CC BY
60
Вестник Марийского государственного университета Серия «Сельскохозяйственные науки. Экономические науки». 2017. Т. 3. № 1 (9)
УДК 631.95
ВЛИЯНИЕ АГРОТЕХНОЛОГИЙ ПРИ ВОЗДЕЛЫВАНИИ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ КУЛЬТУР НА ОКРУЖАЮЩУЮ СРЕДУ
О. Г. Марьина-Чермных
Марийский государственный университет, г. Йошкар-Ола
INFLUENCE OF AGRICULTURAL TECHNOLOGIES ON THE ENVIRONMENT DURING CROP CULTIVATION
O. G. Maryina-Chermnykh
Mari State University, Yoshkar-Ola
Почва, благодаря технологиям возделывания сельскохозяйственных культур, меняет свой природный процесс. Значение органического вещества и бесплужной обработки почвы на видовой состав микромицетов, структуру сформированных сообществ и фитотоксикологиче-ской характеристики почвы для изучаемых экосистем показало, что формирование микромицетных сообществ и фитотоксичность почвы на экосистемы зависит от условий окружающей среды: внесения органических удобрений, обработки и характера других технологических воздействий на почву. Ведь почва - это природное образование, комплекс живых организмов и абиотических субстратных систем, и она способна к саморегуляции. Сила бесплужной обработки почвы в адекватных технологиях ресурсосберегающего земледелия заключается в том, что она основывается на естественных законах и закономерностях природы. Технологический же процесс отвальной вспашки приводит к частичному размыканию малого биологического круговорота веществ, что и портит почву. При этом почва лишается энергетического материала культурного почвообразования, микроорганизмы не получают пожнивных и других растительных остатков, а используют гумус как источник энергии, при этом разрушая его. Адекватные же технологии в ресурсосберегающем земледелии в производственных условиях моделируют дерновый процесс почвообразования и создают богатство почвы. При заделке соломы в поверхностный слой почвы воспроизводится гумус, ведь природа неслучайно запрограммировала оставление растительных остатков и всего энергетического материала воспроизводства гумуса в аэробных условиях. Так как при разложении органического вещества пожнивных остатков образуются мономеры -простейшие органические соединения, растворимые в воде, необходимо смоделировать влияние органического вещества и других удобрений, как антропогенного фактора, на микромицетные почвенные комплексы, функционирующие в почвах различной окультурен-ности, и проследить динамику численности живых структур микромицетов.
Ключевые слова: природные процессы, почва, бесплужная обработка почвы, отвальная вспашка, органическое удобрение, солома, ресурсосберегающее земледелие.
The soil, thanks to technology of cultivation of crops, changes its natural process. Influence of organic matter and ploughless tillage on the species composition of the micromycetes, the structure of formed communities and phyto-toxicological soil characteristics for the studied eco-systems has shown that the formation of micromycetes communities and soil phytotoxicity on ecosystems depends on the environment: on the application of organic fertilizers, processing and other technological effects on the soil. After all, the soil - is a natural formation, a complex of living organisms and abiotic substrate systems, and it is capable of self-regulation. The strength of ploughless tillage technologies in adequate conservation agriculture techniques lies in the fact that it is based on natural laws. The technological process of the moldboard plowing leads to partial opening the small biological cycle of substances that spoils the soil. At the same time the soil is deprived of the power of the material culture of soil, microorganisms do not get stubble and other crop residues, and humus used as an energy source, thus destroyed. Adequate same technology in conservation agriculture under production conditions simulated sod process of soil formation and create soil wealth. When terminating the straw into the surface layer of soil, humus is reproduced. Nature is not accidentally programmed leaving crop residues and the entire energy of the material for the reproduction of humus under aerobic conditions. Since during the decomposition of organic matter residue monomers are formed - simple organic compounds soluble in water. Therefore it is necessary to simulate the effect of organic matter and other fertilizers as anthropogenic factors on soil micromycetes systems operating in the soils of different cultivation and follow the dynamics of the number of living structures of micromycetes.
Keywords: natural processes, soil, ploughless tillage, moldboard plowing, organic fertilizer, straw, conservation agriculture.
© Марьина-Чермных О. Г., 2017
Vestnik of the Mari State University
Chapter "Agriculture. Economics". 2017, vol. 3, no. 1 (9)
Пригодность технологий возделывания сельскохозяйственных культур основывается на взаимоотношениях и взаимодействиях человека с природой и с землей в частности, когда они являются глубоко логичными. Однако логика природы и человека не всегда совпадают. Логика природы основывается на экологических (физических, химических и биологических) законах, а логика человека - на тех исследованиях взаимодействия и взаимозависимости, которые он получает в процессе познания мира. И поскольку мы многого еще не знаем, то это - основная причина, почему не совпадает логика природы и человека, именно поэтому задача науки как раз и заключается в том, чтобы разобраться в этом несоответствии. При этом нужно помнить, что отдельный прием и система не одно и то же, а экологический закон эмержентности работает как в природе, так и в антропогенной зоне деятельности человека [3].
Так, бесплужную обработку почвы можно рассматривать как прием обработки, как систему обработки почвы в технологии возделывания сельскохозяйственных культур, как базовую систему земледелия и как основу агротехнического метода в системе защиты растений, поэтому трактовку «безплужная обработка» следует понимать положительно в зависимости от условий: где, когда и как она применяется [7]. Учеными установлено, что применение бесплужной обработки как приема можно рассчитывать на 1,5-2,2, максимум 2,5 ц/га прибавки урожая, причем в сухие годы наблюдается даже его снижение, особенно без внесения органического вещества. А если бесплужная обработка используется как система обработки почвы в технологии возделывания сельскохозяйственных культур и обеспечивается системами удобрений и защиты растений, то прибавка урожая может составить 4,5-5,5 ц/га. Когда же бесплужная обработка становится базовой системой адекватной технологии ресурсосберегающего земледелия и обеспечивается всеми необходимыми материальными ресурсами воспроизводства почвенного плодородия, можно рассчитывать на прибавки урожая в 12-16 ц/га и более [4].
Сила бесплужной обработки в адекватных технологиях ресурсосберегающего земледелия заключается в том, что она основывается на естественных законах и закономерностях природы. И применение отвальной вспашки, как одноярусной, так двух- и трехъярусной, - это самое нелогичное и варварское отношение к земле, когда при вспашке оборачивается пласт, почва подвергается шо-
ковому воздействию. И нужно время, чтобы она снова пришла в равновесное состояние.
Поэтому всегда нужно иметь в виду, что почва - природное образование, это комплекс живых организмов и абиотических субстратных систем, и она способна к саморегуляции. Беда отвальной вспашки еще и в том, что она приводит к частичному размыканию малого биологического круговорота веществ, что и является основным, что калечит почву. Почва лишается энергетического материала культурного почвообразования, микроорганизмы не получают пожнивных и других растительных остатков и начинают использовать гумус как источник энергии и разрушать его. При этом подобное постоянное и интенсивное воздействие на почву приводит к тому, что микроорганизмы (бактерии, актиномицеты и особенно грибы) из-за отсутствия или недостаточного количества органического вещества переходят из сапро-трофов в ранг патогенных, или токсичных, структур. И, не найдя в почве мертвого растительного субстрата, начинают использовать живые организмы, переходя таким образом в ранг патогенов, зачастую с токсикогенными характеристиками.
В последние годы с интенсификацией земледелия происходит постепенный отказ от чистых паров и признается формула Тэера, по которой «чистые пары являются «чумой» земледелия, так как одногодичное парование поля по данным [6] «съедает» три тонны гумуса на одном гектаре. Есть основание, чтобы пары применять только в тех случаях, когда без них вовсе нельзя вести земледелие. Из этого следует, что в ближайшее время необходимо обеспечить планированное и управляемое воспроизводство гумуса. Сегодня в Республике Марий Эл уже есть хозяйства, где эта работа активно ведется, например, СПК «У илыш» Советского района и ЗАО Госплемзавод «Шойбу-лакский» Медведевского района. Такие хозяйства значительно превосходят своих соседей по уровню урожайности сельскохозяйственных культур.
Бесплужная обработка почвы ассоциируется с глубиной заделки органического удобрения. Многие специалисты считают, что органическое удобрение следует заделывать глубоко. И они по несколько раз пускают по полю дисковую борону, чтобы его заделать поглубже. Некоторые, даже используя вспашку, ставят предплужники с целью глубже запахать органическую массу. Однако природа по-другому запрограммировала заделку органической массы. Природа миллионы лет основную часть синтезированного растениями органического вещества (92-93 %) оставляла
Вестник Марийского государственного университета Серия «Сельскохозяйственные науки. Экономические науки». 2017. Т. 3. № 1 (9)
на поверхности почвы (слой 0-10 см), поэтому сейчас в условиях Республики Марий Эл на некоторых участках естественных лугов и на залежах можно встретить в почве содержание гумуса 2-3 %, тогда как в пахотных почвах его содержится на уровне 1,5-1,7 % и менее.
Адекватные технологии в ресурсосберегающем земледелии в производственных условиях моделируют дерновый процесс почвообразования, создающий богатство почвы. Однако до сих пор актуален завет старых агрономов - поглубже обрабатывать почву. В результате некоторые приспосабливают плоскорезы, чтобы рыхлить почвы на глубину до 35 см, а пожнивное рыхление делают на 14-15 см, это также дань старой системе земледелия.
Между тем многолетними опытами доказано, что самый высокий результат получается тогда, когда под зерновые, а иногда и под пропашные культуры почву рыхлят не глубже 10 см. Кроме того, установлено, что если после поздно убираемых предшественников (например, картофель) рыхление почвы под озимую пшеницу будет не глубже 5 см, то, посеяв семена в сухую почву, можно получить всходы за счет конденсации парообразной влаги, поступающей из глубины почвы [1].
По своему содержанию бесплужная система земледелия близка к биологическому земледелию, к которому проявляют интерес во всем мире. В условиях Республики Марий Эл интерес к биологическому земледелию в последние годы вырос. К сожалению, этому препятствует то, что в наследство от прошлых времен получена разрушенная пашня с плохими агрофизическими свойствами, с огромным запасом в посевном слое патогенных организмов и засоренностью посевного слоя семенами сорных растений от 200 млн до 1 млрд всхожих семян на 1 га пашни [5], поэтому необходимо устранить это негативное явление, так как без этого невозможно двигаться вперед.
Особым факториальным вопросом стоит применение соломы для земледельческих нужд. Над людьми довлеет по-прежнему вековая традиция, что солома - резерв грубых кормов для скота,
и этот резерв, как правило, скирдуют. По прошествии некоторого времени скирды портятся мышами, оседают. В конце концов, их просто сжигают, в результате чего сгорает энергетический ма-материал культурного почвообразования.
В этом случае выявлено одно интересное обстоятельство, что, если солому запахать в почву на глубину, она разложится полностью, а если ее заделать в поверхностный слой, то она воспроизводит гумус [2]. Это доказывает, что природа не случайно запрограммировала оставление растительных остатков и всего энергетического материала воспроизводства гумуса в аэробных условиях. Так как при разложении органического вещества пожнивных остатков образуются мономеры - простейшие органические соединения, растворимые в воде. Со стоком вод они проникают в более глубокие горизонты почвы и там полимеризуются в цепочки гумусовых кислот.
Можно предположить, что в недалеком будущем зона «нежных» дерново-подзолистых почв перейдет на систему бесплужной обработки почвы. Однако в этом случае нельзя применять шаблонный подход. Необходимо провести районирование на отдельные регионы (зоны), для которых должны быть разработаны адаптивные технологии ресурсосберегающего земледелия на основе бесплужной обработки почвы.
И эта методология должна быть одним из активных способов антропогенеза, регулирующих формирование почвенных процессов, направленных на повышение плодородия и улучшение фитосани-тарного состояния почвы. Органические вещества, как удобрения, с одной стороны, обогащают минеральную часть почвы, с другой - воздействуют на ее микромицетное население, создавая те или иные экологические ситуации, влияющие на рост и развитие растений. В настоящее время перед нами поставлена задача - смоделировать влияние органического вещества и других удобрений как антропогенного фактора на микромицетные почвенные комплексы, функционирующие в почвах различной окультуренности и проследить динамику численности живых структур микромицетов.
Литература
1. Евдокимова М. А., Евдокимов А. В. Влияние органического удобрения на содержание токсических веществ в клубнях картофеля // Актуальные вопросы совершенствования технологии производства и переработки продукции сельского хозяйства. Мосоловские чтения: материалы конференции. Йошкар-Ола, 2012. С. 5-7.
2. Мартынова Г. П., Марьин Г. С., Марьина-Чермных О. Г. Функция самозащиты почвы агроэкосистем и адаптивность земледелия // Труды Международного форума по проблемам науки, техники и образования. М., 1998. С. 146-147.
3. Марьина-Чермных О. Г. Экологическое понятие агросферы: диалектика развития агроэкосистем: монография / под ред. Г. С. Марьина. Йошкар-Ола, 2006. 104 с.
Vestnik of the Mari State University
Chapter "Agriculture. Economics". 2017, vol. 3, no. 1 (9)
4. Марьин Г. С., Марьина-Чермных О. Г. Влияние аграрных технологических мероприятий на экологическое и фитоса-нитарное состояние пахотной дерново-подзолистой // Актуальные вопросы совершенствования технологии производства и переработки продукции сельского хозяйств. Мосоловские чтения: материалы конференции. Йошкар-Ола, 2011. С. 75-76.
5. Марьин Г. С., Марьина-Чермных О. Г. Влияние уплотнения почвы на развитие токсикоза. Марийский ЦНТИ, № 94, Йошкар-Ола, 1994.
6. Шикуля Н. К., Гнатенко А. Ф. Воспроизводство гумуса при почвозащитной системе земледелия // Земледелие. 1991. № 2. С. 40-43.
7. Чулкина В. А., Торопова Е. Ю., Чулкин Ю. И., Стецов Г. Я. Агротехнический метод защиты растений. М.: Издательство ЮКЭА, 2000. 336 с.
References
1. Evdokimova M. A., Evdokimov A. V. Vlijanie organicheskogo udobrenija na soderzhanie toksicheskih veshhestv v klubnjah kartofelja [Effect of organic fertilizer on the content of toxic substances in potatoes], Aktual'nye voprosy sovershenstvovanija tehnologii proizvodstva i pererabotki produkcii sel'skogo hozjajstva. Mosolovskie chtenija: materialy konferencii = Actual issues of improving the technology of production and processing of agricultural products. Mosolov readings: conference materials, Joshkar-Ola, 2012, pp. 5-7.
2. Martynova G. P., Mar'in G. S., Mar'ina-Chermnyh O. G. Funkcija samozashhity pochvy agrojekosistem i adaptivnost' zem-ledelija [Soil of self-defense function of agro-ecosystems and the adaptability of agriculture], Trudy Mezhdunarodnogo foruma po problemam nauki, tehniki i obrazovanija = Proceedings of the International forum on science, technology and education, Moscow, 1998, pp. 146-147.
3. Mar'ina-Chermnyh O. G. Jekologicheskoe ponjatie agrosfery: dialektika razvitija agrojekosistem: monografija [Ecological concept of agrosphere: dialectics of development of agro-ecosystems], in G. S. Mar'ina (ed.), Joshkar-Ola, 2006, 104 p.
4. Mar'in G. S., Mar'ina-Chermnyh O. G. Vlijanie agrarnyh tehnologicheskih meroprijatij na jekologicheskoe i fitosanitarnoe sos-tojanie pahotnoj dernovo-podzolistoj [Influence of agricultural technological measures on the ecological and phytosanitary state of arable sod-podzolic], Aktual'nye voprosy sovershenstvovanija tehnologii proizvodstva i pererabotki produkcii sel'skogo hozjajstv. Mosolovskie chtenija: materialy konferencii = Actual issues of improving production technology and processing of agricultural products. Mosolov readings: conference materials, Joshkar-Ola, 2011, pp. 75-76.
5. Mar'in G. S., Mar'ina-Chermnyh O. G. Vlijanie uplotnenija pochvy na razvitie toksikoza [Effect of soil compaction on the development of toxicosis], Marijskij CNTI, no. 94, Joshkar-Ola, 1994.
6. Shikulja N. K., Gnatenko A. F. Vosproizvodstvo gumusa pri pochvozashhitnoj sisteme zemledelija [Reproduction of humus under conservation farming system], Zemledelie = Agriculture, 1991, no. 2, pp. 40-43.
7. Chulkina V. A., Toropova E. Ju., Chulkin Ju. I., Stecov G. Ja. Agrotehnicheskij metod zashhity rastenij [Agronomy plant protection method], Moscow: Izdatel'stvo JuKJeA, 2000, 336 p.
Статья поступила в редакцию 2.12.2016 г.
Submitted 2.12.2016.
Для цитирования: Марьина-Чермных О. Г. Влияние агротехнологий при возделывании сельскохозяйственных культур на окружающую среду // Вестник Марийского государственного университета. Серия «Сельскохозяйственные науки. Экономические науки». 2017. Т. 3. № 1 (9). С. 56-59.
Citation for an article: Maryina-Chermnykh O. G. Influence of agricultural technologies on the environment during crop cultivation. Vestnik of the Mari State University. Chapter "Agriculture. Economics ". 2017, vol. 3, no. 1 (9), pp. 56-59.
Марьина-Чермных Ольга Геннадьевна,
доктор биологических наук, профессор, Марийский государственный университет, г. Йошкар-Ола, [email protected]
Maryina-Chermnykh Olga G., Dr. Sci. (Biology), full professor, Mari State University, Yoshkar-Ola, [email protected]
