2. Приоритеты современного сельского хозяйства

По мере развития сельскохозяйственных экосистем, совершенствования орудий труда, внедрения высокоурожайных культур и сортов, требующих большого количества питательных веществ, стали резко нарушаться природные процессы.

К основным проблемам современного сельского хозяйства можно отнести:

• снижение экологической устойчивости агроэкосистем;

• возрастание энергетических затрат на производство единицы сельскохозяйственной продукции;

• загрязнение окружающей среды и сельскохозяйственной продукции и др.

Для решения накопившихся в сельском хозяйстве проблемам необходимо выполнение следующих приоритетных задач:

1. Повышение продуктивности и устойчивости агроэкосистем.

Можно выделить основные направления решения этой задачи:

• расширение набора возделываемых растений;

• оптимизация размещения культур и сортов в регионе в соответствии с их биологическими особенностями, отношением к климату, почвенным условиям;

• широкое использование поликультур (одновременное возделывание на одном поле двух или более культур);

• применение набора сортов одной культуры для обеспечения стабилизации урожая и более рационального использования техники и трудовых ресурсов при уборке;

• создание новых сортов и гибридов растений, в том числе и методами генетической и клеточной инженерии, сочетающих продуктивность и устойчивость к стрессам.

2. Повышение энерго- и ресурсоэффективности растениеводства, в результате следующих мероприятий:

• применение севооборотов, в том числе эколого-контурных, позволяющих подбирать чередование культур для конкретных производственных участков с учетом типа почвы, рельефа местности и т.д.

• экономия энергозатрат при обработке почвы (минимилизация обработки, применение комбинированных машин, оптимизация состава машинно-тракторного парка), проведение противоэрозионных мероприятий;

3. Внедрение природоохранных технологий:

• экологизация защиты растений, применение биологических средств, интегрированная защита растений;

• рациональное использование удобрений, локальный способ внесения, использование капсулированных и медленнодействующих удобрений, внесение микробиологических препаратов для оптимизации минерального питания растений и др.

• рациональное использование поливной воды при орошении, капельное орошение, применение систем двустороннего регулирования влаги в почве.

4. Получение продукции высокого и экологически безопасного качества. Основными путями решения этой проблемы являются следующие:

• зонирование территории по степени загрязнения окружающей среды;

• подбор культур и сортов по способности к накоплению поллютантов;

• совершенствование технологии возделывания, уборки, хранения и переработки продукции, обеспечивающей снижение накопления поллютантов;

• контроль за качеством продукции.

Рассмотренные проблемы призвана решать сельскохозяйственная экология.

2. Сельскохозяйственная экология как научная дисциплина

Термин «сельскохозяйственная экология» по-разному трактуется в научных изданиях. Так, в словаре-справочнике «Природопользование» (1990 г.) агроэкология – это научная дисциплина об агроценозах, рассматривающая в качестве центрального объекта вид или сорт, ради которого создается агроценоз.

В толковом терминологическом словаре «Экология и окружающая среда» (1998 г.) сельскохозяйственной экологией называется раздел прикладной экологии, изучающий влияние абиотических и биотических факторов среды на динамику сообществ организмов, обитающих на сельскохозяйственных угодьях, изучающий влияние агробиоценозов на жизнедеятельность культурных растений.

Введение

В настоящее время существенно усилилось влияние человека на биосферу и изменилась направленность этого воздействия. Природные системы находятся в нарушенном состоянии, необходимо проведение всестороннего анализа и оценки взаимодействия человека с окружающей средой обитания для достижения безопасности жизнедеятельности.

Оптимизацию функционирования агроэкосистем с целью повышения их продуктивности и устойчивости, обеспечение производства качественной биологической продукцией, максимальное использование природного биоэнергетического потенциала агроэкосистем, исключение и минимилизация негативного воздействия на окружающую природную среду – все эти проблемы изучает сельскохозяйственная экология.

Цель преподавания учебной дисциплины – формирование мировоззрения и воспитание экологически мыслящей личности, получение фундаментальных знаний и практических навыков в области сельскохозяйственной экологии, подготовка специалистов, способных к грамотному соединению достижений научно-технического прогресса с принципами природосообразности при организации и осуществлении различных видов производственной деятельности в сфере агропромышленного комплекса.

1. Сельскохозяйственная экология как теоретическая основа рационального ведения сельского хозяйства

1.1 Сельскохозяйственное производство как важнейшая отрасль по воспроизводству и использованию природных ресурсов

Ухудшение экологической ситуации в Республике Беларусь в значительной мере связано с влиянием сельскохозяйственной деятельности на природную среду.

Воздействие сельского хозяйства на окружающую среду значительно и многообразно. Экологизация сельскохозяйственного производства – объективно обусловленная необходимость целенаправленного перехода от сугубо технократической политики к грамотному соединению достижений научно-технического прогресса с принципами сохранения природной среды при организации и осуществлении различных видов производственной деятельности в сфере агропромышленного комплекса.

При одностороннем техногенном подходе к интенсификации сельскохозяйственного производства окружающая среда, как правило, загрязняется токсическими веществами, резко возрастают ветровая и водная эрозии почв, значительно уменьшается видовое разнообразие полезной фауны и флоры, увеличивается опасность массового поражения агроценоза болезнями и вредителями, возникает реальная опасность для здоровья человека и деградации природной среды. Поскольку преимущество в сельском хозяйстве отдается более однотипным агроэкосистемам, снижается их способность к поддержанию экологического равновесия за счет механизмов саморегуляции. Вследствие этого возрастает не только экологическая и генетическая уязвимость посевов сельскохозяйственных культур, но и необходимость применения во все больших масштабах средств химической защиты растений, что неизбежно усиливает процесс разрушения механизмов самовосстановления природных ландшафтов.

С учетом того, что площадь агроэкосистем в мире занимает уже свыше 10% суши, односторонний техногенный подход к интенсификации растениеводства сопряжен с опасностью глобального нарушения экологического равновесия биосферы. Не случайно тенденция перехода к экологически обоснованному сельскохозяйственному производству – все более гармоничному взаимоотношению природы и общества – доминирует сегодня практически во всех сферах производственной деятельности человека.

Однако существует более точное определение:

Сельскохозяйственная экология – это наука об оптимальном функционировании агроэкосистем с целью повышения их устойчивости, получения высококачественной и экологически безопасной продукции, ресурсоэффективности, энергоэффективности и природоохранности технологий.

Агроэкология – это комплексная научная дисциплина, изучающая взаимодействие человека с окружающей средой в процессе сельскохозяйственного производства, влияние сельского хозяйства на природные комплексы и их компоненты, взаимодействие между компонентами агроэкосистем и специфику круговорота в них веществ, перенос энергии, характер функционирования агроэкосистем в условиях техногенных нагрузок.

Целями агроэкологии являются:

1. обеспечение устойчивого производства качественной биологической продукции;

2. максимальное использование природного биоэнергетического потенциала агроэкосистем;

3. сохранение и воспроизводство природно-ресурсной базы аграрного сектора;

4. исключение и минимизация негативного воздействия на окружающую среду.

Практическое значение экологии состоит в решении вопросов природопользования. Экология должна создавать научную основу разумной эксплуатации природных ресурсов.

Контрольные вопросы

1. Назовите основные проблемы современного сельского хозяйства.

2. Перечислите приоритетные задачи для решения экологических проблем в агросфере.

3. Дайте определение сельскохозяйственной экологии.

4. Раскройте основные цели сельскохозяйственной экологии.

2. Понятия агроэкологии

2.1 Основные понятия агроэкологии

Сельскохозяйственная экология пользуется рядом терминов, главными среди которых являются агроэкосистема, агросфера, агроландшафт, агробиогеоценоз.

Наиболее широкое понятие агроэкологии – агроэкосистема, то есть природный комплекс, преобразованный сельскохозяйственной деятельностью человека. Агроэкосистемой наивысшего уровня считается агросфера – поверхность суши, вовлеченная в сельскохозяйственное производство.

Агроландшафт – антропогенный ландшафт, искусственно сформированный человеком, естественная растительность которого на подавляющей части территории заменена агробиоценозами.

Агробиогеоценоз – созданное и регулярно поддерживаемое человеком однородное сообщество, обладающее малой экологической надежностью, но высокой продуктивностью одного или нескольких видов растений или животных. К разновидностям агробиогеоценоза относятся поля культурных растений, сады, виноградники, ягодники, луга, пастбища, зарыбленные пруды, животноводческие фермы, пасеки, теплицы.

Преобладающая разновидность агроэкосистем – искусственные фитоценозы:

- окультуренные (планомерно эксплуатируемые луга и пастбища);

- полукультурные (непостоянно регулируемые искусственные насаждения – сеяные, многолетние луга);

- культурные (постоянно регулируемые многолетние насаждения, полевые и огородные культуры);

- интенсивно культурные (парниковые и оранжерейные культуры, гидропоника, аэропоника и другие, требующие создания и поддержания особых почвенных, водных и воздушных условий).

2.2 Особенности агроэкосистем и агробиоценозов, их отличия от естественных экосистем

Агробиогеоценозы качественно отличаются от естественных биогеоценозов. Физико-химические процессы, происходящие в агроэкосистемах, как известно, существенно отличаются от таковых в естественных экосистемах вследствие привнесения элементов антропогенного регулирования.

Принципиальное отличие даже упрощенных агроэкосистем от естественных заключается в преимущественном выносе с урожаем питательных веществ, аккумулируемых в выращенной продукции. Это явный отличительный признак агроэкосистем, но он не единственный.

Основные отличительные признаки агроэкосистем от естественных представлены в таблице 1.

Агробиогеоценозы качественно отличаются от естественных биогеоценозов.

Отличия естественных экосистем и агробиогеоценозов

Почвенное плодородие, определяемое в основном запасами гумуса, является не только главной экономической и экологической характеристикой агроэкосистемы. Уменьшение содержания гумуса ухудшает условия развития полезной микрофлоры, в том числе и «почвоочистительной», приводит к утрате запасов внутрипочвенной энергии, элементов минерального питания, к усилению процессов смыва и вымывания, т. е. обусловливает деградацию базиса.

Некоторые процессы в агроэкосистемах происходят не так, как в природных системах.

Так, скорость инфильтрации воды в природных экосистемах выше, что существенно снижает и поверхностный сток, и вероятность развития эрозии почвы. В естественных условиях эрозию сдерживает также растительный покров, сохраняющийся в течение всего года.

Потери влаги в природной экосистеме обычно выше. Вследствие больших потерь влаги по почвенному профилю перемещается меньший объем воды, что снижает вымывание и поступление в грунтовые воды питательных веществ.

В природных экосистемах в больших количествах содержатся органические коллоиды, которые обеспечивают ионообменную и водоудерживающую способность почвы. Потери почвой коллоидов в агроэкосистемах вызваны окислением и разрушением органического вещества, что происходит в результате длительной обработки почвы, а также при орошении. Параллельно окислению органического вещества происходит и интенсивная минерализация, что ведет к значительным потерям его подвижной части. В агроэкосистемах процессы окисления и минерализации усиливаются вследствие снижения густоты растительного покрова и повышения температуры почвы.

Цикл круговорота биогенных элементов в природных экосистемах более закрытый, чем в агроэкосистемах, где значительная их часть отчуждается с урожаем. Газообразные потери азота из почвы в агроэкосистемах значительно выше, чем в природных экосистемах, вследствие большей активности денитрифицирующих микроорганизмов.

В природных экосистемах способность растений поглощать элементы питания выше, чем скорость образования доступных их форм в почве. Растения природных экосистем имеют более разнообразную корневую систему, что позволяет полнее использовать почвенный профиль. Агротехника, при которой уменьшается разнообразие возде­лываемых культур, не только снижает эффективность использования влаги, но и увеличивает угрозу потери питательных веществ при вымывании их за пределы корнеобитаемого слоя почвы.