ИННОВАЦИОННЫЕ ТЕНДЕНЦИИ РАЗВИТИЯ АГРОТЕХНОЛОГИЙ

Биологизация

Сегодня в мире широкое распространение приобретает био­логизация агротехнологий. При этом важное значение прида­ется разнообразию и многокомпонентности агрофитоценозов.

Обобщая опыт биологизации выращивания сельскохозяй­ственных культур надо отметить, что переход к новым агро- технологиям не означает внедрение малоэффективных при­емов выращивания растений. Наоборот, предлагается исполь­зование новейших научных достижений.

При биологизации агротехнологий особое внимание уде­ляют соответствию морфолого-экологической специфике сель­скохозяйственных растений, влиянию на автономный меха­низм буферности агроэкосистем, тем они считаются более при­годными. Это положено в основу отказа от принятых сейчас принципов и положений выращивания культур.

Повышенное внимание отводится сохранению почв, по­вышению их плодородия, удержанию здорового состояния при высокой биологической активности. За процессами, которые происходят в почве, постоянно ведутся наблюдения путем физических и химических анализов, микробиологических тес­тов.

Существенное значение отводится чередованию сельско­хозяйственных культур, посеву сидератов. При этом исполь­зуются методы выращивания растений, которые гармонируют с естественными условиями или приближаются к ним. Для чередования обязательно включают культуры, корневая сис­тема которых глубоко проникает в почву и подтягивает пита­тельные вещества в верхние пласты.

Для поддержания содержимого гумуса на нужном уров­не, органические удобрения глубоко в почву не заделывают и предварительно компостируют, чтобы уменьшить отрицатель­ное влияние продуктов обмена анаэробных процессов на по­чвенные организмы и растения. Компостирование осуществ­ляют в кучах. Свежий гной разбрасывают обычно на поверх­ности почвы тонким пластом и после анаэробного перегнива- ния заделывают в почву. Ценным источником органического вещества для улучшения баланса гумуса считается солома. Установлено, что 50 ц соломы вмещает 20-30 кг азота, 6-7 кг фосфора, 60-90 кг калия, 10-15 кг кальция, 4-6 кг магния, 5- 6 кг серы и разнообразные микроэлементы (282 г - бора, 15 г - меди, 2 г - молибдена, кобальта и других). Такое количе­ство элементов питания, за исключением азота, удовлетворя­ет потребность этих растений и гарантирует урожайность зер­на не менее 20 ц/га. Органическое вещество соломы уменьша­ет отрицательное влияние гербицидов и является источником углекислого газа, который поглощается растениями.

Широко практикуют выращивание многолетних бобовых трав (люцерны, клевера, эспарцета и других). Они оказывают содействие фиксации атмосферного азота и образованию гу­муса. Широко практикуют посевы промежуточных культур, которые на протяжении вегетационного периода затеняют по­чву и защищают ее от эрозии.

Зеленые удобрения (сидераты) обязательно используют при орошении после рано убранных основных культур, но не ра­нее 60 дней до окончания вегетационного периода. Набор си- дератов разнообразный: донник, озимая вика, горох, чина, соя, эспарцет, люцерна; из тонконоговых - озимая рожь.

Интересна специфика использования зеленого удобрения. Растения после скашивания оставляют в поле на протяжении 10-14 дней. Потом, с помощью-фрезы или дисковой бороны проводят поверхностное смешивание зеленой массы с почвой и позже запахивают глубже. Это позволяет исключить ток­сичное действие растительной массы, которая разлагается, на почвенную микрофлору.

При биологизации агротехнологий применяют структур­но-защитное возделывание почвы, при котором минимально нарушают жизнь в почве и ее вертикальную структуру. Более глубокие горизонты почвы улучшают с помощью корневой системы растений. Такое возделывание почвы оказывает со­действие предотвращению интенсивного разложения гумуса. Преимущество предоставляется орудиям с разрыхлительны­ми рабочими органами, которые не переворачивают пласты почвы (культиваторы, чизелЬ-культиваторы, культиваторы с почвоуглубителями). Сельскохозяйственные орудия с обора­чивающимися рабочими органами применяются для возделы­вания почвы на небольшую глубину. Стерня в этом случае обычно оставляется на поверхности или неглубоко заделыва­ется. Стараются не повредить почву тяжелыми машинами и орудиями, которые переуплотняют ее. С этой целью исполь­зуют комбинированные агрегаты, которые позволяют одно­временно выполнять несколько технологических операций, экономить горючие.

Практикуют минимальную обработку почвы или прямой посев, что зависит от особенности почвы и морфолого-эколо- гических особенностей сельскохозяйственных культур.

Следы от уборочной и почвообрабатывающей техники, а также уплотненные пласты почвы, лежащие глубже, разрых­ляют с помощью чизель-культиваторов и других орудий. Пос­ле плоскорезной обработки, почву оставляют в покое с остат­ками органической массы для естественного протекания в ней микробиологических процессов.

После уборки урожая для предупреждения потерь влаги и провоцирования прорастания сорняков верхний пласт почвы обрабатывается плоскорезами, а потом проводится боронова­ние или культивация.

В биологических агротехнологиях исключается примене­ние химико-синтетических азотных соединений и других ми­неральных удобрений, которые легко разлагаются, поскольку они отрицательно влияют на биологическую активность по­чвы и поступают в растения в виде ионов. Поэтому минераль­ные удобрения вносят лишь в малорастворимой форме, чтобы микроорганизмы постепенно растворяли их. Так применяют мел, доломитовый фосфорит, каменную и базальтовую муку.

Специальные биопрепараты применяют в маленьких до­зах в качестве добавок к перегною, компостам, распыляют по поверхности почвы или вносят под сельскохозяйственные ра­стения. .

Основной принцип биологических агротехнологий - «кор­мить почву», а не растения для повышения их урожайности. Главную роль при этом отводят местным удобрениям (пере­гною и компостам), а также промежуточным культурам.

Французская ассоциация специалистов по зерновым куль­турам, чтобы исключить загрязнение грунтовых вод, предло­жила метод вспомогательных культур, то есть «зеленых удоб­рений». Растения, которые накапливают азот, оставляют в поле на зиму, а рано весной заделывают, возвращая, таким обра­зом, удобрения в почву.

Акцент обычно делается на автономное производство орга­нических удобрений в каждом хозяйстве при строгом регули­ровании минимального применения минеральных удобрений, или их полного исключения.

Основная задача: активизировать иммунные силы почвы, что позволит долговременно и продуктивно их использовать, то есть стимулировать естественное «здоровье» и плодородие.

Иммунные силы почвы должны быть направлены на борь­бу с вредителями, болезнями и сорными растениями, на регу­лирование естественных биологических процессов в защите растений. Чрезмерное распространение вредителей и болезней свидетельствует, как считают приверженцы биологических аг- ротехнологий, о неладах в системе, о допущенных ошибках при выращивании сельскохозяйственных культур.

Здоровое состояние почвы характеризуется, прежде всего, высоким содержанием и качеством гумуса. Структурностью, уровнем обеспеченности растений питательными веществами, биологической активностью. Считают, что растения, которые выращивались с учетом этих показателей, защищены от вто­ричных вредителей благодаря стимуляции антифитопатоген- ного потенциала почвы. Это позволяет сохранять на низком уровне количество вредных организмов, учитывая то, что один вид угнетается продуктами обмена другого. Обычно при кон­куренции разных организмов побеждают сапрофитные фор­мы, которые не причиняют вреда культурным растениям. Гер­бициды не используются. Более того, фермеры отказываются от допосевной обработки препаратом семян.

Американские биохимики предложили принципиально новый вид гербицидов, основу которого составляют амино­кислоты, которые входят в состав растений и безопасны для окружающей среды. Это смесь дельто-аминолевулиновой кис­лоты (АЛК) с химическим активатором, которая способна об­разовывать тетрапирроли - соединения, которые превращают­ся в молекулы хлорофилла под действием солнца. В обычных условия растения синтезируют тетрапирроли в ограниченном количестве, которое достаточно для биосинтеза хлорофилла. При обработке растений АЛК получается повышенное содер­жание тетрапирролей. Они вступают в реакцию с кислородом, который превращается в свободный радикал, способный к высокой реактивности, повреждая клеточные стенки. Расте­ния опрыскиваются АЛК ночью, и к утру в них получается значительный запас тетрапероллей. Днём избыточные тетра- пиролли, которые растение не может превратить в молекулы хлорофилла, образуют вредные для растения свободные ради­калы. Но есть растения, в которых тетрапирроли не образуют свободные радикалы. Пшеница, овес и ячмень не поврежда­ются этим гербицидом, в то время как многие сорняки гибнут от него (горчица, щирица и прочие).

Эффективным средством в борьбе с семенами сорняков, которые находятся в почве, возможно, станет метолизотиоци- анат. Это соединение почти полностью уничтожает спящие «семена» сорняков. Исключением являются семена с твердой оболочкой. Кроме широкого спектра действия, у метолизоти- оцианата есть еще одна важная особенность: после попадания в почву он быстро распадается и становится безвредным для окружающей среды. К сожалению, этот препарат еще доволь­но дорогой, поэтому ведутся поиски удешевления его произ­водства, а также синтез аналогов.

Ученым удалось расшифровать химический состав пирет­рума (растительного препарата). Синтетические пиретроиды уничтожают значительное количество разнообразных вреди­телей.

Для сельскохозяйственных культур определяют соответ­ствующий комплекс роста, так как каждое растение и вреди­тель имеют свой видовой экологический оптимум, поэтому важно, чтобы условия выращивания растения-хозяина и вре­дителя или болезни не совпадали.

Приверженцы биологических агротехнологий считают, что существует взаимосвязь между защитой растения и удобрени­ями, которые повышают жизненную стойкость культур и ока­зывают содействие автономному ограничению количества вред­ных организмов в почве.

^Важное значение придается профилактическим мероприя­тиям, в особенности правильному выбору места выращива­ния, сорту и гибриду, времени и способу посева. Преимуще­ство отдают более стойким сортам.

При определении густоты насаждения растений и глуби­ны посева семян учитывают количество потенциальных вре­дителей. Например, небольшая глубина заделки семян в хо­лодную и влажную погоду ускоряет появление всходов, тем самым уменьшая возможность повреждения картофеля, са­харной свеклы и кукурузы.

Оптимальный стеблестой растений, по мнению ученых, уменьшает распространение болезней зерновых. С целью эко­логической защиты растений рекомендуют обсевать посевы высокорослыми растениями, оставлять на полях и возле ре­чек деревья для местонахождения полезных насекомых.

Повысить биологическую стойкость культурных растений, сдерживая развитие болезней и вредителей, отпугивая их, мо­гут малоядовитые вещества естественного происхождения (сера, медь, др.), экстракты крапивы, чеснока, ромашки, хре­на, растворы мыла, препараты из водорослей.

По мнению английских ученых Ротамстедской эксперимен­тальной станции, десятки безопасных препаратов, изготовлен­ных из грибков, живущих в почве, в ближайшие годы будут широко использоваться в борьбе с вредителями и болезнями растений, вместо нежелательных химических средств защиты растений.

Для борьбы с сорняками в биологических агротехнологи- ях используют традиционные агротехнологические приемы, но в минимальном количестве, во избежание отрицательного влияния на биожизнь почвы. Иногда применяют термическое уничтожение сорняков, то есть все приемы направлены на по­вышение способности агросистемы к саморегуляции.

В Перуанском международном Селекционном центре из дикого растения был выведен уникальный сорт мохнатого кар­тофеля, который сам эффективно борется с вредными насеко­мыми. Вяжущее вещество, выделяющееся из стебля и листвы картофеля, быстро уничтожает мелких насекомых, в том чис­ле и колорадского жука. По вкусу и урожайности новый кар­тофель почти не уступает широко распространенным сортам.

«Мохнатый картофель» прошел испытание на полях США, стран Латинской Америки, Азии, Африки и Европы.

На острове Хоккайдо в условиях холодного и влажного лета растут дикие растения сои, которая хорошо переносит низкие температуры на протяжении вегетации и в особеннос­ти перед цветением. На этой основе сейчас создают новые хо­лодоустойчивые сорта этой культуры.

Большие надежды селекционеры возлагают на дикого род­ственника кукурузы. Его нашли в горах мексиканского штата Халиско. Отдаленный родственник кукурузы (новая разновид­ность теосинте) многолетнее растение. На родине, в горах на высоте 2-3 тысяч метров над уровнем моря, и на эксперимен­тальных участках в других странах с мягким климатом его корневища хорошо зимуют, выдерживая кратковременные сне­гопады. Это растение имеет одинаковое с кукурузой количе­ство хромосом и растения генетически совместимы, возможна их гибридизация, а полученные гибриды будут характеризо­ваться холодоустойчивостью.

Урожайность сельскохозяйственных культур при биоло­гических агротехнологиях несколько уступают интенсивным (на 5-10%), но качество и ценность получаемой продукции на 30-200% выше, значительно дольше она сохраняется в све­жем виде, а жаростойкость ниже в 2,4 раза.

Важное значение при биологизации агротехнологий сельс­кохозяйственных растений, микроорганизмов, ризосферы и почвы. Дело в том, что многие ризосферные бактерии способ­ны синтезировать различные фитогормоны, которые могут синтезировать рост растений на различных стадиях развития. Ризосферные бактерии могут содействовать поступлению пи­тательных веществ, переводя их из нерастворимой формы в растворимую, синтезу некоторых соединений и ферментов, предотвращающих синтез стрессового растительного гормона этилена, а также снижению стрессового воздействия на расте­ния при неблагоприятных условиях среды.

Экологизация

Термин экология (от греческого oikos - дом, жилище, logos - учение) вошел в литературу с 1866 г. благодаря немецкому биологу Эрнсту Геккелю. Как наука экология оформилась к 1890 году. Она является теоретической основой рационально­го природопользования. Сельскохозяйственная экология - это наука, изучающая сложные динамические системы, создан­ные человеком (агроэкосистемы, агрофитоценозы), а также агроландшафты, в которые объединяются эти системы.

Почвенный покров, по определению В.В. Докучаева - зер­кало ландшафта (от немецкого Land - земля, schaft - суффикс, выражающий взаимосвязь, взаимозависимость). Совместно с растительным покровом почва составляет почвенно-биологи- ческую экосистему. Повышение эффективности этой системы (создание агроценозов) и преобразование территории для раз­личных производственных целей (создание антропогенных ландшафтов) обусловливает снижение стабильности и ухуд­шение способности экосистемы к саморегуляции. В этой свя­зи организация территорий использования и воспроизводства почвенного плодородия должны быть тесно увязаны.

Создание условий для поддержания стабильной, облада­ющей высокими саморегулирующими свойствами эколого-лан- дшафтной пространственной структуры с оптимальным соот­ношением пашни, лугов, лесонасаждений, лесов, пастбищ, болот, урбанизированных территорий, регулируемым почвен­ным плодородием и водным режимом - определяющая про­блема современного ландшафтного растениеводства. Учены­ми обосновываются почвенно-экологические принципы расте­ниеводства при наиболее полном использовании каждого поля и участка с обеспечением экологического баланса территории.

Эколого-ландшафтная пространственная структура вклю­чает различные системы: пашню, луга, пастбища, леса, лесо­насаждения, водоемы, степь, болота, нарушенные земли, пес­ки, овраги, урбанизированные территории. В зависимости от рельефа местности на пашне обязательна плакорно-полевая или контурно-мелиоративная организация территории, на которой размещаются агрофитопоротации (севообороты) или агрофи- топовариации (севосмены), включающие различные агрофи- тоценозы. Луга, пастбища, лесонасаждения и т. д. могут со­стоять как из естественных биофитоценозов, так и агрофито- ценозов.

При этом отмечается, что естественные экосистемы (лес­ное) равновесие обеспечивается биологическим разнообрази­ем. Известно, что естественные экосистемы (лес, степь и др.) представляют собой единство биоценоза и биотопа взаимодей­ствующих между собой и образующих более или менее устой­чивую общность. Устойчивость их является результатом боль­шого разнообразия высших растений и низших организмов, постоянного круговорота органических и питательных веществ, энергии в экосистеме. Взаимный обмен - основа поддержания целостности и устойчивости системы и ее окружения. Необхо­димо всегда помнить о существовании пределов допустимого вмешательства в естественный И непрерывный ход процессов, о том, что чем выше продуктивность, тем ниже устойчивость экосистемы, если не производится компенсация. Сложенные естественные экосистемы обладают значительной стабильнос­тью и низкой продуктивностью, что определяется их разнооб­разием. Переход к агроценозам с выращиванием культурных растений снижает разнообразие высших и низших организ­мов, изменяет ярусность размещения надземной и подземной частей, приводит к отчуждению органического вещества и на­рушению обмена органических и минеральных веществ, энер­гии. Все это вызывает нарушение стабильности системы и тре­бует соответствующей технологии возделывания агроценозов.

Освоение территории под сельскохозяйственные культу­ры нарушает природную саморегулирующую способность ес­тественных экосистем к длительному существованию. Поэто­му необходимо вносить коррективы в круговорот энергии, для восстановления почвы и создания природного равновесия.

Необходимо отметить, что экосистемы должны характе­ризоваться такими признаками:

- динамичным эффектом воздействия на окружающую сре­ду, которая будет изменяться в зависимости от региона, по­годных условий ит. д.;

- векторностью действия (положительного или отрицатель­ного);

- сопряженностью действия или спецификой вхождения в механизм комплекса;

- пространственностыо (площадью) действия (прямого или косвенного).

Знание этого необходимо для определения размеров ланд­шафтной ячейки и других показателей. Гетерогенность и ва­риабельность, количественный и качественный состав экосис­тем, входящих в ландшафтную ячейку - необходимое условие ее ускоренной биоэнергетической стабилизации. Необходима динамичная тарификация (обозначение) участия энергии эко­системы в стабилизации жизнедеятельности ландшафтной ячейки, обоснование способов ее усиления. Ландшафтная ячей­ка - основа эколого-ландшафтной пространственной стуктуры (сбалансированного комплекса или сочетания экосистем).

Изучение основных закономерностей восстановления, из­менений и устойчивости экосистем - важнейшая проблема со­временного инновационного растениеводства. Наиболее устой­чивые эколого-ландшафтные пространственные структуры об­разуются в условиях, когда антропогенная деятельность не противоречит природным процессам. Актуально изучение спе­цифики использования рекреационного потенциала ландшаф­тов.

Нельзя не согласится с мнением, что любая биоэкосисте­ма, включающая все совместно функционирующие организ­мы (биотическое сообщество) на данном поле, участке и взаи­модействующая с физической средой таким образом, что по­ток энергии создает четко определенные биотические структу­ры и круговорот веществ между живой и неживой частями - представляет собой экологическую систему. В этой связи, важ­ный раздел математической экологии посвящается моделям экосистемного уровня, отражающим взаимодействие живых организмов и их абиотической среды. Использование хорошо разработанных принципов моделирования неживой природы позволяет создавать модели производственно-технического уровня.

По мнению А.Б. Горстко, Г.А. Угольницкого (1984 г.) пол­ная модель эколого-математической системы должна содер­жать математическое описание следующих четырех взаимо­связанных аспектов:

1) социально-экономической подсистемы;

2) природной подсистемы (экосистемы);

3) антропогенное воздействие на природную среду и оценка его последствия;

4) влияние природных факторов на жизнедеятельность общества и здоровье человека.

Эколого-ландшафтная пространственная структура, особен­но с участием сельскохозяйственных посевов, весьма дина­мична и это должно предусматриваться при разработке эколо­го-математической модели. Более того, экологические факто­ры внешней среды воздействуют на растение одновременно и совместно, причем действие одного из них в определенной мере зависит от количественного выражения других факто­ров. Эта закономерность получила название взаимодействия экологических факторов. В комплексном действии среды зна­чение отдельных экологических факторов неравноценно. Сре­ди них выделяют ведущие (главные) и второстепенные (со­путствующие). Иногда недостаток одного фактора частично компенсируется усилением другого. Явление частичной взаи­мозаменяемости действия экологических факторов называет­ся эффектом компенсации. И, наконец, при расчете эколого- математических моделей следует помнить, что необходима рационализация землепользования путем введения криволи­нейной компоновки полей и угодий в соответствии с естествен­ным рисунком ландшафтных контуров, а на плакоре - с уче­том типа, подтипа, вида и разновидности почвы. При этом обязательно требуется учитывать пределы допустимого ант­ропогенного вмешательства в естественный непрерывный при­родный ход процессов.

Необходимо отметить, что .заповедники, заказники, при­родные зоны должны создаваться не только с целью сохран­ности флоры и фауны, но и создания более благоприятных условий для работы механизма стабилизации эколого-ланд- шафтной пространственной структуры. Следовательно, и этим также должны определяться количество и площади заповед­ников, заказников и др. по регионам Украины, как неотъем­лемой части государственной эколого-ландшафтной простран­ственной структуры, позволяющей эффективнее решать воп­росы восстановления, стабилизации и усиления ее природно­го энергетического потенциала.

Особое значение приобретает изучение строения ландшаф­тов, их устойчивости к антропогенным нагрузкам, емкостей и предельных возможностей." Известно, что фация является са­мой простой, низшей морфологической единицей ландшафта, на пространстве которой характер взаимосвязи между природ­ными компонентами остается неизменным. Примером фации может служить склон оврага, неглубокое понижение в пойме реки, занятое луговой растительностью. Различают коренные (исходные), природные и антропогенные (измененные) фации (лесная полоса, сад и т. д.). Две или несколько фаций образу­ют урочище (на равнинных территориях природные комплек­сы, занимающие речные террасы, поймы, балки с определен­ными условиями увлажнения и специфичными биоценозами).

Большая ландшафтообразующая роль принадлежит расте­ниям и животным, которые связаны между собой и природ­ными компонентами круговоротом веществ и энергии. Сово­купность их - биоценоз или экосистема - составляет органи­ческую часть ландшафта и определяет его внешний облик. Особый интерес представляют собой биотипы, которые в кон­кретных условиях, в связи с фациями и урочищами, становят­ся фактором саморегуляции, восстановления и стабилизации ландшафта, обеспечения экологического баланса территории. Биогеоценоз в целом представляет саморегулируемую часть природного ландшафта, в которой обеспечиваются (сохраня­ются) взаимоотношения между растениями и животными при­мерно на одном уровне. С целью дальнейшего регулирования процессов обмена, преобразования энергии и вещества приоб­ретает актуальность агроландшафтная реорганизация террито­рии. Поскольку ландшафт представляет собой организован­ную систему, он должен обладать определенной структурой.

Следует отметить способность ландшафта возвращаться к прежнему состоянию, что свидетельствует о его устойчивости и функционировании. Выделяют антропогенные или урбани­зированные и техногенные ландшафты. H.H. Розов и М.Н. Строганова (1985 г.) считают, что максимальная экологически допустимая общая площадь пашни на земном шаре не долж­на превышать 25%. Эта величина предельная, находящаяся на грани экологического риска.

Известно, что все природные компоненты ландшафтной сферы (рельеф и горные породы, наземный слой атмосферы, вода, почвы, растительный и животный мир) находятся во взаимосвязи и развитии. Ландшафты, как уже отмечалось, саморегулирующиеся системы, стремящиеся к поддержанию стабильного состояния. Время перехода того или иного ланд­шафта из одного состояния в другое (новое равновесие), выз­ванное внешними причинами, в т. ч. хозяйственной деятель­ностью человека, определяется многими факторами. Региональ­ные эколого-ландшафтные пространственные структуры по стабильности (динамичности) подразделяются на устойчивые, относительно устойчивые и сукцессионные.

Под устойчивым состоянием понимается такое стабильное равновесие, при котором в его развитии преобладает тенден­ция восстановление предыдущего равновесия.

Сильно видоизмененные ландшафты в ходе активно про­текающих тех или иных процессов, при образовании вместо них новых природных или антропогенных модификаций, от­носятся к сукцессионным, т.е. сравнительно быстро меняю­щим свой внешний вид и внутреннюю структуру. V

Устойчивость и динамика ландшафта оказывают непос­редственное влияние на стабильность эколого-ландшафтной пространственной структуры. В -формировании степных реги­ональных ландшафтов ведущая роль принадлежит географи­ческому положению территории, равнинному характеру рель­ефа и климату.

Микроклимат, в зависимости от размеров фации охваты­вает ареал от нескольких десятков квадратных метров до не­скольких километров, а по высоте его распределение редко превышает два метра. Местные особенности микроклимата возникают под влиянием неровностей рельефа, характера рас­тительного покрова. Известно, что сплошной травянистый покров задерживает тепловое излучение. Поэтому температу­ра поверхности почвы под травянистым покровом понижена, амплитуды ее колебания сглажены. Известно, что влажность воздуха в лесных насаждениях выше, чем в открытом поле: деревья испаряют влаги меньше, чем сплошной травяной по­кров с той же площади. Повышенная влажность в лесном мас­сиве - следствие замедленного обмена.

С целью учета природных факторов необходим эколого- ландшафтный подход к организации рационального землеполь­зования. Если планирование природопользования будет осу­ществляться без достаточного знания и учета естественного хода развития и динамики ландшафтов, их устойчивости к антропогенным нагрузкам, емкостей и придельных возмож­ностей, то это будет приводить к нарушению нормального функционирования всех физических и химических процессов в ландшафте, его экологического равновесия.

Региональные эколого-ландшафтные исследования, про­водимые с целью определения допустимых хозяйственных нагрузок на ландшафты, помогут в разработке перспективно­го развития ландшафтного растениеводства, улучшении состо­яния и воспроизводства возобновляемых природных ресур­сов. Исходя из хозяйственных и экологических потребностей, необходимо на особо сохранившихся природных региональ­ных территориях создавать заказники и заповедники. Дело в том, что воздействие человека на окружающую среду прояв­ляется в механическом перемешивании твердых масс, в нару­шении водно-теплового режима и биологического равновесия, в изменении потоков миграции механических элементов.

Выделяются формы (степной и др.), под формы (разнотрав­но-злаковый и др.) ландшафтов. При этом сельскохозяйствен­ная деятельность человека должна быть дифференцирован­ной и увязанной с формой и под формой ландшафта, его био­химической спецификой и основываться на зональных осо­бенностях, типологических и индивидуальных свойствах. Осо­бенно важно планируемые сельскохозяйственные нагрузки увязывать и регулировать в соответствии с возможностями с эколого-ландшафтной пространственной структуры, с потен­циальными возможностями ее ресурса. В противном случае, особенно при ландшафтах природно-неустойчивых, это при­водит к развитию негативных процессов и нарушению эколо- го-ландшафтного равновесия на данной территории. Снижает­ся продуктивность сельскохозяйственных культур, возрастает засоренность посевов, увеличивается количество грызунов, вредных насекомых и т. д.

В этой связи особое значение приобретает обоснование це­левого назначения земель, пашни, режим их использования, структура и рекреационная емкость экосистем, состав агроце­нозов.

Фитоценоз (от греческого рНу1оп - растение, кото5 - об­щий) - сообщество растений, характеризующееся определен­ным флористическим составом и связями растений как друг с другом, так и с факторами внешней среды. Поэтому, по мне­нию М.В. Маркова (1975), при установлении роли культурных растений в сложении агрофитоценоза необходимо учитывать их биологические, экологические и фитоценотические свой­ства, отношение к факторам внешней среды, жизненности, способности выживать и развивать необходимую для нормаль­ного существования растений ассимиляционную поверхность и корневую систему, играть ведущую роль в создании внут­ренней среды агрофитоценоза, в определении взаимоотноше­ний между его компонентами и, в конечном счете, давать не­обходимый для человека урожай.

Учитывая длительность формирования биоценотических взаимоотношений между организмами в агрофитоценозе мож­но определить тесные связи культурного растения с устойчи­во сопровождающими его в посевах другими организмами (сор­няками, патогенными грибами, вредными насекомыми и др.). В пределах агрофитоценоза осуществляется непрерывный об­мен вещества и энергии и доминирующее в агрофитоценозе культурное растение, благодаря резкому преобладанию его над другими автотрофными организмами, определяет специфику этого обмена. Необходимо отметить, что агрофитоценоз явля­ется развивающейся в пространстве и времени системой, все компоненты которой связаны между собой сложными взаи­моотношениями .

При этом экологические ниши в пределах местообитания агрофитоценоза отличаются друг от друга освещенностью по­чвы, ее температурой и влажностью. Затем появляются эколо­гические ниши, связанные с нижним, средним, культурным и верхним ярусами, с изреженными участками стеблестоя куль­турного растения, с изменением погодных и различием по­чвенных условий площади занятой агрофитоценозами в тече­нии вегетационного периода.

Следует отметить, что усложнение условий мест обитания агрофитоценоза приводит к изменению видового состава ком­понентов и структуры видовых популяций этих компонентов. Обычно выделяют три основных вида взаимоотношений в аг- рофитоценозе:

А - взаимоотношения трофические (консортивные), осно­ванные на особенностях питания организма;

Б - взаимосредообразование;

В - соревнование в борьбе с неблагоприятными и в ис­пользовании благоприятных воздействий на агрофитоценоз извне.

Эти взаимоотношения связывают между собой все компо­ненты агроценоза в единую развивающуюся в пространстве и во времени саморегулирующуюся систему биоценотических отношений, которая является сущностью агроценоза.

Предпосылкой высокой продуктивности агроценоза, осо­бенно в Степи Украины, является быстрое укрытие поверхно­сти почвы ассимилирующими органами и поддержание этого покрова в течение всей вегетации или хотя бы в период наибо­лее благоприятствующий росту ц развитию сельскохозяйствен­ной культуры. Основное условие - ускоренное развитие лис­товой поверхности и требуемая густота насаждений растений.

На количество поглощенной листом солнечной радиации существенное влияние оказывает его пространственное поло­жение: угол наклона листовой пластинки к преобладающему потоку света и ее азимутальная ориентация (обращение листа к югу или северу). Эффективное использование лучистой энер­гии растительностью, повышение биологической продуктив­ности агрофитоценоза можно осуществлять путем регулиро­вания количества и общей площади фотосинтезирующих эле­ментов, что достигается ярусным расположением растений в агрофитоценозе.

Известно, что растения выделяют в окружающую среду многие органические физиологически активные вещества. От­мершая масса растений, разлагаемая гетеротрофными микро­организмами, становится источником других активных ве­ществ. В связи с выделением этих веществ, вокруг растения образуется определенная биохимическая оболочка, своеобраз­ная сфера из активных веществ, благоприятно или отрица­тельно действующих на другие организмы. При этом наиболь­шей токсичностью обладают листья, средней - стебли и наи­меньшей - корни. Несомненно, важным источником физио­логически активных выделений в агрофитоценозах являются запаханные в почву пожнивные остатки, сорняки, зеленые удобрения, а также органические удобрения.

Агроценозы по сравнению с естественными фитоценоза- ми имеют ограниченный состав растительных и животных компонентов и поэтому у них слабо выражена способность к саморегулированию. Однако агроценозы при создании необ­ходимых сбалансированных связей с эколого-ландшафтной пространственной структурой имеют большие потенциальные возможности увеличения продуктивности.

Научно обоснованное размещение агроценозов с учетом эколого-ландшафтной пространственной структуры - обязатель­ный составной элемент ландшафтного растениеводства. Изве­стно, что при внедрении агрофитопоротаций (севооборотов) их размещение увязывается не непосредственно с почвами, а че­рез составленную и зачастую изученную на уровне звеньев схему, предусматривающую постоянную их схему. При этом система агротехнических мероприятий накладывается на поля агрофитопоротаций, нарезанные под агроценозы без учета по­требностей к плодородию почв, механического состава и т.д. следовательно, важнейшая задача соответствия биологических особенностей растений и условий среды решается недостаточ­но полно. Состав и чередование агрофитоценозов, форма поля или участка в перспективе все больше будут увязываться с плодородием почвы, степенью ее смытости, экспозицией скло­нов и т.д. При переходе к полям, нарезанным с учетом гори­зонталей местности и плодородия почвы, т.е. отходя от пря­моугольных полей агрофитоповариации позволят эффектив­нее использовать почвенный потенциал и станут динамичной составной частью эколого-ландшафтной пространственной структуры.

Важной проблемой создания устойчивых агрофитоценозов является построение поликультурных экологически устойчи­вых сообществ, для нормального функционирования которых приемлема имеющаяся мозаичность природных условий, эко­логически обоснованные размеры различных по форме полей с соответствием почв морфолого-биологическим особенностям агроценозов.

Ландшафты - саморегулируемая, организованная система, которая стремится к стабильному состоянию. Поэтому для уси­ления процессов саморегулирования и восстановления необ­ходимо структурирование ландшафтов.

Предложена эколого-ландшафтная пространственная струк­тура страны, которая представляет собой комплексное образо­вание, основой которого является ланд<