: маїс-гарбуза (Пепо і пляшкова); маїс-боби; касави-боби; касави-солодка картопля. У Руанді (Африка) використовуються полікультури: боби-маїс-солодкий картопля; соя-сорго-солодка картопля. Можливі різні варіанти полікультур.

Іноді вегетаційний активність агроекосистем подовжується підсіюванням додаткових трав між великими рослинами (кукурудзою, соєю і т.д.). Все ширше розповсюджуються суміші з різних сортів одного і того ж виду - з різним будовою і відмінностями у ритміці розвитку, але дозрівають одночасно.

Ще кілька століть тому сортосуміші застосовувалися в Китаї при обробітку двухсезонного рису: розсада пізнього сорту підсаджувалася в посіви раннього, і загальний врожай підвищувався до 48%. У Перу здавна, протягом багатьох століть, для надійності на поля висівають одночасно по кілька культур (невеликими квадратами), що забезпечує врожай за будь-яких погодних умовах. Змішані посадки сортів рису отримали широке поширення в Японії. Сортосмесі пшениці успішно застосовувалися в ХIХ столітті у Франції та Росії.

Численні дані по успішному використанню сортосумішей кукурудзи, бавовника, ярої пшениці, гречки та інших культур.

Звичайно, не всякі суміші і не завжди дають помітне підвищення врожайності: потрібне інтенсивне дослідження прийомів масового посилення відмінностей між рослинами в посівах з розвитку, органоутворенню і росту, віком та тривалості життя, розмноження і розміщення на площі, тобто облік різноманітних взаємовідносин компонентів протягом вегетації. У багаторічних дослідах П. В. Юріна (МДУ) урожай односортових плантацій кукурудзи становив 343 ц / га, а в змішаних посівах з неоднаковою висотою рослин і різними термінами цвітіння - 472 ц / га. На площі 4 тис. га П. В. Юрін отримував урожай пшениці зі змішаних сортів 43,3 ц / га, а при монокультурі - тільки 33,7 ц / га.

Іноді використання інших культур вигідно не тільки для отримання додаткового врожаю, але і в якості "видів-пасток", що приймають на себе основний тягар поразки "шкідниками". Так, при спільних посівах солодкої картоплі та кукурудзи мурахами уражається виключно картоплю, а кукурудза залишається недоторканою. При вирощуванні кукурудзи тільки вона майже повністю уражається мурахами.

З іншого боку, за допомогою якихось спеціально підібраних диких рослин-репелентів можна домогтися відлякування небажаних в агросистемах видів. Відомо близько 600 видів рослин, які мають такий відлякує ефектом (наприклад, нагідки, ромашка-піретрум, часник, тютюн та ін.) Підкреслимо ще раз: всі сортосуміші виявляються більш стійкими до "бур'янам", хвороб і "шкідників", ніж чисті посіви тих же культур.

Відмова від монокультур і перехід до полікультур дозволяє забезпечити невразливість полів при впливі комах, кліщів, грибкових і вірусних захворювань у небезпечних для врожаю масштабах.

У таких складних екосистемах взаємозв'язок видів така, що постійно висока чисельність якого-небудь одного виду неможлива. Крім того, в полікультурі практично відсутня грунтовтома.

Поглиблене вивчення міжвидових взаємовідносин у таких створюваних людиною фітоценозах має розкрити великі резерви підвищення врожайності сільськогосподарських культур без застосування хімічних засобів захисту рослин.

5. Природні пестициди

Важливий напрямок сучасного сільського господарства - заміна хімічних пестицидів на природні. У деяких регіонах світу природні нетоксичні пестициди застосовуються здавна.

У США, наприклад, патент на застосування в якості засобу захисту в сільському господарстві так званої "діатомової землі" - подрібнених скелетів мікроскопічних водоростей діатомей - був зареєстрований більш 150 років тому. Дія таких складів, мабуть, в основному механічне: найдрібніші частинки забивають трахеї комах. Цей же принцип використовують, напевно, і птиці, "які купаються" в дрібного пилу для позбавлення від шкірних і пір'яних паразитів. Дослідженнями Міністерства сільського господарства США в 1970-і рр.. було показано, що додавання 0,5-3,0 кг такого порошку на 1 т зерна охороняє його від поразки комахами (у світі від 20 до 30% зібраного зерна втрачається при зберіганні).

На основі кремнієвої пудри зараз зареєстровано чимало засобів боротьби з домашніми комахами. Окрім "діатомової землі" все ширше використовуються неорганічні пестициди типу силіконових аерогелем ("драйуан", "драйдай") і борної кислоти. Число таких прикладів збільшується з кожним роком. Виявлено, що обприскування розчином, отриманим з панцирів ракоподібних (раків, крабів, лобстерів, креветок) і кутикули комах, дозволяє зберігати фрукти свіжими протягом 9 місяців. Тисячі тонн таких панцирів викидаються в море, забруднюючи його. На перших етапах розробки препарату отримали хітозан - на основі розчинення хітину в кислоті, потім знайшли карбоксіметілхітозан, розчинний у воді.

Доведено факт інсектицидний активності ряду широко поширених і порівняно безпечних речовин. Показано, що ці речовини, внесені в подрібненому вигляді в грунт, сприяють посиленню діяльності мікроорганізмів, які в свою чергу вражають види комах, що розмножуються в масовій кількості, а також нематод. Цим самим відкрито широкі можливості розробки "природних пестицидів", заснованих на природних продуктах, таких, як панцирі крабів та інших ракоподібних і молюсків стулки.

Своєрідним напрямом біозахисту може вважатися використання пестицидних препаратів, заснованих на природних, найчастіше рослинних, інгредієнти. Відомо, наприклад, що висушені або подрібнені листя картоплі, поміщені з бульбами в сховища, зменшують втрати картоплі при зберіганні до 40%.

Існує чимало інсектицидних препаратів, заснованих на рослинних інгредієнтів. З колорадським жуком, багатьма вірусами, в тому числі вірусом тютюнової мозаїки, ефективно борються за допомогою обприскування рослин настоєм зеленого перцю, іноді змішуваного з часником, тютюном або країнами Croton tigleum.

Настої дерріса в поєднанні з різними іншими рослинами успішно застосовуються для захисту рисових полів в Латинській Америці та Індонезії. Одним з найбільш широко поширених природних пестицидів у Південно-Східній Азії, Африці (Сахара), на Фіджі, на Маврикії і в деяких країнах Центральної Америки є плоди дерева ним, застосовувані у вигляді пудри або розчинів проти попелиць, гусениць, метеликів, кліщів, травоїдних комах, в тому числі проти всіх коників і сарани, жорсткокрилих та інших масових "шкідників". У вигляді пудри, що діє як контактний отрута, широко використовується ромашка піретрум в Центральній Америці та Бразилії також використовуються молоді гілки дерева квассія, а в Індії його близького родича - Picraama excelsa. Широко відомо інсектицидну дію тютюну. На Філіппінах для боротьби з грунтовими "шкідниками" закопують у грунт листя дерева. Пудра з листя папайї охороняє кави від іржі і грибкових захворювань. Чимало рослинних препаратів використовуються для збереження зерна і бобів.

До середини 1970-х рр.. у світі було відомо в цілому близько 2000 видів рослин з вираженою інсектицидний активністю. Для нашої флори відомі багато десятків рослин з інсектицидний активністю - настоїв, порошків з луків, часнику, живокіст, софори, плоскуха, молочаю, хрону, гірчиці, петрушки, багна, блекоти, дурману, маків і багатьох інших.

Нагадаємо, що вже давно у деяких регіонах світу використовуються природні бактеріальні препарати: збираються трупи загиблих від захворювань комах, розмелюють і розпорошуються по полю для зараження живих "шкідників". Особливо ефективною є ця техніка при захисті овочевих культур.

Висновок

На підставі вищевикладеного, припускаю, що агро - екосистеми майбутнього без хімії можливі. Застосування методів посадки полікультурі, використання методу Мальцева, а також відмова від пестицидів наше майбутнє.

Страницы: 1, 2



2012 © Все права защищены
При использовании материалов активная ссылка на источник обязательна.