CC BY
156
Задачи научно-инновационного обеспечения земледелия России
DOI: 10.24411/0044-3913-2018-10301 УДК 631/635
В. И. КИРЮШИН, академик РАН, главный научный сотрудник (e-mail: vkiryushin@rambler.ru)
Почвенный институт им. В. В. Докучаева, Пыжевский пер. 7, стр. 2б, Москва, 119017, Российская Федерация
Перспектива развития земледелия связывается с решением задач эколого-экономической оптимизации сельскохозяйственного природопользования на основе предлагаемой конструктивно-биосферной парадигмы природопользования, которая предполагает сохранение биоразнообразия, создание новых видов, повышение продуктивности агробиоценозов, по сравнению с природными экосистемами, сохранение существующих и компенсацию утраченных экологических функций ландшафта. Основными механизмами реализации такой парадигмы представляются: развитие стратегического и территориального планирования и проектирования сельскохозяйственных ландшафтов с использованием предлагаемого инструментария ландшафтно-экологического планирования. На этой основе предлагается развитие методологии проектирования адаптивно-ландшафтных систем земледелия (АЛСЗ). В плане развития инфраструктуры АЛСЗ ставятся задачи гармонизации земледелия и животноводства, формирования экологических каркасов территории, ландшафтно-экологического подхода к проектированию лесозащитных мероприятий. Рассматриваются проблемы экологизации систем обработки почвы и применения удобрений, интегрированной защиты растений, развития наукоемких агро-технологий, а также задачи управления продуктивностью агроценозов и почвенными процессами. Обосновывается необходимость технологической модернизации земледелия и разработки государственной программы.
Ключевые слова: природопользование, адаптивно-ландшафтные системы земледелия, экологические функцииланд-шафта, стратегическое планирование, экологизация почвообработки, наукоемкие агротехнологии.
Для цитирования: Кирюшин В. И. Задачи научно-инновационного обеспечения земледелия России // Земледелие. 2018. № 3. С. 3-8. DOI: 10.24411/0044-39132018-10301.
Ландшафтно-экологическая оптимизация сельскохозяйственного природопользования как основа дальнейшего развития земледелия Современное земледелие развивается в борьбе противоречий интенсификации и экологизации и в поиске компромисса между ними. Осознание угроз глобальной экологической катастрофы обусловило принятие в конце ХХ в. новой биосферной парадигмы природопльзо-вания вместо антропоцентрической. Это произошло в 1992 г на Международной конференции ООН в Рио-де-Жанейро, принявшей «Декларацию по окружающей среде и развитию» и программу перехода к устойчивому развитию под названием «Повестка на XXI век». Программа включала 17 целей, 169 задач и ряд показателей. Она была принята всеми странами и сыграла важную роль в осмыслении региональных экологических противоречий и катастроф, а также необходимости экологизации хозяйственной деятельности. На этой волне в России был взят курс на «создание (конструирование) экологически и экономически сбалансированных высокопродуктивных агроландшафтов», декларированный сессией Россельхозакадемии «Научное наследие В.В. Докучаева и современное земледелие» в том же 1992 г. В результате консолидации усилий НИИ и вузов были разработаны адаптивно-ландшафтные системы земледелия, прошедшие проверку в различных регионах страны.
При всем значении этих событий, судя по итогам юбилейных Международных саммитов в Йоханнесбурге в 2002 г. и в Рио-де-Жанейро в 2012 г., радикальных изменений по всем 17 целевым установкам не произошло. Экологическая обстановка в мире развивается в прежних трендах, во многих случаях переходя точки невозврата. Недвусмысленным сигналом экологического неблагополучия уже в глобальном масштабе стало изменение климата Земли. Назрела не-
ПРИРОДОПОДОБНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ
обходимость реальных преобразований природопользования. Очевидно, парадигма «устойчивого развития» с ее недостаточной определенностью требует конкретизации как по сути, так и по механизмам реализации. Суть ее заключена в основополагающих работах В.И. Вернадского и его последователей о коэволюции человека и биосферы.
Представляется, что современная биосферная парадигма природопользования должна стать конструктивно-биосферной с активным вкладом человека в сохранение биоразнообразия, создание новых видов, повышение продуктивности агробиоценозов, по сравнению с природными экосистемами, сохранение существующих и компенсацию утраченных экологических функций ландшафта.
Основными механизмами реализации этой парадигмы представляются следующие:
развитие территориального планирования на ландшафтно-эколо-гической основе в системе стратегического планирования;
проектирование сельскохозяйственных ландшафтов (агроландшафтов, водохозяйственных, мелиоративных, сельских лесохозяйственных, селитебных и др.).
Для обеспечения ландшафтного планирования и проектирования требуется создание соответствующего инструментария, включающего аг-роэкологическую типологию и оценку земель, группировки экологических и социально-экономических функций ландшафта, методику структурно-функционального анализа. В первом приближении такая работа проведена [4]. Предложенная группировка экологических функций ландшафта включает следующие группы: биоценотические, экотопические, биоэкологические (биопродукционная, деструкционная, органо-аккумулятивная, биогеохимическая, биопедоэкологическая), энергетические. При трансформации природных ландшафтов в сельскохозяйственные ы эти функции в той или иной мере о трансформируются в социально- л экономические: ресурсные, биопро- д изводственные, агропромышленные, л санитарные, селитебные, рекреа- 5 ционные, природоохранные и др. В 2 результате этого часть экологических 3 функций утрачивается или сокра- м щается. Соответственно, возникает © необходимость их компенсации пу- 8
тем создания новых видов и сортов растений, интенсификации продукционных процессов, регулирования биологического круговорота веществ и режима органического вещества в агроэкосистемах, мелиоративных воздействий и других оптимизационных мер на основе новейших достижений научно-технического прогресса.
Развитие структуры
адаптивно-ландшафтного
земледелия
В рамках методологии ландшафтно-экологической оптимизации природопользования необходимо рассмотреть проблему дальнейшего развития адаптивно-ландшафтных систем земледелия (АЛСЗ). К сожалению, на сегодняшний день темпы работ в этом направлении значительно снизились в связи с затянувшимся и неопределенным реформированием науки. Разрушена координация научных исследований. Заметно уменьшилась роль науки в решении актуальных задач производства. Усилились противоречия в толковании различных категорий и понятий земледелия, обозначаемых разнообразными терминами: энергосберегающие, ресурсосберегающие, экологические, точные, координатные и др.
В таких условиях чрезвычайно важно консолидировать усилия аграрно-научного сообщества на узловых вопросах научного обеспечения и обосновать создание научно-инновационных систем, включающих фундаментальные и прикладные исследования, иннвационные и прикладные технологии.
Базовая фундаментальная проблема развития адаптивно-ландшафтного земледелия лежит в поле перечисленных ранее задач по экологизации природопользования и заключается в создании ландшафтно-экологической структуры, обеспечивающей оптимальные условия энергомассопере-носа, поддержание биоразнообразия и экологическую стабильность территории. Ее решение заключается в создании экологических каркасов территории (ЭКТ), максимально сопряженных с полевой инфраструктурой.
Как показывает мировой и отечественный опыт, достижение макси-5? мальной экологической стабильности о территории возможно при такой ю организации ЭКТ, основу которой ^ составляют базовые резерваты (заев поведники, заказники, природные | парки, леса первой и второй групп);
связывающие их экологические ко® ридоры (долины рек, полосные леса мл на водоразделах, зеленые коридоры $ транспортной инфраструктуры, за-
щитные лесополосы); буферные зоны (водоохранные, санитарно-защитные зоны, охранные зоны водосборов); локальные элементы (места обитания ценных видов, энтомологические микрозаказники, изолированные территории с регламентированным природопользованием); территории восстановления природы (деградированные сельхозугодья, овражно-балочный комплекс). Особое природохранное и одновременно агрономическое значение имеет создание микроразмерных объектов охраны птиц, шмелей, пчел, полезных энтомофагов.
Важную роль в структуре ЭКТ играют защитные лесонасаждения. В этом отношении в стране имеется немалый опыт, в том числе и неблагополучный, связанный с шаблонами полезащитного лесоразведения, которые преобладали. Проектирование полезащитных насаждений безотносительно к рельефу часто приводило к развитию водной эрозии вдоль таких лесных полос на склонах вследствие таяния сугробов, образованию мочаров. В результате плохого ухода, загущения и зарастания они превращались в резерваты вредных организмов. Загущенные лесные полосы становились непродуваемыми и собирали сугробы вместо равномерного распределения снега на поле. Такие насаждения, почти повсеместно преобладающие, работают против земледелия. Требуется объективный анализ имеющегося опыта лесоразведения со времени сталинского плана преобразования природы и новейших достижений, с тем чтобы разработать новую методологию формирования лесных насаждений в системе ЭКТ При этом приоритеты должны получить стокорегулирующие лесные полосы на пахотных склонах, прибалочные и приовражные, береговые, пескоукрепительные, приканальные, прифермские природоохранные защитные лесонасаждения [5]. Формирование ЭКТ должно быть тесно сопряжено с развитием полевой и сенокосно-пастбищной инфраструктуры (расположение, размеры и конфигурация полей и производственных участков, полосное размещение посевов, растительные кулисы и др.). В активном обороте не должно быть так называемых дестабилизирующих угодий, к которым относят пашню в современном землеустройстве. В процессеупорядоченияземлеполь-зования целесообразно расширение ООПТ путем трансформации деградированных земель пашни, перелогов и залежей.
Структуру адаптивно-ландшафтного земледелия необходимо развивать в плане дальнейшей экологи-
зации, в особенности, биологизации. Это предусматривает диверсификацию культур и севооборотов, повышение роли бобовых культур, расширение уплотнительных посевов, сокращение доли чистого пара в лесостепной зоне и исключение его в эрозионных ландшафтах. Проблема чистого пара не выходит из состояния перманентных дискуссий. Предпосылки его сокращения связаны с увеличением применения удобрении и гербицидов, мульчирующих обработок почвы и прямого посева. В зависимости от этого должны разрабатываться соответствующие нормативы.
Оптимизация структуры систем земледелия в большой мере зависит от их соотношения с животноводством, особенно скотоводством, потребности которого определяют долю кормовых культур, представляющих лучшие предшественники для зерновых, в севооборотах. К сожалению, в этом отношении сложилась крайне неблагоприятная ситуация. Большая часть животноводства сконцентрирована на крупных комплексах, где традиционный навоз превратился в отходы и возникла проблема утилизации стоков. Это результат так называемой индустриализации животноводства, начавшейся в 70-80 годах вопреки экологическим требованиям. Стех пор сооружение подобных предприятий, хотя и меньшего размера, не прекращалось, а в последние годы развивается в современных холдингах, которые возводят молочные комплексы на 3-5 тыс. гол. скота. Об экологических последствиях такого рода концентрации животноводства написано много. В этом отношении наглядным примером может служить мировой опыт, согласно которому в большинстве стран производство животноводческой продукции осуществляют малые и средние предприятия с численностью поголовья КРС преимущественно в пределах 50-120 голов. Таким образом, проблема гармонизации земледелия и животноводства требует научного решения и всестороннего экологического и социально-экономического обоснования.
Экологизация систем
обработки почвы
В числе узловых проблем экологизации земледелия значительный приоритет имеет развитие минимизации обработки почвы и прямого посева. Оно отражает глобальную тенденцию. Главное достоинство прямого посева - создание мульчи из растительных остатков и измельченной соломы, которая подобно лесной подстилке или степному войлоку за-
щищает почву от деградации и чрезмерного испарения влаги. В России начало этому направлению было положено в 60-х годах разработкой почвозащитных плоскорезных систем обработки почвы. В дальнейшем для природных регионов страны были созданы комбинированные системы обработки с различной степенью минимизации. Сегодня наступил новый этап развития этого направления. В мире и в какой-то мере в России имеется определенный опыт разработки и освоения прямого посева, но он достаточно противоречив, поскольку использование такой технологии имеет и достоинства, и недостатки, которые по-разному проявляются в зависимости от агроэкологических условий. К основным достоинствам следует отнести предотвращение ветровой и, частично, водной эрозии, задержание снега стерней, уменьшение физического испарении влаги из почвы, уменьшение перегрева поверхности почвы, снижение потерь органического вещества и выделения СО2, сокращение затрат средств, труда и времени на обработку почвы. Существенные недостатки - усиление дефицита минерального азота, повышение засоренности посевов, накопление фитопатогенов и, соответственно, повышенный расход пестицидов, невозможность внесения фосфорных и калийных удобрений, а также мелиорантов на оптимальную глубину. Очевидно, что для реализации преимуществ прямого посева необходимо устранить его недостатки. Исходно важно, чтобы равновесная плотность почв соответствовала оптимальной для определенных сельскохозяйственных культур. Это ограничивает спектр почв пригодных для прямого посева.
Таким образом, разработка проблемы прямого посева должна начинаться с создания группировки культур по отношению к плотности почвы. Особое внимание необходимо уделить изучению влияния мульчи на почвенные режимы. Преимущество прямого посева в урожайности может проявиться в основном благодаря сокращению потерь влаги на испарение в период от посева до кущения. Этому должно предшествовать более глубокое проникновение влаги зимних осадков, что возможно на хорошо оструктуренных почвах. На менее структурных глубина промачивания уменьшается. Соответственно, при нулевой обработке вследствие большего уплотнения почвы, чем после глубокой, запасы влаги становятся меньше, особенно в условиях повышенного поверхностного стока. Влага концентрируется в меньшем
слое и быстрее испаряется. В таких случаях при отсутствии достаточной мульчи нулевая обработка всегда проигрывает глубокой. Очевидно, на почвах с повышенной уплотняе-мостью, а также на склонах определенное место займет периодическое глубокое рыхление с максимальным сохранением на поверхности мульчи (с использованием орудий со стойками СибИМЭ и др.). Для внесения больших доз удобрений с учетом последующих культур, идущих по прямому посеву, потребуется безотвальная обработка рыхлителями-удобрителями или даже периодическая вспашка. Очевидно, что оптимальные решения будут связаны с различным комбинациями, в том числе с применением полосных обработок (strip-till). Существует представление о широких перспективах постоянной нулевой обработки (no-till). Высказываются мнения о снижении засоренности посевов при длительном применении no-till, разуплотнении почвы, улучшении ее структурного состояния, но экспериментальные материалы не приводятся. В программе исследований по этой проблеме большое внимание должно быть уделено разработке известной гипотезы биологического саморыхления почвы при прямом посеве, изучению биогенности почв, имея в виду при этом влияние пести-цидной нагрузки.
Удобрения как ключевой
системообразующий фактор
земледелия
Решение перечисленных задач сопряжено с применением минеральных и органических удобрений. Все элементы систем земледелия взаимодействуют с удобрениями, которые в большой мере определяют выбор севооборотов, сортов, систем обработки почвы, защиты растений и, таким образом, выступают в качестве важнейшего системообразующего фактора земледелия. Применением минеральных удобрений обусловлена возможность сокращения чистого пара, освоения почвозащитных систем обработки почвы, их минимизации, прямого посева. Необходимо расширение сети многофакторных полевых экспериментов по изучению этих связей с целью создания интегрирующих их математических моделей, на основе которых должны разрабатываться адаптивно-ландшафтные системы земледелия.
По достижении уровня обеспеченности пашни удобрениями, необходимого для оптимизации системы земледелия по экологическим и экономическим условиям, дальнейшее увеличение их применения может
осуществляться в интенсивных и точных технологиях возделывания сельскохозяйственных культур в расчете на планируемую урожайность и заданное качество продукции. Развитие исследований в этом направлении должно сопровождаться разработкой нормативов окупаемости удобрений продукцией, что до сих пор было слабым местом.
Помимо ключевой роли в развитии сельскохозяйственного производства удобрения выступают как фактор экологической оптимизации природопользования, средство регулирования биологического круговорота в сельскохозяйственных ландшафтах. При его систематическом нарушении в условиях экстенсивного земледелия, преобладающего в стране, происходит истощение почв из-за отчуждения элементов питания растений, соответственно снижение продуктивности агроценозов, ухудшение структурного состояния и свойств почв вследствие уменьшения содержания лабильного органического вещества (так называемой «выпаханности») и далее развитие эрозии и других процессов деградации, которые усиливаются под влиянием интенсивной почвообработки и тяжелых машин. С этих позиций проблема использования органических и минеральных удобрений приобретает государственное природоохранное значение.
Важное место в проблеме регулирования биологического круговорота должно занять управление круговоротом веществ в системе «ферма - поле». Еще В.Р. Вильямс, один из основоположников учения о биологическом круговороте, обращал внимание на некомпенсируемое отчуждение элементов минерального питания с лугов и пастбищ в пользу полевых культур, под которые поступал навоз, отходы переработки свеклы и др. С годами истощение естественных кормовых угодий усиливалось, поскольку удобрения практически не применяли. Здесь уместно заметить, что в западноевропейских странах большая часть удобрений вносится под пастбища.
Ландшафтный подход к применению удобрений получил определенное, но недостаточное, развитие в адаптивно-ландшафтных системах земледелия. Наиболее узкое ме- у сто - агрохимическая адаптация е агроценозов к различным условиям л геохимического стока и аккумуляции д биогенных элементов. Геохимический л аспект проблемы усиливают требова- 5 ния производства продукции, сбалан- 2 сированной не только по традицион-
со
ным технологическим показателям м (содержание белка, крахмала и др.), © но и по микроэлементному составу 8
с учетом дефицита или избытка минеральных элементов в различных геохимических провинциях. Для этого необходимо развитие биохимического районирования и агрохимического мониторинга.
Защита растений
Наиболее сложной проблемой современного земледелия представляется защита растений от сорняков, болезней и вредителей. Существующая так называемая интегрированная защита растений декларируется как комплекс организационно-хозяйственных, агротехнических, селекционных, механических, физических и других методов регулирования численности вредных организмов с учетом экономических порогов вредоносности. Причем важно подчеркнуть, что все элементы земледелия несут определенную нагрузку в этом отношении.
Предпосылки развития фитоса-нитарной ситуации в значительной мере определяют ландшафтно-экологические условия. В адаптивно-ландшафтном земледелии фитоса-нитарная функция обусловлена биоценотическими связями и формами взаимоотношений между организмами (симбиоз, хищничество, паразитизм и др.). Тактика регулирования направлена на ограничение или прерывание процессов размножения, выживания или трофических связей вредных организмов, а также на повышение выносливости и компенсаторных способностей растений при их повреждении биологическими стрессорами. Наиболее общая задача - создание сортов растений устойчивых к болезням и вредителям. Их доля в современной структуре посевных площадей в России значительно ниже, чем в развитых зарубежных странах. Важное направление биологической защиты полевых культур - охрана и активизация природных популяций энто-мофагов. В агроценозах полевых культур обитает большое количество паразитов и хищников, а также полезных грибов и бактерий, которые выступают в роли естественных биологических регуляторов численности вредителей. Большой интерес представляет использование для борьбы с сорняками гербиофагов и $2 микроорганизмов. о Наиболее узкое место в защите го растений - химический метод, свя-^ занный с рисками загрязнения проси дукции и окружающей среды, которые | реализуются при низкой культуре земледелия. В Россииуровеньприме-® нения пестицидов существенно выше 5 уровня земледельческой культуры и $ постоянно возрастает. Он может быть
оправдан при освоении адаптивно-ландшафтных почвозащитных и интенсивных систем земледелия, предполагающих частичное сокращение чистых паров и более полное освоение почвозащитных систем обработки почвы и ее минимизации. Это касается прежде всего гербицидов, необходимых для преодоления возрастающей в этих случаях засоренности посевов. Разумеется, интенсивность их использования не должна превышать уровень применения удобрений для компенсации упомянутых ранее дефицитов. При существующем преимущественно экстенсивном земледелии подмена пестицидами агротехнических приемов как некая компенсация бесхозяйственности усугубляет ее последствия, когда деградация почв и ландшафтов сопровождается еще и загрязнением.
В число задач по оптимизации химического метода защиты растений входят: совершенствование ассортимента пестицидов и создание высокоэффективных препаратов в сочетании с малой опасностью для теплокровных и других организмов; развитие технологий применения пестицидов с использованием комбинированных препаратов; использование средств для ускорения деградации пестицидов в почве; совершенствование системы машин и оборудования для точного внесения;развитиефитосанитарной диагностики; автоматизация получения, обработки и передачи данных мониторинга и прогноза. Весьма актуальны задачи формирования фитосанитарных ГИС, использования космических средств диагностики, адресного применения гербицидов с помощью специальных датчиков плотности сорняков, устанавливаемых на опрыскивателях.
В последние годы фитопатологи и другие специалисты уделяют особое внимание диагностике почв, подверженных почвоутомлению, загрязнению пестицидами и другими токсикантами, а также способности их сопротивляться биологической деградации. В этой связи получила распросранение категория «здоровья почвы». Одно из понятий здоровья включает биоразнообразие педо-ценоза, самоочищение, супрессию аборигенными микроорганизмами вредной биоты. Оно расширяется, дискутируется, неоднозначно воспринимается. Сам термин «здоровье» - медицинская метафора, применяемая к педосистеме. Представляется, что эта категория должна быть переосмыслена как биологическое состояние агросистемы, обусловленное экологическими (био-ценотическими, биоэкологическими
и др.) и социально-экономическими (фитосанитарными, санитарными и др.) функциями. Таким образом, вместо поиска показателей здоровья почвы, тем более универсальных, каковых просто не может быть, проблема сводится к идентификации и оценке соответствующих функций педосистем и агроценозов в целом. Эта проблема требует более активного участия почвоведов. Пока что в почвоведении биоэкологическая оценка почв не получила должного развития, хотя исследованиями известных почвоведов-биологов были созданы для этого необходимые предпосылки.
Специального внимания заслуживает проблема почвоутомления, изучение процессов накопления ко-линов и метаблитов токсичных микроорганизмов в результате бессменного и повторного возделывания полевых культур. Она «разбавлена» другими категориями (ухудшение физических и физико-химических свойств почв, истощение и др.) и потеряла определенность.
Развитие наукоемких
агротехнологий
Адаптивно-ландшафтные системы земледелия реализуются пакетами агротехнологий для разных природных и производственных условий, различных типов сортов сельскохозяйственных культур. При всей интегрированности в АЛСЗ агротех-нологии имеют индивидуальное значение, определяемое особенностями сорта, - устойчивостью к неблагоприятным условиям, потенциальной продуктивностью, качеством продукции. Каждому типу сорта соответствует определенная система управления продукционным процессом и структурная модель агроценоза. Здесь смыкаются задачи селекции и технологии, которые необходимо интегрировать в программах НИР зональных научных учреждений. До сих пор это достигалось не всегда.
По фактору интенсивности определяют четыре категории технологий: экстенсивные, нормальные, интенсивные и точные (высокоинтенсивные). Они обусловлены рядом условий, начиная с биологических требований и потенциала сортов - соответственно толерантных, пластичных и интенсивных.
Экстенсивные агротехнологии ориентированы на использование естественного плодородия почв без применения удобрений или с очень ограниченным их применением. Помимо низкой продуктивности в них весьма ограничены возможности производства продукции оптимального качества. Экстенсивное земледелие
носит истощительный характер по отношению к почвам и разрушительный по отношению к ландшафтам. Этому способствует значительная доля чистого пара, интенсивная обработка отвальными орудиями, почвоутомление при повторных посевах. Современные экстенсивные агротехнологии с использованием тяжелой техники гораздо более разрушительны, чем примитивные их аналоги в прошлом. В связи с этим особую актуальность приобрела проблема идентификации деградирующих и деградированных земель, разработки ограничений их использования и консервации. Для чего потребуется специальная программа.
Нормальные агротехнологии ориентированы на экологическую стабилизацию агроландшафтов и почв с максимальным освоением почвозащитных элементов, обеспечением бездефицитного или близкого к нему баланса углерода и питательных веществ, повышением окультурен-ности почв и качества продукции. Требуется совершенствование таких технологий по всем направлениям применительно к различным агроэко-логическим группам земель. В первую очередь это относится к луговым и лугово-черноземным почвам степной и лесостепной зон, роль которых в земледелии недооценена. Необходимо разработать их группировки по уровню залегания грунтовых вод, используемых растениями, и другим агроэкологическим условиям.
Необходимо создание пакетов агротехнологий для различных подгрупп и видов эрозионных земель. Нужна новая стратегия использования солонцовых и засоленных земель с учетом прошлых попыток их освоения и, соответственно, формирования наборов агротехнологий, отвечающих современным экономическим условиям.
Большой качественный скачек в развитии земледелия связан с освоением интенсивных агротехнологий. Они рассчитаны на формирование планируемого урожая высокого качества интенсивных сортов растений в системе непрерывного управления продукционным процессом по микропериодам органогенеза с использование технологической колеи. При этом, наряду с регулированием фитоцено-зов, решаются задачи оптимизации почвенных условий. Применение интенсивных агротехнологий целесообразно только на благополучных природных или на мелиорированных, в достаточной степени окультуренных, почвах. При этом высокая степень окультуривания, например, дерново-подзолистых почв, должна
относиться не только к пахотному, но и к подпахотному слою. Поддержание почвенного плодородия должно осуществляться в первую очередь за счет поступления растительных остатков высокого урожая, а также уплотнительных посевов, внесения органических удобрений. Поступление лабильного органического вещества в почву должно быть соизмеримо с его поступлением в естественных биогеоценозах. Совершенствование интенсивных агротехнологий связано с развитием прецизионных средств посева, ухода за посевами,уборки урожая.
Современный качественный скачек в развитии интенсивных агротехнологий связан с новыми этапами мировой агротехнологической революции - информатизационным и трансгенным. Развиваемые в этой связи высокоинтенсивные или точные агротехнологии ориентированы на максимальное использование генетического потенциала высокоинтенсивных, в том числе трансгенных, сортов сельскохозяйственных культур; производство продукции заданного качества, в том числе по элементному (микроэлементному) составу, при минимальных экологических рисках с применением прецизионных методов управления агроценозами. Такие технологии отличаются широким использованием современных электронных средств информатизации, геоинформационных и космических систем,космических методов диагностики посевов и дистанционных средств управления ими в изменяющихся режимах. Эти средства активно развиваются сегодня в различных институтах и компаниях. Такая работа требует координации и консолидации. При всей важности, к ней не следует сводить сущность точного земледелия, например, под рубрикой «координатное земледелие» и др. Дальнейшее развитие точных агротехнологий связано с экологизацией ибиологизацией, в особенности с созданием новых сортов, в том числе трансгенных, и использованием биопрепаратов, способных заменить в той или иной мере химические средства защиты растений, обеспечить интенсивную азотфиксацию и мобилизацию минеральных элементов питания из труднодоступных соединений, регулирование роста и развития растений.
Для разработки агротехнологий различного уровня интенсификации необходимо развитие системы многофакторных полевыхэкспериментов по выявлению потенциала продуктивности и обоснованию технологических решений по условиям экономичности
и энергозатратности для различных уровней интенсификации. Это позволит преодолеть всевозможные упрощенчества под названием «энергосберегающие», «ресурсосберегающие» и др.
Почвенно-экологические
проблемы земледелия
Помимо перечисленных задач по управлению определенными почвенными процессами по мере интенсификации и экологизации земледелия расширяются требования к изучению почв и почвенного покрова с точки зрении оценки их плодородия, потенциальной продуктивности, экологической устойчивости. Современное понятие плодородия почвы все больше соотносится с представлением о плодородии биосферы, высказанным еще В.В. Вернадским. Вклад почвы в эту категорию, помимо прямого обеспечения элементами питания, связан с трансформацией и перераспределением космических факторов жизни растений. В этой связи плодородие представляется как совокупность экологических и социально-экономических функций почв, сопряженных с определенными функциями биосферы.
Для регулированияэнергомассопе-реноса в агроландшафтах необходимо изучение почвенно-ландшафтных связей и взаимодействия почв с различными экологческими условиями. Поэтому требуется развитие факторной классификации почв как основы ландшафтно-экологической классификации земель. В последние годы усилился интерес к цифровому прогнозному почвенному картографированию, алгоритм которого сформулировал еще В.В. Докучаев, который писал: «Всякая почва всегда и всюду является простой функцией от почвообразователей .... Если мы вполне изучим эти факторы, то уже наперед можно предсказать, какова должна быть и самая почва» [2]. Появились модели эмпирического количественного описания взаимосвязей между почвой и пространственно распространенными предикаторами [6]. Эта работа требует активного развития.
Весьма актуальна разработка агроэкологической классификации у почвообразующих пород, классифи- е кации почв на древних и двучленных л породах, классификации почв по д термическому режиму, диагностики ел и оценки почв по гидрогеологическим е условиям и гидроморфизму. №
Особое внимание привлекает 3 проблема гидроморфизма чернозе- м мов, в частности, значительно более о широкое распространение лугово- 8
черноземных и луговых почв, чем это показано на соответствующих почвенных картах. Необходима организация соответствующих изысканий и проектирования адекватных систем земледелия, поскольку эти почвы сильно отличаются от зональных черноземов по характеру использования. В связи с тем, что на луговых и лугово-черноземных почвах растения получают дополнительное грунтовое увлажнение, следует разработать их группировку по глубине используемых грунтовых вод.
Значительного усиления требуют исследования по структурообразова-нию и связанными с ним процессами трансформации лабильного органического вещества.
В плане развития учения о структуре почвенного покрова, которое лежит в основе диагностики видов земель, предстоит совершенствование агроэкологической классификации микроструктур почвенного покрова и критериев оценки их сложности и контрастности.
Ближайшие научно-организационные задачи Ориентируясь на перспективные проблемы развития земледелия, весьма важно обосновать современные актуальные задачи, в особенности технологической модернизации земледелия и в целом сельского хозяйства. Необходимо разработать специальную государственную программу, для которой имеются научные и материально-технические предпосылки. Это непростая задача, поскольку она связана с преодолением последствий аграрной реформы и других противоречий [3]. Непременные условия модернизации - упорядочение землепользования, земельных отношений, земельного рынка, развитие благоприятной социальной среды, создание оптимальных экономических отношении (фермеризация, кооперация). Необходимое условие модернизации земледелия - подготовка агрономов-технологов. Для этого требуется серьезное обновление образовательных программ, в которых должны концентрироваться научные достижения НИИ и университетов, для чего необходима соответствующая интеграция научной и учебной деятельности тех и других. 5? Кроме того, необходимым условием ° служит создание научно-учебною производственной базы вместо утра-^ ченных учебно-производственных и 0) опытных хозяйств. ли Такое многообразие задач треде бует консолидации и координации ле научно-инновационной деятельности, 5 а в дальнейшем создания отраслевых $ инновационных систем.
На современном этапе чрезвычайно важно обеспечить разработку проектов адаптивно-ландшафтных систем земледелия и наукоемких агротехнологий для сельскохозяйственных предприятий на основе существующих методических рекомендаций. Опыт такой работы имеется в ряде регионов, для некоторых подготовлены методические руководства в виде обширных монографий. Для развития проектно-изыскательских работ целесообразно разработать региональные геоинформационные системы по агроэкологической оценке и проектированию АЛСЗ. На сегодняшний день почвенно-ландшафтные изыскания проводят научные учреждения, вузы, агрохимические центры. Для развития этих работ, как и многих других (упорядочение землепользования, инвентаризация земель, агроэкологический мониторинг и др.), назрела острая необходимость создания государственной земельной службы.
Не менее важна задача организации освоения проектов АЛСЗ и перспективных агротехнологий. Россия - единственная страна в мире, не имеющая в сельском хозяйстве сколько-нибудь развитой системы освоения достижений научно-технического прогресса, не говоря уже о государственной службе типа американской Extention service. Перманентная традиция возлагать на ученых внедрение никогда не давала масштабного эффекта, в то же время отвлекала от научной деятельности. Для освоения современных агротехнологий требуется создание системы инновационных центров при научных учреждениях и вузах, в которых должна осуществляться демонстрация агротехнологий, обучение специалистов в полевых условиях, консультации, сертификация специалистов.
С учетом изложенного разработана «Программа научно-инновационного обеспечения земледелия России», основные положения которой представлены в этом номере журнала.
Литература.
1. Агроэкологическая оценка земель, проектирование адаптивно-ландшафтных систем земледелия и агротехнологий. Методическое руководство. М.: ФГНУ «Росинформагротех», 2005. 784 с.
2. Докучаев В. В. Материалы к оценке земель Нижегородской губернии. Отчет Нижегородскому губернскому земству. Вып.1. СПб.: Типография Евдокимова, 1886, 391 с.
3. Анализ земельной реформы и агропромышленного производства за четверть века. Почвенно-экологические, технологические институциональные и инфраструктурные аспекты модернизации. Земельная служба (доклад) / А. Л. Иванов, В. И. Кирю-
шин, Э. Н. Молчанов и др. М.: Почвенный институт им. В. В. Докучаева. 2016. 93 с.
4. Кирюшин В.И. Экологические основы проектирования сельскохозяйственных ландшафтов. СПб.: ООО «Квадро», 2018. 568 с.
5. Кулик К. Н. Эффективные технологии формирования агролесоландшафтов // Проблемы интенсификации и экологизации земледелия России. Сборник материалов научной сессии Россельхозакадемии (13-15 июля 2006 г) М.: 2006. С. 124-137.
6. Bratney A. B., Mendosa Santos M. L., Minashy B. On digital soil mapping // Geoderma. 2003. V. 117. № 1-2. Pp. 52.
Tasks of Scientific and Innovative Support of Agriculture in Russia
V. I. Kiryushin
V.V. Dokuchaev Soil Science Institute, Pyzhevskii per. 7, str. 2b, Moskva, 119017, Russian Federation
Abstract. The prospect of agriculture development is associated with the solution of the tasks of ecological and economic optimization of agricultural nature management on the basis of the proposed constructive biosphere nature management paradigm. It supposes the conservation of biodiversity, the development of new species, the increase in the productivity of agrobiocenoses, in comparison with natural ecosystems, the preservation of existing and compensation for the lost ecological functions of the landscape. The main mechanism for implementing such a paradigm is the development of strategic and spatial planning and design of agricultural landscapes using the proposed tools for landscape and environmental planning. On this basis, the development of a methodology for the design of adaptive-landscape systems of agriculture (ALSA) is proposed. In terms of infrastructure development, ALSA put the problem of harmonization of agriculture and animal husbandry, the formation of an ecological skeleton of the territory, the landscape-ecological approach to the design of forest protection activities. The problems of ecologization of tillage systems and fertilizer use, integrated plant protection, the development of high agricultural technologies, as well as tasks of management of agrocenosis productivity and soil processes are under consideration. The necessity of technological modernization of agriculture and the development of the state program is substantiated.
Keywords: nature management; adaptive-landscape farming systems; ecological functions of a landscape; strategic planning; ecologization of soil cultivation; science-intensive agrotechnologies.
Author Details: V. I. Kiryushin, member of the RAS, chief research fellow (e-mail: vkiryushin@rambler. ru).
For citation: Kiryushin V. I. Tasks of Scientific and Innovative Support of Agriculture in Russia. Zemledelie. 2018. No. 3. Pp. 3-8 (in Russ.). DOI: 10.24411/0044-3913-201810301.
Программа научно-инновационного обеспечения земледелия России (основные положения)
1. Эколого-экономическая оптимизация сельскохозяйственного природопользования как условие развития адаптивно-ландшафтного земледелия.
1.1. Экологические предпосылки оптимизации сельскохозяйственного природопользования и формирование систем земледелия.
1.1.1. Противоречия интенсификации и экологизации земледелия и компромиссы. Анализ достижений и последствий мировой агротехноло-гической революции.
1.1.2. Современная парадигма природопользования (sustainable development), анализ международных программ по ее реализации.
1.1.3. Развитие конструктивно-биосферной идеологии природопользования с активным вкладом человека в сохранение и повышение биоразнообразия и увеличение продуктивности биосферы (коэволюция).
1.2. Социально-экономические предпосылки развития земледелия.
1.2.1. Стратегическое и территориальное планирование сельскохозяйственного природопользования.
1.2.2. Обоснование компромиссных решений землепользования на основе анализа противоречий между экологическими, экономическими, социальными, технологическими условиями и интересами землепользователей, разработка методов согласования их интересов с учетом возможных альтернатив развития территории.
1.2.3. Обоснование специализации земледелия с учетом рационального межрегионального обмена.
1.2.4. Организационно-экономический механизм формирования инновационной инфраструктуры земледелия.
1.3. Теоретические основы проектирования сельскохозяйственных ландшафтов - агроландшафтов, водохозяйственных, мелиоративных, сельских лесохозяйственных, агропромышленных и других.
2. Развитие методологии проектирования агроландшафтов и систем земледелия на ландшафтно-экологической основе.
2.1. Развитие учения о функциях ландшафтов как основы территори-
ального планирования и проектирования.
2.1.1. Экологические функции ландшафтов, их идентификация, оценка и группировка.
2.1.1.1. Биоценотические функции (самоорганизации, саморегулирования, устойчивости, конкуренции, симбиоза), их оценка и использование в сельскохозяйственном природопользовании.
2.1.1.2. Развитие симбиотической парадигмы эволюции.
2.1.1.3. Оценка и сохранение генетического, видового и экосистемного разнообразия в сельскохозяйственном природопользовании.
2.1.1.4. Биоэкологические и биогеохимические функции.
2.1.1.4.1. Развитие представлений о биопродукционной функции ландшафтов как базовой функции биосферы.
2.1.1.4.2. Создание банков данных первичной продукции для различных биогеоценозов и агробиогеоцено-зов.
2.1.1.4.3. Изучение механизмов деструкционных и органо-аккуму-лятивных функций ландшафтов и агроландшафтов.
2.1.1.4.4. Изучение влияния биоэкологических и биохимических функций ландшафтов и агроландшафтов на газовый режим атмосферы и климатические функции.
2.1.1.4.5. Оценка биологического круговорота веществ в масштабе сельскохозяйственного природопользования.
2.1.1.4.6. Закономерности изменения экологических функций природных ландшафтов в результате их трансформации в сельскохозяйственные ландшафты.
2.1.2. Формирование социально-экономических функций сельскохозяйственных ландшафтов.
2.1.2.1. Разработка нормативов сокращения экологических функций при формировании ресурсных, агробиоценотических, агропромышленных и других социально-экономических функций.
2.1.2.2. Разработка методологии компенсации утраченных экологических функций путем создания новых видов растений и продуктивных сортов, интенсификации продукционных процессов и
регулирования деструкционных и других функций.
2.2. Развитие инструментария территориального планирования и проектирования на ландшафтно-экологической основе.
2.2.1. Разработка методологии структурно-функционального анализа ландшафта.
2.2.2. Разработка алгоритмов проектирования различных сельскохозяйственных ландшафтов.
3. Развитие системы экологической оценки земель для проектирования сельскохозяйственных ландшафтов.
3.1. Совершенствование природно-сельскохозяйственного районирования, разработка системы ландшафтно-экологического районирования.
3.2. Разработка ландшафтно-эко-логической группировки земель в разрезе зональных провинций.
3.3. Развитие ландшафтно-эко-логического анализа территории для планирования и проектирования сельскохозяйственных ландшафтов.
3.3.1. Совершенствование системы оценки рельефа.
3.3.2. Разработка агроэкологиче-ской классификации почвообразую-щих пород.
3.3.3. Система оценки агроклиматических условий, оценка мезо- и микроклимата в сложных ландшафтах.
3.3.4. Разработка систем оценки гидрологических и гидрогеологических условий для проектирования сельскохозяйственных ландшафтов. Группировка почв по глубине грунтовых вод, доступных для использования растениям.
3.3.5. Идентификация и оценка геохимической структуры ландшафта, выявление ареалов рассеяния элементов, геохимических аномалий.
3.3.6. Оценка загрязнения почв и ландшафтов радионуклидами и другими токсикантами.
3.3.7. Разработка агроэкологи-ческой классификации структур почвенного покрова и критериев оценки их сложности и контрастности.
3.3.8. Биоэкологический анализ территории.
3.3.8.1. Оценка биоразнообра- у
зия. е
3.3.8.2. Оценка биотического по- л тенциала ландшафта. д
3.3.8.3. Оценка биоэкологического ел состояния почв. ие
3.3.9. Система оценки фитоса- ^ нитарного и санитарного состояния 3 агроландшафтов м
3.3.10. Оценка экологической о устойчивости ландшафтов. 8
00 о
СЧ 00
е и
^
е
4 е
^
5
е
3.3.11. Оценка устойчивости агро-ландшафтов.
3.4. Почвенно-ландшафтное картографирование, развитие цифровой картографии.
3.5. Формирование ГИС агроэко-логической оценки земель для проектирования сельскохозяйственных ландшафтов.
3.6. Развитие дистанционных методов исследований поверхности Земли и подпочвенного зондирования.
3.7. Методика определения потенциальной продуктивности сельскохозяйственных культур для различных видов земель при разных уровнях интенсификации земледелия.
3.8. Разработка методики инвентаризации земель.
3.9. Совершенствование агроэко-логического мониторинга земель.
4. Развитие структуры адаптивно-ландшафтного земледелия.
4.1. Формирование экологического каркасатерритории. Гармонизация экологических сетей и инфраструктуры агроландшафтов.
4.1.1. Пространственная иерархия экологических каркасов на глобальном (экосети), региональном (национальном) и локальном уровнях.
4.1.2. Функции и структура экологических каркасов территории (базовые резерваты, экологические коридоры, буферные зоны, территории восстановления природы, локальные элементы).
4.1.3. Создание рефугиумов и их значение.
4.1.4. Ландшафтно-экологический подход к созданию лесонасаждений.
4.1.5. Негативные последствия шаблонов полезащитного лесоразведения.
4.1.6. Роль природных и восстановленных степей в экологизации природопользования.
4.2. Гармонизация земледелия и животноводства.
4.2.1. Рациональное размещение и экологизация животноводства.
4.2.2. Разработка методологии проектирования животноводческих ландшафтов.
4.2.3. Кормопроизводство как связующее звено между растениеводством и животноводством в адаптивно-ландшафтных системах земледелия.
4.2.4. Оптимизация круговорота веществ в животноводческих ландшафтах и агроландшатах, в системе ферма - поле.
4.3. Усиление адаптационных мер по повышения устойчивости земледелия к потеплению и колебаниям климата.
4.3.1. Создание сортов растений устойчивых к засухе и другим неблагоприятным условиям. Расширение спектра сортов в соответствии с разнообразием климатических условий.
4.3.2. Изучение природы климатических стрессов растений и повышение их устойчивости к высоким и низким температурам, засухам, со-лонцеватости, засоленности почв и другим неблагоприятным условиям.
4.3.3. Реакция растений на повышение содержания СО2 в атмосфере.
4.3.4. Влияние потепления климата на фитосанитарную ситуацию и ее регулирование. Прогнозы.
4.3.5. Развитие теории экологических, в том числе климатических рисков и методов технологической адаптации к ним.
4.4. Развитие системы агроэко-логической оценки и группировки сельскохозяйственных культур по их биологическим требованиям и воздействию на окружающую среду.
4.5. Оптимизация соотношения угодий, структуры посевных площадей, систем севооборотов, сенокосо-пастбищеоборотов.
4.5.1. Диверсификация культур и севооборотов, повышение роли бобовых культур и многолетних трав.
4.5.2. Обоснование взаимозаменяемости функций севооборотов, обработки почвы,удобрений и средств защиты растений при формировании специализированных севооборотов.
4.5.3. Профилактика почвоутомления как незаменимая функция севооборота.
4.5.4. Уплотнительные посевы как фактор биологизации земледелия.
4.5.5. Проблема чистого пара в современном земледелии, мотивы сокращения.
5. Экологизация систем обработки почвы.
5.1. Минимизация обработки почвы и прямой посев как глобальная тенденция. Новый этап совершенствования систем обработки почвы в России.
5.2. Обоснование роли различных приемов и их комбинаций в региональных системах обработки почвы. Приоритет мульчирующих систем как фактор экологизации земледелия.
5.3. Влияние мульчи из растительных остатков и измельченной соломы на температурный и водный режимы, структурное состояние почвы, био-генность, биологическую активность и азотный режим. Длительность сохранения мульчи, скорость ее разложения в различных условиях.
5.4. Разработка группировки полевых культур по отношению к плот-
ности почвы и структурному состоянию.
5.5. Разработка группировки земель по пригодности для прямого посева.
5.6. Изучение влияния минимизации обработки почвы и прямого посева на структурное состояние почв, водный режим агроценоза, фитосанитарное состояние посевов, режим элементов питания, биоген-ность и биологическую активность почвы.
5.7. Разработка агротребований к технологиям прямого посева, различным его комбинациям (strip-till и др.) и посевным комплексам.
5.8. Создание регистра машин для прямого посева с различными рабочими органами (дисковыми, анкерными, комбинированными и др) с оценкой их пригодности для использования в различных экологических условиях.
5.9. Регулирование режима минеральных элементов в агроценозах при прямом посеве.
5.10. Обобщение опыта почвоо-бработки и составление научно обоснованных рекомендаций по системам обработки почвы в зонально-провинциальном аспекте.
6. Применение удобрений как определяющее условие развития земледелия и оптимизации природопользования.
6.1. Методология регулирования круговорота веществ в агроланд-шафтах в зональном и провинциальном аспектах. Развитие агрохимического мониторинга.
6.2. Минеральные удобрения как системообразующий фактор оптимизации систем земледелия, их роль в построении севооборотов, минимизации обработки почвы, выборе норм высева семян и сроков посева.
6.3. Задачи регулирования минерального питания растений в агро-ценозах.
6.3.1. Изучение генотипических механизмов минерального питания растений, в том числе трансгенных сортов.
6.3.2. Совершенствование методов почвенно-растительной диагностики минерального питания сельскохозяйственных культур.
6.3.3. Совершенствование расчета доз удобрений на основе обобщения данных полевых опытов. Развитие системы многофакторных полевых экспериментов.
6.3.4. Совершенствование способов внесения удобрений при минимизации обработки почвы и прямом посеве.
6.3.5. Составление регистров машин, орудий, посевных комплексов
для внесения минеральных удобрений.
6.3.6. Развитие дистанционных методов и средств управления продукционным процессом сельскохозяйственных культур с использованием минеральных удобрений и других средств в изменяющихся режимах.
6.3.7. Оптимизация применения органических удобрений.
6.3.7.1. Анализ состояния проблемы утилизации отходов животноводства.
6.3.7.2. Создание новых технологий и технических средств уборки, переработки, использования навоза и животноводческих стоков.
6.3.7.3. Анализ и оценка технологий органического земледелия.
6.3.8. Разработка научно обоснованных нормативов окупаемости удобрений продукцией.
7. Развитие интегрированной защиты растений от вредных организмов.
7.1. Создание сортов, устойчивых к болезням и вредителям.
7.2. Использование биоценоти-ческих связей для регулирования численности вредных организмов в экотонах, роль экологических каркасов территории.
7.3. Культивирование энтомофа-гов и орнитофауны для регулирования вредителей.
7.4. Создание новых методов фитосанитарной диагностики и определения численности вредных и полезных организмов с целью прогноза и предотвращения чрезвычайных фитосанитарных ситуаций с использованием информационных, коммуникационных технологий и компьютерных программ.
7.5. Создание биологических средств защиты растений узкоспециализированного действия.
7.6. Повышение точности внесения пестицидов в изменяющемся режиме с использованием сканирования посевов.
7.7. Создание пестицидов с короткими сроками разложения.
8. Развитие наукоемких аг-ротехнологий в адаптивно-ландшафтных системах земледелия.
8.1. Создание пакетов технологий возделывания полевых культур в соответствии с различными агроэко-логическими условиями, уровнями интенсификации и хозяйственными укладами.
8.2. Создание сортов и технологий, обеспечивающих заданное качество продукции по всем показателям, включая микроэлементный состав.
8.3. Биологизация агротехноло-гий: использование симбиотических и конкурентных взаимодействий в
агроценозах и смежных природных экосистемах; использование биопрепаратов, мобилизующих элементы питания растений из малодоступных форм; применение биопрепаратов против вредных организмов и активных штаммов микроорганизмов, разлагающих пестициды и другие токсиканты.
8.4. Совершенствование дистанционных методов управления технологическими операциями.
8.5. Навигационное оборудование для точного земледелия.
8.6. Разработка эффективных региональных технологий первичного и промышленного семеноводства, обеспечивающих выход высококачественных семян, ускоренное освоение новых сортов и гибридов в производстве.
8.7. Обоснование системы машин для адаптивно-ландшафтного земледелия, агротребований к новым машинам.
8.8. Создание федеральных и региональных регистров агротехно-логий и машин.
8.9. Создание систем мониторинга и контроля агротехнологий в сельскохозяйственных предприятиях. Введение в практику электронной книги истории полей.
9. Оценка почв и управление плодородием почв в адаптивно-ландшафтных системах земледелия.
9.1. Развитие понятия почвенного плодородия с позиций биосферных функций.
9.2. Совершенствование факторной классификации почв как основы ландшафтно-экологической классификации земель.
9.3. Развитие цифрового прогнозного почвенного картографирования.
9.4. Разработка классификации почв на древних и двучленных породах.
9.5. Разработка классификации почв по термическому режиму (признакам его проявления).
9.6. Совершенствование диагностики почв по гидрогеологическому режиму.
9.7. Проблема гидроморфизма черноземов и использования лугово-черноземных и черноземно-луговых почв.
9.8. Оптимизация режима органического вещества почв в агро-ландшафтах.
9.8.1. Современные оценки изменения гумусового состояния почв в различных системах земледелия.
9.8.2. Функции лабильного органического вещества почв (ЛОВ), его режимы в АЛСЗ в различных агроэко-логических условиях.
9.8.3. Влияние ЛОВ на структурное состояние почв.
9.8.4. Обоснование оптимального содержания ЛОВ в агроценозах.
9.8.5. Оценка предшественников севооборота по содержанию ЛОВ. Корректировка севооборотов с учетом оптимизации содержания ЛОВ в почве.
9.8.6. Определение минимального содержания ЛОВ, обусловливающего состояние выпаханности.
9.8.7. Оптимизация размещения ЛОВ в пахотном слое.
9.9. Проблема биогенности почв в земледелии.
9.9.1. Роль нано-, микро- и мезо-фауны в трансформации растительных остатков и формировании почвенной структуры в различных агро-ценозах в зонально-провинциальном аспекте.
9.9.2. Влияние агрохимических средств на численность и активность почвенной фауны в различных агро-технологиях.
9.9.3. Проверка гипотезы биологического саморыхления почвы при прямом посеве.
9.10. Развитие представлений о биологической и физиологической активности почв.
9.10.1. Критерии способности почв к самоочищению от вредных организмов.
9.10.2. Механизмы взаимодействия фитоценозов и микробиоценозов в педосистемах. Разработка путей практического использования генетических резервов взаимодействия растений и микроорганизмов в агроценозах.
9.10.3. Разработка показателей биоэкологического состояния почв и шкалы биодеградации почв («здоровье почвы»).
9.10.4. Оценка роли биологического азота в питании растений и его вклад в формирование урожайности и качества продукции.
9.10.5. Оптимизация основных факторов среды для реализации потенциальной азотфиксирующей способности симбиотических и ассоциативных систем (наличие в почве лабильного органического вещества, реакция почвенного раствора и т.д.). Определение размеров фиксации азота воздуха в зависимости от экологических и хозяйственных условий.
9.10.6. Создание новых биоло- у гических препаратов на основе е свободноживущих, ассоциативных, л симбиотрофных азотфиксирующих д и фосфатмобилизующих бактерий, л а также препаратов бинарного дей- ие ствия на основе сочетания различных ^ микроорганизмов. 3
9.11. Окультуривание подзоли- м стых, дерново-подзолистых, светло- о серых и других бедных почв. 8
9.11.1. Обоснование параметров оптимального гумусового состояния, рН и агрономических свойств почв.
9.11.2. Обоснование глубины окультуривания и степени окультуривания, обеспечивающих применение интенсивных агротехно-логий.
9.12. Регулирование физических режимов почв в АЛСЗ.
9.12.1. Обоснование оптимального физического состояния почв для нормальных и интенсивных агро-технологий (плотность, структурное состояние, пористость).
9.12.2. Разработка агротребова-ний к машинам и орудиям по условиям нагрузки на почву.
9.13. Проблемы деградации почв и агроландшафтов.
9.13.1. Развитие системы оценки деградации почв с позиций сокращения их экологических и социально-экономических функций.
9.13.2. Задачи инвентаризации деградированных земель, разработка их статуса, трансформации в соответствующие угодья и ЭКТ.
10. Развитие мелиораций в адаптивно-ландшафтных системах земледелия.
10.1. Гидротехнические мелиорации как составная часть АЛСЗ.
10.2. Методология проектирования мелиоративных ландшафтов в системе водохозяйственных ландшафтов и агроландшафтов.
10.3. Развитие бассейновой концепции регулирования гидрологических и гидрогеологических функций ландшафта.
10.4. Оптимизация структуры водного баланса водосбора с учетом водопотребления и экологического стока реки, обеспечивающего сохранение устойчивости водной экосистемы.
10.5. Разработка методологии проектирования противоэро-зионных мелиораций с учетом позиционно-динамической, параге-нетической и бассейновой структур ландшафта
11. Разработка математических моделей адаптивно-ландшафтного земледелия применительно агроэкологическим группам земель в зонально-провинциальном аспекте.
11.1. Разработка систем многофакторного полевого экспериментирования для изучения взаимодействия элементов земледелия,
агроэкологических условий и факторов интенсификации.
11.2. Создание математического аппарата моделирования АЛСЗ на основе экспериментальных данных.
12. Создание региональных ГИС агроэкологической оценки земель и проектирования АЛСЗ.
13. Обоснование технологической модернизации земледелия как приоритетной задачи государственной аграрной политики.
13.1.Подготовка Федерального закона «О технологической модернизации земледелия».
13.2. Разработка федеральной целевой программы «Технологическая модернизации земледелия»
13.3. Формирование нормативной базы технологической модернизации земледелия.
13.4. Обоснование нормативных документов и регламентов экономического стимулирования преобразований.
Кирюшин Валерий Иванович -академик РАН, главный научный сотрудник Почвенного института им. В.В. Докучаева E-mail: vkiryushin@rambler.ru
со
1
о
2 3
е и л
е д
е л м е З
Ранний контроль сорняков в посевах кукурузы
За последние несколько лет наблюдается увеличение интенсивности возделывания кукурузы в России. Происходит рост уровня урожайности культуры в среднем по регионам. Это происходит за счет потребности животноводческой отрасли в зерне кукурузы и нарастании экспортных возможностей культуры.
Компания «Сингента» является новатором в системе защиты кукурузы и предлагает новые решения для контроля различных видов сорняков начиная с довсходового периода и до фазы 7-8 листьев культуры, а в отдельных случаях и в более поздние фазы может подсказать индивидуальное решение.
Компания «Сингента» предлагает эффективную систему защиты кукурузы в ранний период развития (Early Season Weed Control - ESWC). Применение гербицида ЛЮМАКС® в начале вегетации культуры увеличивает ее конкурентоспособность за свет, влагу, зону питания. В итоге
реализуется генетический потенциал кукурузы: в среднем сохранение урожая превышает 20 %.
Системный гербицид почвенного и листового действия ЛЮМАКС® имеет в составе три действующих вещества (375 г/л С-метолахлор + 125 г/л тербутилазин + 37,5 г/л мезотрион). Комбинация действующих веществ разных химических классов обеспечивает высокую эффективность каждого компонента. С-метолахлор работает против однолетних злаковых сорняков и некоторых двудольных; тербутилазин - против однолетних широколистных (двудольных), мезотрион - против однолетних двудольных (при почвенном внесении) и ряда многолетних сорняков (при фолиарной обработке) (бодяк полевой, осот полевой, хвощ полевой, вьюнок полевой). Механизм действия мезотриона направлен на блокирование белкового синтеза, в частности растительного энзима п-гидрокси-фенил-
пируват-дегидрогеназы. Тербутилазин ингибирует деление клеток. С-метолахлор тормозит биосинтез липидов и жирных кислот, флаво-ноидов и протеина и др. Сочетание мезотриона с тербутилазином отличается высоким синергетиче-ским эффектом, проявляющимся в усилении действия, и продолжительным защитным действием при почвенном применении гербицида ЛЮМАКС®.
Эффективность гербицида ЛЮМАКС® не зависит от погодных условий, влажности почвы и количества осадков. Действующее вещество гербицида ЛЮМАКС® «проникает» через корневую систему, прорастающие семена и побеги сорняков. Остановка роста наблюдается в течение 1 -2 дней, а полная гибель - на 6-15 день после обработки в зависимости от вида сорняков и фазы развития в момент обработки. По данным многолетних испытаний в хозяйствах, после почвенного применения препарата
