Влияние сельского хозяйства на окружающую среду

Предпосылкой для этого служит предотвращение уплотнения почв - следствие любого, особенно современного земледелия - а также восстановление зернисто-мелкокомковатой структуры почв. Это предполагает сохранение верхнего пахотного слоя путем стимулирования преобразований органических остатков и навоза и обогащение его каменной мукой, способствующей развитию микроорганизмов.

При ведении экологического земледелия необходимо придерживаться необходимых для экосистем трех основных правил:

1.       Многообразие видов посевов.

2.       Увеличение сроков покрова почвы.

Предотвращение любого разрушающего воздействия на экосистему. Первое требование выполняется применением разнообразных севооборотов, смешанными, подпокровными и промежуточными посевами. Второе правило обеспечивается подпокровными и промежуточными посевами и поверхностным внесением подстилочного навоза и компоста. Выполнение третьего правила предполагает очень щадящую обработку почв, создание условий для разложения органических веществ, препятствование поступлению всех химико-синтетических веществ в общий круговорот веществ сельскохозяйственного предприятия. Все биоценозы основываются на постоянном, строго на-целенном потоке информации. Каждое поступающее извне неизвестное химическое соединение может изменить этот поток информации и поэтому опасно. Многообразие процессов и участ-вующих в них минимальных объемов веществ, которые большей частью непознаваемы, затрудняет прогноз о воздействии химических соединений. Вот почему поступление всех искусственных соединений необходимо прекратить - в конце концов, уже много миллионов лет экосистемы прекрасно функционируют на Земле и без этих веществ! Экологическое земледелие позволяет выполнить это требование, сэкономив к тому же дорогостоящие средства производства, и поставить на рынок продукцию, которой предоставляются льготы при установлении цен. Так как речь идет о перестройке биологических процессов, то для развития нового направления сельскохозяйственного производства требуется определенное время. Это время может быть сокращено путем хорошо спланированной и правильно проведенной перестройки хозяйства.

Зеленые удобрения и энергообеспечение ПОЧВЫ

По окончании вегетационного периода, зимой многие фермеры начинают размышлять о том, какие ошибки, возможно, были допущены в истекшем году и что можно было бы сделать лучше. При этом столько крестьян сегодня взирают на свою пашню в растерянности: что делать с подпочвенными водами и как преодолеть почвоутомление. Это состояние, в котором оказалась почва, сопоставимо с положением промышленного предприятия, которое остановили из-за дефекта одного звена в огромной цепи (от приобретения сырья до отправки готовых изделий в продажу). Таким дефектом в сельскохозяйственном цикле является почвоутомление, и оно должно быть непременно устранено. Причиной такого разрушения почвенной структуры, которое вследствие уменьшения естественного многообразия растений и корней в почве и сокращения корневой массы в конечном итоге приводит к угасанию биологической активности почвы, следует искать в недостатке энергии в почве. То, что вследствие этого у почвенных организмов недостает энергии для производства питания для культурных растений, многим крестьянам неизвестно. А ведь, с другой стороны, как раз эта недостающая энергия в общем очень неэкономично доставляется в почву посредством огромного количества посторонней энергии в форме промышленных средств производства (химических удобрений).

Между тем у природы, да и у нас имеется всего один, хоть и рассчитанный на очень долгий земной срок источник энергии - солнце. Его использование через процессы фотосинтеза является превосходным. Однако количество связанной энергии определяется поверхностью и формой зеленых листьев, которые улавливают солнечный свет на поверхности почвы, преобразуют его и через систему транспорта веществ посылают в корни. Переносимое количество энергии в конечном итоге зависит от количества корней в почве.

Все зеленые растения - от мхов на стволах деревьев до деревьев-великанов тропических лесов - построены из веществ, которые, в сущности, происходят из субстратов, возникших в результате фотосинтеза. Таким образом, солнце является энергетическим источником для развития всех зеленых растений. Следовательно, если желательно увеличить энергообеспечение почвенной толщи, то необходимо увеличить листовую массу, которая будет подставлена солнечному свету. В этой взаимозависимости заключается также источник разнообразия естественного развития растений, которое в свою очередь влечет за собой многообразие форм листьев и листорасположений. Подобно свободно стоящему дереву, растительный покров почвы также может выстраиваться по ярусам. Благодаря этому площадь поверхности, улавливающей солнечную энергию, может составлять кратное площади поверхности почвы число и должна быть таковой, если система призвана быть высокоэффективной.

Культурные растения в чистых посевах способны покрывать лишь часть почвенной поверхности: отдельные растения делают это более-менее полноценно только в конце своего роста; между тем на ранних этапах развития, а у некоторых видов растений даже близко к срокам уборки, величина листовой поверхности отстает от площади поверхности земли. Это представляется мне обоснованием того, что монокультуры тех растительных видов, которые в процессе своего развития образуют незначительную массу листьев, быстрее нарушают почву, чем другие виды.

Такие полезные растения, как хлебные злаки, рис, сорго и кукуруза (основные средства питания человека) являются плохими "укрывателями" почвы. Всех их отличает относительно слабый, поздно начинающийся рост листьев, и поэтому они доставляют в почву слишком мало солнечной энергии.

В этом случае возделывание бобово-злаковых смесей может принести известное улучшение, однако только дополнительное культивирование зеленых удобрений между отдельными культу-рами полезных растений может обусловить увеличение листовой поверхности.

Зеленые удобрения могут быть включены в сезонную последовательность культурных растений таким образом, что почва всегда будет в той или иной форме покрыта зеленой массой. Например, у зерновых культур и кукурузы это может быть достигнуто с помощью низкорослого белого клевера. Правда, в крайних случаях почву приходится оставлять непокрытой из-за необходимости проведения предпосевных работ или во время прорастания семян; однако этот временной период длится не больше 4-8 недель. После него должен образовываться густой зеленый покров. Разнородные смеси зеленых удобрений должны также иметь достаточно листьев на разных ярусах стеблестоя. В них должны быть представлены растения, которые отличаются самыми различными формами, от узкостебельчатой (однолетний райграс) до широколиственных (подсолнечник). Определенное ограничение "ярусности" связано с тем, что смесь не должна угнетать основное растение или в случае многолетней культуры не может быть выше определенной длины стеблей. В тени основного растения должны находиться те виды сидеральных культур, которые способны обходиться очень малой интенсивностью света и при этом еще посылать в корни достаточно богатые энергией вещества.

У промежуточных культур необходимо возделывать виды с очень слабой чувствительностью к заморозкам, чтобы во время холодного сезона и с началом весеннего тепла использовать по возможности каждый час еще относительно слабого светового облучения для образования веществ, богатых энергией. В зависимости от колебаний микроклимата высокая устойчивость к засухе или способность зеленых листьев к выживанию в период, когда общие факторы роста неблагоприятны, могут усилить перенос энергии в почву.

В биологическом земледелии не бывает непокрытой почвы; всегда имеется защита в виде густо заросшего междурядья или разлагающегося покрова отмерших частей растений. Зеленое удобрение должно и может способствовать тому, чтобы здоровые растения нормально развивались и оставались здоровыми и в дальнейшем. В природной системе каждое живое существо сталкивается с отрицательными воздействиями на свое здоровье.

Обычно они отражаются индивидуальными противодействующими силами. Однако если наблюдается ослабление индивидуума, то "приходит" болезнь. Что же касается растительного сообщества сидератов, то оно усиливает защитные силы и отводит агрессию вредителей от полезного растения. Так как поражение такими болезнями бывает незначительным, то нередко подстраховка сидерацией бывает достаточной для повышения иммунитета растений. Помимо названных свойств, запахивание зеленых удобрений является одной из наиболее элегантных форм борьбы с сорняками, которые подчиняются системе регулирования биотопа "сидерация". Необходимое для запахивания зеленого удобрения рыхление почвы и следующее вслед за ним прорастание корней ослабляет силу роста густорастущих травянистых растений, таких, как щавель, бодяк и порей. Сидерация влияет и на самосев, подавляя его. Наконец, зеленые удобрения своим корнеобразованием способствуют еще и тому, что почвенные организмы вновь получают возможность проявить свои деминерализующие свойства. Таким образом почва возвращает нам полностью свое плодородие.

Биогенная ликвидация уплотнения почв

Никто не застрахован от ошибок в обращении с почвой, и тот, кто перестраивает свое хозяйство по-новому, нередко должен справиться со значительными дефектами структуры почвы. Обыкновенно речь идет о необходимости разрыхлить уплотненные слои почвы. При этом необходимо учитывать, что культиватор-рыхлитель со стрельчатыми лапами, двухъярусный плуг и почвоуглубитель, предназначенные для механического рыхления, являются лишь вспомогательными средствами, эффективность которых может быть стабилизирована в первую очередь посредством биологических мероприятий. Последние нередко даже намного более результативны, чем одно механическое рыхление.

Слой почвы считается уплотненным, если он характеризуется уменьшенным объемом пор по сравнению с ниже- или вышележащими пластами. В почвах, используемых для земледелия, подобные уплотнения обычно возникают в результате обработки. Если эти уплотнения лежат на границе регулярно обрабатываемого глубокого горизонта, то они характеризуются "плужной подошвой", потому что возникновение уплотнения приписывают статическому и динамическому давлению, особенно в том случае, когда работа производилась затупившимися культиваторными лапами. Однако в значительно большей степени образованию "плужной подошвы" способствует давление в борозде, усиленное буксованием и вибрация ведущих колес. При этом частицы почвы тем легче собираются в более плотные агрегаты, чем дальше консистенция почвы отступает от комковатой в сторону мягкопластичной. Почвы со значительной долей мелкопесчаных или пылеватых частиц могут уплотняться сильней, чем почвы с высоким содержанием глины или крупнозернистого песка. Высокое содержание гумуса и известняка стабилизирует структуру почв и тем самым противодействует уплотнению.
Уменьшение объема пор уплотненных слоев почвы воздействует на все без исключения транспортные процессы в почве: нарушается газовый обмен, движение воды и питательных веществ. Значительное механическое сопротивление уплотненных слоев почвы и плохое снабжение кислородом непосредственно отражается на росте корней. Возможно также значительное поражение микроорганизмами, повреждающими корни. В целом при таких условиях плодородие почв, а также гарантия их урожайности более или менее ограничиваются.

Модификация транспортных процессов в почве вследствие образования плужной подошвы оказывает отрицательное воз-действие и на выполнение полевых работ (медленное высыхание зяби или слишком высокая влажность почвы при уборке). Цель улучшения подобного состояния почвы всегда заключается в увеличении объема пор, прежде всего части крупных пор (ходов дождевых червей) в области плужной подошвы. Наряду с возможностью механического рыхления такие физические процессы, как набухание и просадка в глинистых почвах или крошение почвы в результате промерзания в районах с холодными зимами, также могут вновь увеличить объем пор после возникшего уплотнения. Из биологических процессов, способствующих возобновлению объема пор, на первом месте среди культурных и сопутствующих растений стоит воздействие стержнекорневых растений и рыхлительная деятельность дождевых червей.

В начале моей профессиональной деятельности в качестве специалиста сельского хозяйства я принял участие в двухлетнем полевом опыте с уплотнением плужной подошвы и ее разрыхлением. В первую очередь речь шла о том, чтобы показать эффективность корней растений и дождевых червей в восстановлении сниженного плодородия почвы. Для этого сравнивали одну полевую делянку, вспаханную при мокрой погоде, с другой, которая была обработана при благоприятных условиях. В первый год возделывали озимый ячмень, сеяный кормовой злак и кормовые бобы, на второй год одну лишь кукурузу на силос.

Кроме измерения урожая определялось количество ходов дождевых червей и корней в различных генетических горизонтах почвы и измерялось впитывание дождевой воды в почву (инфильтрация). Сверх того учитывался размер пор в различных генетических горизонтах.

С помощью точно направленного искусственного дождевания и измерения поверхностного стока оказалось возможным представить доли инфильтрации в балансе водотока. Было выяснено, что возделывание сеяного корневого злака и вслед за тем кукурузы ведет к отчетливо увеличенной норме инфильтрации.

Это означает, что начинающееся разрыхление уплотнения обнаруживается по активности корневой системы растений. С другой стороны, становится очевидным, что повреждения нельзя было исправить за два вегетационных периода: различия между "мокрой" и "сухой" вспашкой все еще отчетливо выражены. По учитываемому количеству дождевых червей на протяжении года можно было судить о начинающемся разрыхлении уплотненного слоя. Однако и здесь становится очевидным, что это разрыхление является долгосрочным процессом.

При возделывании кормовых бобов уплотнение почвы вело к угнетению роста, имевшему следствием уменьшение урожая на 16%. Зато в следующем году при выращивании кукурузы на силос было установлено лишь самое незначительное снижение продуктивности. При этом следует учесть, что этот опыт проводился в рамках традиционного земледелия. Безусловно, что при биологическом земледелии, без добавки водорастворимых питательных веществ, в последующие годы возникли бы еще более отчетливые различия в урожайности.

В целом из результатов этого исследования можно сделать вывод, что уплотнение почвы, которое и при традиционном питании растений отрицательно влияет на структуру почвы и продуктивность, при биологическом ведении хозяйства должно иметь еще более отягчающие последствия. Потому что здесь повышение или понижение продуктивности зависит от связывания и трансформации питательных веществ при помощи активного взаимодействия минерального, органического и газообразного вещества с фауной и флорой почвы и корневой системой растений. Однако эта согласованность в очень большой степени ослабляется в результате уплотнения почвы. Практическим выводом для нас должно быть то, что нужно стремиться избежать любой обработки и езды в период, когда почва еще настолько увлажнена, что следует опасаться весьма сильного уплотнения почвы. Во время уборочных и весенних полевых работ постоянно возникают такие аварийные ситуации, когда это благое намерение полностью "рассеивается", механические воздействия дают начало отрицательным мелиоративным процессам.