Изучение влияния природоохранных мероприятий, почвозащитной системы земледелия и структуры посевных площадей на плодородие почв

Изучение влияния  природоохранных мероприятий,

почвозащитной системы земледелия и структуры посевных

площадей на плодородие почв

1. Краткое обоснование темы

Развитие сельского  хозяйства России, в том числе  Чувашии до конца ХIХ века шло в условиях исключительно большого разнообразия почвенно-климатических, экологических и других факторов. В ХХ веке технический прогресс резко изменил соотношение сил природы и человека и поставил в повестку дня проблему сохранения окружающей среды, агроэкосистем и проблему производства продовольствия, отвечающего санитарно-гигиеническим нормам. Несмотря на сильный экономический спад в стране с конца 90-х годов ХХ столетия, расширяется техногенное воздействие на окружающую среду, возрастает поступление в организм человека широкого спектра токсикантов с сельскохозяйственной продукцией.

По мнению большинства  ученых и специалистов, нынешнее состояние  окружающей среды, в т.ч. почвенного покрова и агроэкосистем, оценивается  как кризисное, а во многих регионах – близкое к катастрофе. В России загрязнение окружающей среды в настоящее время достигло таких масштабов, что может рассматриваться как угроза национальной безопасности. Этот тревожный симптом был отмечен на совместном заседании Совета Безопасности, Президиума Госсовета и Совета при Президенте Российской Федерации по науке и высоким технологиям, состоявшимся 20 марта 2002 года в Кремле. Поэтому, здесь научные исследования в области экологии и рационального природопользования признаны приоритетными направлениями.

На территории Чувашии ведущими типами техногенеза в агросфере являются агро-ядохимизационный, транспортный, мегаполисный и гидроэнергетический. Кроме того, на агроэкосистемы негативно накладываются процессы дегумификации, водная эрозия, переуплотнение почв и другие виды деградации из-за резкого сокращения работ, направленных на поддержание плодородия почв.

Одним из главных направлений  оздоровления агроландшафта, производимой растениеводческой и животноводческой продукции является биологизация земледелия.  Вопросы биологизации земледелия особенно остро встали в последние 10-15 лет, когда возникла насущная необходимость строгого ограничения применения химикатов в аграрном секторе с целью оздоровления общей экологической обстановки на Земле.

Однако необходимо  четко различать здесь два понятия – биологизация и биологическое (экологическое, альтернативное) земледелие.

Первое в узком смысле слова предполагает максимальную замену минеральных удобрений органическими, посев многолетних бобовых трав и сидеральных культур, более полное использование растительных остатков, в том числе и соломы, снижение применения пестицидов за счет сокращения распространения болезней, вредителей и сорняков в посевах при улучшении фитосанитарного состояния полей.

Суть биологического (экологического) земледелия заключается в создании замкнутого круговорота питательных веществ, используя природные, биологические механизмы регуляции: сохранение плодородия почвы за счет выращивания в севооборотах многолетних и однолетних бобовых культур, промежуточных культур и растений с глубокорастущей корневой системой, внесение компостированных и некомпостированных органических материалов, исключение использования быстродействующих синтетических минеральных удобрений, применение только определенных биологических средств защиты растений и некоторых старых химических средств (сера, бордосская жидкость, силикат натрия и др.), запрет трансгенных растений, экономия и сохранение невозобновляемых ресурсов, энергии и сырья за счет использования возобновляемой энергии (биогаз, растительные масла, солнечная и ветровая энергии), объединение в хозяйствах растениеводства и животноводства, развитие животноводства, в основном, на собственной кормовой базе.

Несмотря на большую  привлекательность, с точки зрения повышения саморегуляции агроценозов и получения экологически чистой продукции, биологическое земледелие, как альтернатива иным системам земледелия, не имеет перспективы. Оно имеет место сегодня в странах с перепроизводством продовольствия, основанного на субсидировании сельского хозяйства. Многочисленные опыты и анализы хозяйств показывают, что экономическая эффективность биологического земледелия значительно ниже, чем при традиционном производстве. В зависимости от местных условий и культур, урожайность при биологическом земледелии снижается на 20-50%. Кроме того, затраты труда на единицу продукции вследствие трудоемких технологий и невысоких урожаев выше, чем при традиционном и интегрированном земледелии. Низкая урожайность и продуктивность при биологическом земледелии не компенсируется снижением затрат на минеральные удобрения и средства защиты растений. Только повышенные цены на продукцию дают возможность получить одинаковые или более высокие доходы, чем при других системах земледелия. Так как при рыночных условиях цены определяются спросом и предложением продукции, большое влияние на развитие биологического земледелия имеет рынок. Однако готовность населения покупать продукты питания по повышенным ценам имеет границы. Например, в Германии в 2002 году население по результатам опроса было готово за продукты экологического производства платить только 13%, а в России эта цифра на порядок меньше.

Таким образом, система  биологического или экологического земледелия при полном ее соблюдении не может обеспечить устойчивое развитие сельского хозяйства, производство продовольствия в необходимом объеме.  Для устойчивого сельскохозяйственного землепользования необходим экологически допустимый, экономически эффективный, социально ответственный и ресурсосберегающий способ хозяйствования на земле. Поэтому сегодня наукой и практикой выдвинуты другие концепции землепользования. К таковым относятся концепция «интегрированного земледелия», которой придерживаются, в частности, в Германии и в других европейских странах, и стратегия «адаптивной интенсификации сельского хозяйства», поддерживаемая Россией.  Стратегия адаптивной интенсификации сельского хозяйства в отличие от традиционной интенсивной или биологической  (экологической) систем земледелия, ориентирует на:

- комплексное использование техногенных и биологических факторов в продукционном и средообразующем процессе агроэкосистем;

- исключение загрязнения и разрушения природной среды при использовании удобрений, пестицидов, мелиорантов, обработке почвы и пр.;

- экологизацию и биологизацию интенсификационных процессов на уровне технологий, агроэкосистем и агроландшафтов;

- снижение расходов техногенной энергии на каждую единицу продукции;

- уменьшение зависимости продуктивности и экологической устойчивости агроэкосистем от «капризов» погоды;

- получение высококачественных продуктов питания и сырья для промышленности (Жученко А. А., 1993).

Таким образом, устойчивое развитие сельского хозяйства в  целом сегодня и в перспективе возможно только на основе адаптивной интенсификации системы земледелия, соответствующей экологическим, экономическим и социальным требованиям. При этом интенсификация предполагает максимальную биологизацию земледелия с целью частичной или полной замены в перспективе агрохимикатов для регулирования режима питания и защиты растений от болезней, вредителей и сорняков.

Принципиальным отличием систем удобрений и повышения  плодородия почвы в условиях биологизации земледелия от традиционных является внесение органических удобрений во всех возможных формах: навоз, компосты, биогумус, зеленое удобрение, солома и другие органические материалы.  Использование органических удобрений – это прием многоплановый, многостороннего воздействия на почву, растения и окружающую среду. В связи с этим в зависимости от назначения органического удобрения его следует использовать в разных формах, что в целом определяет его воздействие на структуру почвы, повышение в ней содержания гумуса и питательных веществ, фитосанитарное воздействие и т.д.

В настоящее время  в России в связи с резким уменьшением  объемов использования традиционных органических удобрений значительно возрастает роль сидератов и соломы. Однако их значение не следует переоценивать, так как зеленые удобрения и солома не являются по содержанию питательных веществ уравновешенными удобрениями и их использование необходимо дополнять применением навоза, компостов и других удобрительных средств.

Одним из прогрессивных  и перспективных направлений  сельскохозяйственного производства ХХI века, которое позволяет получать высококачественное удобрительное средство – биогумус, является вермитехнология. В мировой литературе ее рассматривают как элемент экологически чистого сельскохозяйственного производства. Вермитехнология имеет два направления:

- вермикультивирование, при котором размножают полезных животных – дождевых компостных червей или получают их биомассу;

- вермикомпостирование, главной целью которого являются экологически безопасная переработка различных органических отходов и получение массы экскрементов дождевых компостных червей – копролита  (биогумус, вермикомпост) – ценного органического удобрения.

 С одной стороны  применение вермитехнологии позволяет  предотвращать дальнейшее загрязнение природной среды, в том числе и почвы, с другой стороны, получать высокоэффективное органическое удобрение нового поколения – биогумус, использование которого в растениеводстве оздоровляет и восстанавливает почву, снижает потребность в минеральных удобрениях и других защитностимулирующих химических средствах.

Научные исследования по адаптации и совершенствованию  технологии вермикомпостирования для производства биогумуса ведутся в России с начала 80-х годов. В Брянской, Владимирской, Калужской, Московской и других областях накоплен опыт вермикомпостировния различных органических субстратов. В Московском государственном университете имени  М.В. Ломоносова и во Владимирском педагогическом институте занимаются селекцией дождевых компостных червей и вывели новые отечественные штаммы этих животных, превосходящие калифорнийского червя по эффективности в 2 раза  и более.

Последние годы отмечены особым вниманием к проблемам экологии. В связи с этим возрастает интерес к вермитехнологии. Увеличивается число предприятий, пытающихся размножать дождевых компостных червей, производить их биомассу их копролит. Однако,  разнообразие по качеству и составу исходного сырья, природных и местных условий в хозяйстве и многих других факторов обуславливает необходимость разработки научно обоснованных рекомендаций по вермитехнологии в каждом конкретном случае, а также установить оптимальные и эффективные нормы и способы внесения получаемого биогумуса в производстве продукции различных сельскохозяйственных культур.

В республике в силу сильноволнистого характера мезорельефа, высокой  распаханности территории и пестроты почвенного покрова преобладающей должна стать адаптивно-ландшафтная почво-водоохранная ресурсосберегающая биологизированная система земледелия, приспособленная к месту хозяйствующего объекта, в котором при соблюдении экологических и экономических требований, применяются все доступные и пригодные технологии земледелия и растениеводства в оптимально возможном сочетании, на длительное время обеспечивающих стабильно высокие урожаи необходимого качества.

В настоящее время  Международный экологический фонд при поддержке Совета Федерации и Государственной Думы Российской Федерации, министерств и ведомств, ряда других организаций и предприятий осуществляет программу формирования рынка экологически чистой и безопасной продукции. Появляется возможность вхождения в данную программу, позволяющую ускоренную «раскрутку» производимой продукции, расширение сбыта и продажи по ценам экологически чистой продукции. Поэтому, предлагаемая тема является сегодня весьма своевременной, востребованной и соответствующей «духу» выставки, конкурса и конференции «Экологически чистая (натуральная) и безопасная продукция», которые прошли в Москве с 27 по30 ноября 2007 года во Всероссийском Выставочном Центре (ВВЦ).

В нашей почвенно-климатической  зоне примером ведения производства экологически чистой аграрной продукции  на основе организованной адаптивно-ландшафтной почво-водоохранной ресурсосберегающей биологизированной системы земледелия является колхоз «Ленинская искра» Ядринского района.

Автор данной работы, заложивший начало мониторинга земель сельскохозяйственного назначения в Чувашии, вот уже 15 лет ведет постоянные наблюдения и производственные эксперименты в данном хозяйстве по оценке комплексного влияния организации территории, лесомелиоративных, гидромелиоративных, агротехнических и биологических мероприятий на эрозию плодородие почвы, на ее биологическую активность, агробиоценоз и продуктивность сельскохозяйственных культур. В 2008 году впервые была предпринята попытка экологической оценки по некоторым показателям зерна, почвы и воды с дальнейшим сравнением этих результатов с результатами, где более интенсивно используется современные агрохимикаты в виде минеральных удобрений и средств защиты растений.

2. Цель и задачи исследования

Целью данной работы являются производство экологически чистой продукции  в системе адаптивно-ландшафтного биологизированного земледелия.

Задачей работы является сравнительное изучение содержания в почве и продукции растениеводства  тяжелых металлов и нитратов, полученных в условиях адаптивно-ландшафтного биологизированного земледелия и в традиционных системах земледелия с использованием современных агрохимикатов и оценка их содержания с точки зрения экологической безопасности продукции.

Объект исследования и место выполнения работы:

- растениеводческая продукция, произведенная в адаптивно ландшафтном биологизированном земледелии колхоза «Ленинская искра» Ядринского района, почва и вода с территории данного хозяйства и растениеводческая продукция, произведенная в интенсивном земледелии ООО «Агрофирма «Санары» Вурнарского района.