CC BY
26
УДК 632.93:631.53.01
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ЗАЩИТЫ РАСТЕНИЙ
Тамара Александровна Иванова, к. техн. н., д. с.-х. н., профессор
ФГБОУВПО «Великолукская ГСХА», Россия, г. Великие Луки Наталья Леонидовна Истомина, д. ф.-м. н., профессор
Институт Спектроскопии РАН, Россия, г. Москва
В данной статье обосновывается концепция экологизации сельского хозяйства России. Особая роль принадлежит лазерным методам обработки посевного материала и са-пропелям - многофункциональным удобрениям, способным улучшать фитосанитарное состояние агроэкосистем.
Ключевые слова: сапропели; лазерные системы; флуоресценция.
Решение проблемы устойчивого развития сельских территорий России должно обеспечить продовольственную безопасность страны, повысить конкурентоспособность отечественной экономики. Условия конкуренции и ведения бизнеса в каждой стране имеют свои особенности, и российское растениеводство как отрасль хозяйства в большей степени зависит от климатических условий. Однако, вовлекаясь в мировую глобальную торговлю, отрасль оказывается в сильной зависимости от состояния дел на рынке средств защиты растений.
Мировой рынок химических средств защиты растений (ХСЗР) поделен почти поровну между Европой, Южной Америкой и Азией. Полагаясь на результаты исследований рынка сельскохозяйственных технологий и средств защиты растений по странам Америки, Европы и Латинской Америки [1], отметим, что Европейские фермеры покупают боль-
шей частью фунгициды и меньше инсектицидов, чем потребители ХСЗР из других регионов мира. Причина - в умеренном климате стран Европы, который больше способствует распространению заболеваний растений, чем распространению насекомых-вредителей. В Северной Америке распространены гербициды, а объем использования фунгицидов мал. Наоборот, в Южной Америке, климат которой способствует сильному распространению насекомых-вредителей растений, более трети используемых ХСЗР приходится на инсектициды. Такая же картина повторяется и в Азии. Прогнозируется, что в России сельское хозяйство в ближайшие годы будет развиваться экстенсивно [7]. Присутствие на российском рынке таких крупных промышленных гигантов как Syngenta, BASF, Bayer, DuPont, Dow^ - производителей контрафактных пестицидов -лишь обостряют борьбу за отече-
ственного фермера, являясь следствием принципа любого бизнес-проекта: скорейшее достижение результата при минимальных затратах. При этом нельзя забывать о существующей экологической опасности применения тех или иных ХСЗР.
В России в 2012 году посевная площадь зерновых культур составила 38,246 млн. га, а в 2013 году зерновые культуры занимали уже 40,2 млн. га (57,1%) посевных площадей в РФ. Валовый сбор зерна составляет в среднем 85 млн. т в год [6], рост площади посевов зерновых составил 0,51%, прогнозируется, что в будущем он останется на том же уровне. Динамика роста площади однократной обработки зерновых культур фунгицидами прогнозируется еще более высокая. Главный зерновой товар России - озимая пшеница. В связи с существующей тенденцией увеличения экспорта эксперты ожидают расширения площадей под озимой пшеницей. Соответственно, планируется увеличение объемов применяемых фунгицидов. Утверждается, что к 2016 году площадь однократной обработки зерновых культур фунгицидами вырастет и достигнет 35,3% от общей площади посевов. А ведь в Европе уже с 1991 года проводятся реформы, направленные на ограничение использования химических средств и в первую очередь фунгицидов при возделывании зерновых культур.
Перспективной альтернативой химическим методам являются лазерные и минеральные агротехниче-
ские мероприятия. Известно, что лазерное облучение обладает фунги-цидными свойствами. Однако для большинства фермеров до сих пор остаются неизвестными широкие возможности лазерных технологий защиты растений. Внедрение лазерных технологий в культуру агротехники и применение сапропелей в качестве удобрений для улучшения микробиологических, биохимических процессов в почвах способны улучшить фитосанитарное состояние агроэкосистем.
И использование лазерной предпосевной обработки семян, направленное для их обеззараживания, стимуляции роста и развития растений при их обработке на полях, стимулирует устойчивость растений ко многим болезням, повышает продуктивность и качество сельскохозяйственной продукции растениеводства. Тем более, что для нашей страны характерно сокращение периода вегетации многих видов растений по сравнению с другими сельскохозяйственными регионами мира.
Полагая, что при взаимодействии зондирующего пучка с растительной тканью ее оптические свойства остаются стабильными, многие ученые ошибаются. Однако эта ошибка превратилась в аксиому, препятствующую внедрению лазерных методов в агротехнику. Квазимонохроматическое лазерное излучение взаимодействует с растительной тканью, и в рассеянном зондирующем излучении наблюдается быстрый спад интенсивности. Как
пишут авторы [3], уже в первые секунды измерений наблюдается изменение оптических показателей, как в режиме пропускания, так и отражения света, которое достигает десятков процентов. В своих экспериментах они регистрировали изменения амплитудно-фазовым детектором с неселективным фотоприемником. Часть света, поглощенного зелеными тканями растения, дисси-пирует в тепло, часть расходуется на фотохимические реакции фотосинтеза, а другая часть высвечивается в виде хлорофиллфлуоресценции.
Характерной особенностью хлорофиллфлуоресценции является тот факт, что ее квантовый выход зависит от интенсивности и длительности воздействия света. Он может меняться в широких пределах: при низкой освещенности, когда практически все реакционные центры фотосистемы открыты, большая часть поглощенных квантов участвует в фотохимическом процессе, и хлорофиллфлуоресценция имеет минимальный уровень. При попадании на лист большего светового потока происходит перенасыщение реакционных центров, и они перестают выполнять фотосинтетическую функцию. Избыток энергии возбуждения расходуется на флуоресценцию, которая достигает своего максимального значения.
Для реализации лазерного метода обработки в производственных масштабах научно-производственная фирма «Биолазер» (Краснодарский край) разработала унифицирован-
ную лазерную установку «ЛУ-2» [5] для активации семян в стационарных условиях и вегетирующих растений в поле. За один технологический цикл (4-6 дней) она позволяет одновременно обрабатывать до 200 т семян. Лазерная обработка повышает полевую всхожесть и усиливает ростовые процессы. Специалисты считают, что оптимальное время начала лазерной обработки посевного материала составляет 20-25 дней до начала сева. Лазерная активация посевов обладает большим потенциалом повышения урожайности сельскохозяйственных культур, стимулируя их рост и обладая свойствами профилактики болезней растений при вегетации.
Результаты исследований показали, что свой наибольший потенциал лазерные методы агротехники проявляют при обработке озимой пшеницы и при возделывании риса. Например, известное снижение урожайности риса на 15-25%, вызванное такими болезнями, как пирикуляри-оз, фузариоз, альтернариоз, можно улучшить, по крайней мере, в два раза, используя лазерные методы обработки. Однако большинство хозяйств традиционно используют в борьбе с ними различные виды пестицидов, что влияет на качество продуктов и окружающую среду.
Альтернативным вариантом экологизации сельского хозяйства является и применение органических удобрений, почвозащитных технологий, биологических методов защиты растений. Эти «мягкие» мероприя-
тия не вносят резких изменений в экологический баланс агроэкоси-стем, а, наоборот, способствуют повышению плодородия почв. Данные мероприятия должны пользоваться приоритетом по отношению к широкому применению химических средств защиты, пестицидов и использованию в сельском хозяйстве мощной техники с большой нагрузкой на землю. В связи с существующей тенденцией нарастания темпов и масштабов деградации земельных ресурсов [4], вполне очевидно, что в России следует более широко применять органический сапропель. Это единственное из всех горногеологических природных ресурсов, которое выполняет многофункциональную экологическую роль. При добыче - извлечении со дна озер -делает озера чище, возвращая в первоначальное состояние, и останавливает процесс эвтрофикации - заболачивания и медленного отмирания озер.
Его ресурсосберегающее использование реализует концепцию неисчерпаемого природопользования, что позволяет обеспечить экологическую сбалансированность и безотходность геотехнологий при добыче и переработке, а также высокую экологичность применения в различных областях агрокомплекса. Напомним, что снижение объема добычи полезных ископаемых в нашей стране за последние годы коснулось также и предприятий по добыче и переработке сырья для производства минеральных удобре-
ний. Резко возросли их цены, повысились экологические требования к их производству и применению. За последние десять лет [10] объем производства фосфорных удобрений, включая фосфорную муку, снизился почти в три раза. Почти 70% фосфорных удобрений, произведенных в 1995 г., ушло на экспорт.
Близки к исчерпанию запасы, пригодные для открытой разработки на Кингисеппском месторождении фосфоритов, недостаточен уровень добычных работ на карьерах АО «Апатит». Внесение фосфорных удобрений на гектар пашни в России снизилось почти в десять раз, это грозит нашей стране чрезвычайно серьезными потерями урожая. Вос-полняемости минерально-сырьевой базы практически нет [7].
К сожалению, за время, истекшее с 1995 г., положение с обеспечением российского сельского хозяйства столь необходимыми удобрениями практически не улучшилось. Президент Минерально-химической компании, входящей в состав «Группы МДМ», подчеркнул [7], что в настоящее время спрос на минеральные удобрения со стороны сельского хозяйства удовлетворяется всего на 6-10% от научно обоснованной потребности. Все остальное минеральное сырье идет на экспорт. Более 15 лет не добывается торф как органическое удобрение. Практически в стране возникла проблема национальной опасности общего обеднения почв Нечерноземья, резкого сокращения объемов продук-
ции растениеводства и животноводства. Допущенное за последнее время снижение естественного плодородия почв соответствует недобору зерна в среднем по 10 ц/га. Если взять за основу среднегодовую урожайность зерновых культур, то обеспечение только простого воспроизводства естественного плодородия почв позволило бы увеличить выход продукции с единицы площади более чем в 1,5 раза [4].
Специалистами сельского хозяйства подсчитано, что для удовлетворения потребностей аграриев ежегодно необходимо производить 16,5 млн. т. минеральных и более 150 млн. т. органических удобрений. Сапропель может частично восполнить этот пробел, для чего необходимы масштабное строительство небольших предприятий и выпуск соответствующих агрегатов для добычи и переработки сапропелей.
Учитывая огромное количество микроэлементов, наличие большого количества усваиваемых форм азота, фосфора и других экологически чистых минеральных компонентов, сапропели являются достаточно реальной альтернативой азотным, фосфорным и другим минеральным удобрениям. Сапропелевые удобрения имеют ряд преимуществ по сравнению с минеральными. Биологическая, коллоидная и клеточная структуры сапропелевых удобрений предпочтительнее жестко кристаллической - минеральной, поэтому и усвояемость корневой системой растений их выше, чем у ми-
неральных. Практически не требуется затрат на восстановление окружающей среды из-за того, что добыча сапропелей - процесс оздоровления, реставрации озер. Кроме того, сапропелевые удобрения вносятся в почву только один раз в 6-8 лет, что значительно снижает затраты потребителя на закупку и внесение легко вымываемых минеральных удобрений. Расположение же озерных месторождений сапропелей практически рядом с потребителем позволяет резко снизить весьма высокие расходы на транспорт [8]. Указанные преимущества и целый ряд других ставят сапропелевые удобрения в разряд конкурентоспособных и экологически выгодных. Эти удобрения - детоксиканты, «санитары» почв, они практически не вымываются из песчаных почв в отличие от минеральных азотных и фосфорных удобрений.
Практика использования сапропеля на удобрение показала, что песчаные и супесчаные почвы со слабо выраженным гумусовым горизонтом, плохо или слабо окультуренные, весьма отзывчивы на внесение сапропелевых удобрений и дают большие прибавки урожая. Сапропель, как и навоз, содержит в себе почти все необходимые растениям питательные вещества, но при этом является комплексным органомине-ральным удобрением. В зависимости от свойств и состава сапропели могут использоваться как комплексное удобрение в чистом виде и как удоб-
рение в сочетании с органическими и минеральными добавками.
В чистом виде наиболее пригодны и эффективны для кислых почв органоизвестковые и известко-вистые виды сапропеля. Органические сапропели, как правило, слабокислые и обедненные минеральными компонентами, поэтому их желательно предварительно компостировать и смешивать с органическими и минеральными удобрениями.
Удобрения, полученные путем грануляции сапропеля с минеральными добавками, обладают высокими агрохимическими свойствами. Это удобрения длительного действия, они удобны при транспортировке и внесении в почву. По данным ЛСХА внесение дозы 2 т/га таких удобрений обеспечивает получение урожая ячменя 32 ц/га, что на 11,6 ц/га выше по сравнению с контролем и на 8 ц/га больше по сравнению с урожаем в варианте, где были внесены одни минеральные удобрения в эквивалентном количестве. При использовании сапропеля под картофель из расчета 20 т/га был получен урожай 212 ц/га, что на 90 ц/га выше по сравнению с контролем и на 68 ц/га больше по сравнению с урожаем в варианте с минеральными удобрениями. При этом картофель был менее подвержен заболеваниям и хранился значительно дольше, не теряя своих качеств [7].
Особая роль принадлежит из-вестковистым сапропелям, использование которых для нейтрализации кислых почв значительно эффектив-
нее, чем применение извести минерального происхождения, так как кальций сапропеля лучше усваивается, при этом почва обогащается органикой и необходимыми макро- и микроэлементами. Жесткая минеральная известь убивает микрофлору почв, делая ее мертвой, а известко-вистые сапропели мягче в действии и не уничтожают биофлору. Нормы внесения сапропеля как удобрения в почву зависят от его состава, свойств почвы и возделываемой культуры и могут колебаться от 20 до 120 т/га при 60% влажности.
Известна практика использования сапропелей в качестве субстрата, то есть вместо почвы, в котором содержатся все основные элементы, необходимые растению. Эти элементы находятся в состоянии, не вызывающем угнетения возделываемых растений, причем в таком соотношении и состоянии, что практически исключается вероятность повышенной или недостаточной концентрации отдельных питательных элементов [2].
Таким образом, применение сапропелей должно способствовать достижению многократного положительного эффекта для сохранения и улучшения состояния окружающей природной среды и здоровья населения.
Достигнутый высокий уровень научных знаний о составе и свойствах сапропелей, широкая распространенность сырья, доступность, относительная простота добычи и первичной переработки, низкие це-
ны и высокая конкурентоспособность продукции доказывают, что наиболее перспективными направлениями использования сапропелей на ближайшую перспективу будут земледелие, лесоводство и лесоразведение, животноводство и ветеринария, мелиоративное строительство.
И, в заключение, подчеркнем, что лазерные технологии в сельском хозяйстве имеют давние традиции. Но стартовый период их использования совпал с промышленным выпуском довольно громоздких лазерных конструкций, мобильность которых была сильно ограничена. Однако сменяющие друг друга технологии порождают новую лазерную продукцию. Какие лазерные источники будут востребованы в ближайшее время, предугадать нельзя. Мы подошли к стоящей проблеме с иной стороны - важно формировать предложение по активному использованию лазеров в сельском хозяйстве, акцентируя внимание потенциальных пользователей на тех возможностях, которые открывают перед ними лазерные инструменты. Если с выбором длин волн ученые уже давно определились, то все, что касает-
ся рекомендаций по выбору конкретных режимов использования импульсного или непрерывного излучения, диапазона значений выходных параметров, зависит от результатов дальнейших исследований.
Относительно сапропелей отметим, что, действительно, более двухсот лет человечество использует сапропель, в основном как универсальное и эффективное местное удобрение. Однако широкого и достойного применения в России он еще не получил, несмотря на мощные и постоянно пополняющиеся запасы.
Причины две: недостаточная рекламно-информационная освещенность о разнообразии и полезности состава и свойств сапропеля; недостаточность разработки и широкого применения геотехнологий, позволяющих обеспечить экологическую безопасность и высокую технологичность при добыче сапропелей.
Разумеется, все проблемы - от генезиса до детализации отдельных процессов и способов переработки, а также использования сапропелей различных видов - невозможно было раскрыть в данной статье, да такая цель и не преследовалась.
Список литературы
1. http://moskva.bezformata.ru/listnews/ kleffmann-agrostat.
2. А.с. 1780658 СССР. Питательная среда для культивирования растений картофеля in vitro / Т.А. Иванова. - опубл. 1992, Бюл. № 46.
3. Будаговский А. Парадоксы оптических свойств зеленых клеток и их практи-
ческое применение / А. Будаговский, О. Будаговская, И. Будаговский // Фотоника. - 2010. - №6.
4. Гирусов Э.В. Экология и экономика природопользования / Э.В. Гирусов. -Юнити-Дана, 2010. - 607 с.
5. Журба П. Лазерные технологии промышленного возделывания сельскохо-
зяйственных культур / П. Журба, Е. Журба // Фотоника. - 2010. - №3.
6. Захаренко В. Развитие рынка пестицидов в зерновом производстве РФ / В. Захаренко // Пестициды-2013: материалы 4-й Межд. конф. - М., 2013.
7. Защита растений [Электронный ресурс]. - Режим доступа: www.agroxxi.ru, свободный. - Загл. с экрана. - Яз. рус.
8. Козловский Е.А. Минерально-сырьевые проблемы национальной безопасности России / Е.А. Козловский, М.И. Щадов. - М.: Изд-во МГГУ, 1997.
9. Косов В.И. Сапропель. Ресурсы, технологии, геоэкология / В.И. Косов. -СПб.: Наука, 2007. - 224 с.
10. Тимченко А.И. Геолого-генетические проблемы фосфоритообразо-вания. Пути развития фосфатно-сырьевой базы в России и странах СНГ / А.И. Тимченко // Горный вестник. - 1996.
11. Экологические основы гидромелиорации / В.И. Косов [и др.]. - ТГТУ, Тверь, 1986. - 96 с.
E-mail: [email protected]
182112 Псковская область, г. Великие Луки, пр. Ленина д. 2, Великолукская ГСХА. Тел.: (81153)7-28-51
УДК 696.92:378
ОРГАНИЗАЦИЯ ЗАНЯТИЙ В СЕКЦИИ ЛЫЖНЫХ ГОНОК НА КАФЕДРЕ ФИЗИЧЕСКОГО ВОСПИТАНИЯ В ФГБОУ ВПО «ВГСХА»
Яна Владимировна Носова, преподаватель
ФГБОУ ВПО «Великолукская ГСХА», Россия, г. Великие Луки Николай Анатольевич Багин, к. п. н., профессор
ФГБОУ ВПО «Великолукская государственная академия физической культуры и спорта», Россия, г. Великие Луки
В статье рассматриваются вопросы организации секционной работы по лыжным гонкам в ФГБОУ ВПО «ВГСХА», анализируется занятость студентов различных факультетов по теоретическим дисциплинам, определены возможные варианты проведения тренировочных занятий, учтено материально-техническое обеспечение тренировочного процесса.
Ключевые слова: учебный план; расписание занятий; секционная работа по лыжным гонкам.
Студентам любого вуза при быть различными - аэробика, степ-современной плотности учебных за- аэробика, спортивные игры, плава-нятий необходимо увеличивать дви- ние, легкая атлетика [1, 4]. гательную активность. Формы могут
