Однією з гострих екологічних проблем України є погіршення екологічного стану орних земель, забруднення їх токсичними речовинами різного походження, зниження ґрунтової родючості внаслідок різкого зменшення обсягу застосування органічних і мінеральних добрив. За таких умов найактуальнішим завданням науковців є розробка заходів щодо збереження фонду екологічно чистих земель України, підтримання на високому рівні родючості ґрунтів, підвищення стійкості рослин до некерованих техногенних навантажень.
Основу розробок для поліпшення екологічних умов на полях становлять екологічно детерміновані способи збереження родючості ґрунтів, прийоми підвищення адаптивного потенціалу культурних рослин, технологічні заходи з вирощування сільськогосподарських культур. Застосування комплексу цих заходів гарантує бездефіцитний баланс гумусу, підвищення біогенності ґрунтів, поліпшення їх агрохімічних і агрофізичних властивостей та одержання екологічно чистих врожаїв сільськогосподарських культур.
Метою курсової роботи є аналіз заходів поліпшення екологічних умов на полях.
Для реалізації цієї мети необхідно було вирішити наступні завдання:
· дослідити проблему екологізації сільськогосподарських угідь;
· розглянути систему и перспективи розвитку альтернативного землеробства на прикладі іноземних країн;
· охарактеризувати існуючі і перспективні екологічно безпечні шляхи поліпшення екологічних умов землеробства.
Об’єктом дослідження є агроекологічні аспекти землеробства.
Предмет дослідження – принципи і методи підвищення екологічних умов на полях.
1. Сучасний стан сільськогосподарських угідь України та заходи його поліпшення
1.1 Сучасний стан сільськогосподарських угідь України
Незбалансоване антропогенне навантаження на природні ресурси на протязі багатьох десятиріч обумовило значну техногенну ураженість екосфери України. Одним із головних факторів, що дестабілізують екологічну ситуацію, є сільськогосподарська освоєність і розораність території. Надмірне розорювання земель, в тому числі і схилових, призвело до порушення екологічно збалансованого співвідношення площ ріллі, луків, лісів та водоймищ, що негативно позначилось на стійкості ландшафтів. Найбільш загрозливі явища спостерігаються в ґрунтовому покриві, який значно деградований і таким чином виведено з ладу значні площі продуктивних земель.
Водна і вітрова ерозія є найбільш серйозним фактором зниження продуктивності земельних ресурсів, деградації агроландшафтів. Вона перетворилася на надзвичайне явище сьогодення, яке безпосередньо загрожує самому існуванню ґрунту як основному засобу сільськогосподарського виробництва і незамінному компоненту біосфери. Згідно державного обліку земель в Україні нараховується 13,9 млн. га еродованих сільськогосподарських угідь (33,2% від загальної площі цих угідь), у тому числі 12,6 млн. га орних земель. У складі еродованих земель обліковується 4,6 млн. га середньо- і сильнозмитих, в тому числі 68 тис. га тих, що повністю втратили гумусовий горизонт. Більше всього еродованих сільськогосподарських угідь знаходиться в Донецькій (70,6% від загальної площі цих угідь), Луганській (61,6%) та Одеській (55,8%) областях. Значні території піддані процесам лінійної ерозії та зв’язаного з нею яроутворення. Площа ярів складає 157,0 тис. га, а їх кількість досягає 600 тис. штук. Швидкість яроутворення в техногенних ареалах агроландшафтів зросла в декілька разів. Вітровій ерозії (дефляції) систематично піддається більш як 5 млн. га, а в роки з пиловими бурями – до 10 млн. га [1].
Слід відзначити, що і за іншими показниками сільськогосподарські угіддя мають стійку тенденцію до погіршення. Так наприклад, за даними Держкомзему України, 10,7 млн. га (25,8%) сільськогосподарських угідь складають кислі ґрунти, 2,3 млн. га (5,4%) – солонцюваті і 1,7 млн. га (4,1%) – засолені. Окрім того, 1,9 млн. га сільськогосподарських угідь займають перезволожені, 1,8 млн. га – заболочені і 0,6 млн. га – кам’янисті. Більше 20% території України забруднено різними токсичними сполуками, в тому числі значні площі забруднені радіоактивними ізотопами. Геологічні негативні явища поширені більш як на 50% території України [19].
Ці дані дають підстави зробити невтішний висновок: в Україні високими темпами знижується якість і родючість ґрунтів та катастрофічно погіршується екологічний стан земельних ресурсів.
Людина, як частина трофічного ланцюга, складова частина екосистеми і гетеротроф, уже давно не задовольняється існуючими трофічними зв'язками, їх масштабами і створює штучні біоценози, більш продуктивні, ніж природні. Так, при розорюванні земель фітоценози (природні рослинні угруповання) змінюються штучними – агрофітоценозами. В них складаються якісно інші трофічні зв'язки. Природний процес зміни рослинності змінюється штучним і йде не від природи, а від людини – у зворотному напрямі. При цьому нагромаджується багато відходів, що не характерне для природної трофіки. В таких випадках людина стає ніби чужою складовою частиною природи, виходячи із загального біогенного кругообігу. В результаті її діяльності створюється інший екологічний комплекс, який істотно порушує природні біоценози й екосистему. Це, зокрема, можна спостерігати в сівозмінах, де застосовують технології вирощування культур, що передбачають внесення в ґрунт і на посівах великої кількості різних хімікатів, які в подальшому циркулюють у біосфері, що можна проілюструвати на прикладі пестицидів (рис. 1). Здебільшого вони згубно діють на рослини і ґрунтову біоту, природну трофіку. Створюються агробіоценози із зруйнованими зворотними зв'язками. Екологічні умови на таких полях різко погіршуються, продукція містить внесені хімічні сполуки. Ферментативна система рослин не розкладає і не виводить їх з кореневими виділеннями, а тому вони накопичуються в рослинах.
Рис. 1. Циркуляція пестицидів у біосфері
Великої шкоди природним угіддям і агроландшафтам завдають відходи у вигляді будівельних матеріалів, пластику, супутніх продуктів видобутку вугілля, нафти та інших копалин, а також відходи промисловості. Вони нагромаджуються як забруднювачі навколишнього природного середовища. Людина повинна виконувати роль редуцента і забезпечувати їх штучну (поза природним кругообігом речовин) утилізацію або гарантувати знешкодження їх у ґрунті.
Отже, діяльність людини в екосистемі має бути зваженою, обґрунтованою, логічною. Це якщо і не сприятиме відновленню попередніх трофічних зв'язків, то хоча б забезпечить функціонування нових [2].
Людина як споживач має підтримувати свій (антропогенний) трофічний ланцюг у біосфері і використовувати з нього органічної речовини (тобто поживних речовин або загалом енергії) не більше, ніж надходить у нього. Лише за такої умови забезпечується цілісність екосистеми. Тому створюване на полях – в системі сівозмін штучне біологічне середовище має функціонувати так само ефективно, як і природне [25]. Проте об'єм біологічного кругообігу речовин у ньому повинен бути набагато більшим, щоб забезпечити одержання необхідної кількості продуктів харчування і сировини для промисловості. Штучно створена екосистема сівозміни або агроландшафту добре функціонує лише за оптимальної взаємодії усіх трьох складових трофічного ланцюга – продуцентів, консументів усіх порядків (включаючи людину) та редуцентів-деструкторів. Це означає, що середовище (ґрунт, повітря, поливна вода) повинно бути сприятливим, не містити шкідливих компонентів, які б погіршували роботу, зокрема першої (продуцентів) і останньої ланки цього ланцюга редуцентів – мікроорганізмів-бактерій, дріжджових грибів, грибів-сапрофітів та інших, які мінералізують органічну речовину рослинних решток та органічні добрива. Як уже зазначалося, великої шкоди цим трофічним зв'язкам в агробіоценозі завдає неправильне використання мінеральних добрив, інсектицидів, гербіцидів [26]. Тому рослинництво, як частина біосфери і основа агробіоценозу, має бути вільним від різних забруднювачів, забезпечувати біологічно й екологічно якісні зв'язки людини з екосистемами.
1.2 Основні напрямки підвищення екологічної безпеки вирощування екологічно безпечної продукції
Перетворення у суспільно-політичному житті держави вимагають кардинального удосконалення екологічних і економічних аспектів використання земельних ресурсів. А це необхідно здійснювати базуючись на сучасних досягненнях аграрної науки і продовжуючи дослідження щодо екологізації землекористування. Раціональне і еколого-безпечне ведення сільськогосподарського виробництва на нових наукових засадах пов’язане насамперед з оптимізацією співвідношення природних та агроекосистем, реконструкцією агроландшафтів на екологічній основі, протиерозійною організацією території на рівні окремих сівозмінних масивів, полів і робочих ділянок.
Одна із найперших умов полягає у зміні співвідношення між природними і антропогенними ландшафтами у різних регіонах. Досягнути цього на нинішньому етапі можна за рахунок консервації деградованих і малопродуктивних земель.
З огляду на екологічну доцільність необхідно провести оптимізацію (трансформацію) структури ґрунтового покриву лукопасовищних угідь. Останні традиційно приурочені до менш родючих, відносно ріллі, ґрунтів, які мають певні обмеження щодо використання під польові культури, але цілком придатні для вирощування трав. Ґрунти автоморфного ряду, наприклад, кам’янисті, щебенюваті більш доцільно використовувати під пасовищами, а найбільш сприятливі умови для сіножатей складаються на гідроморфних ґрунтах.
Реалізація запропонованих заходів щодо консервації деградованих і малородючих ґрунтів орних земель та трансформації лукопасовищних угідь дозволить отримати у першому наближенні екологічно оптимізовану структуру земельного фонду України. В цілому в Україні сільськогосподарська освоєність буде складати 62,9% (65,5% від площі суші), а розораність 50,0% (48,9% від площі суші), тобто повинна зменшитися відповідно на 6,4 і 8,1% відносно всієї площі. Збагачення агроландшафтів природними екосистемами сприятиме збільшенню біорізноманіття, підвищенню його стійкості, опору деградаційним процесам [20].
У сучасних умовах для отримання якісної продукції рослинництва і тваринництва недостатньо застосування технологій, вільних від надмірної хімізації. Необхідні також чисте повітряне середовище, відсутність шкідливих викидів промислових підприємств, автомобільного транспорту та ін.
Рослини засвоюють з ґрунту лише ті поживні речовини, які їм потрібні. Однак за надлишкових концентрацій шкідливі елементи й хімічні сполуки з ґрунту потрапляють у рослини, зерно, корми, а отже, у продукцію тваринництва. Саме тому стічні води підприємств, міст, великих тваринницьких ферм і комплексів слід очищати, а найбільш шкідливі підприємства (зокрема АЕС, хімічні заводи та ін.) – переводити на замкнутий цикл водоспоживання.
Велике значення має оптимальна система азотного живлення рослин. Надмірна концентрація рухомого азоту (понад 6–8 мг/кг ґрунту) може призводити до підвищення вмісту нітратів у рослинах, що погіршує якість урожаю. Слід зазначити, що органічні добрива, які вносять в надмірних кількостях (понад 16–17 т/га сівозміни), як і мінеральні, спричинюють нагромадження нітратів та інших шкідливих сполук у продукції рослинництва [3]. Крім того, надмір гною може бути джерелом забруднення землі важкими металами.
Перед внесенням органічні добрива треба знезаражувати, очищати від насіння бур'янів, визначати їх хімічний склад.
Не можна вносити надмірні дози калійних і особливо фосфорних добрив, оскільки це може призвести до підвищення радіоактивного фону на полях у десятки разів [19]. Так, суперфосфат іноді містить багато важких металів, зокрема урану.
Гній слід знезаражувати термічно, мул і сапропель – тривалим витримуванням у штабелях, компостуванням з негашеним вапном, аміаком рідким синтетичним, аміачною водою тощо.
Норми внесення різних відходів і компостів слід оптимізувати залежно від допустимих концентрацій важких металів у ґрунті (табл. 1).
Їх розраховують за формулою
Д = (ГДК – Ф)·К1·К2·К3,
де Д – допустима норма важкого металу, кг/га; ГДК – гранично допустима концентрація важкого металу в ґрунті, кг/га; Ф – фоновий вміст важкого металу в ґрунті, кг/га; K1, K2, K3 – поправочні коефіцієнти на вміст гумусу, механічний склад, кислотність ґрунту.
Недоцільно вносити свіжий і рідкий гній без його знезараження. На 2 – 3 поля сівозміни треба мати спеціально побудовані польові гноєсховища, в які гній вивозять безпосередньо з ферм. З рідкого гною і сечовини, фекальних відходів, використовуючи торішню солому, в цих гноєсховищах можна готувати високоякісні органічні добрива.
Таблиця 1. Вміст хімічних елементів в орних землях
| Вміст, мг/кг |
Вміст, мг/кг |
||||||
| Елемент |
фоновий |
максимальний у забруднених ґрунтах |
гранично допустимий |
Елемент |
фоновий |
максимальний у забруднених ґрунтах |
гранично допустимий |
| Миш'як |
0,1–20 |
8000 |
20 |
Нікель |
2–50 |
10 000 |
50 |
| Бор |
5–20 |
1000 |
25 |
Свинець |
0,1–20 |
4000 |
100 |
| Берилій |
0,1–5 |
2300 |
10 |
Селен |
0,01–5 |
1200 |
10 |
| Кадмій |
0,01–1,0 |
200 |
3 |
Сурма |
0,01–5 |
1200 |
5 |
| Бром |
1–1 |
600 |
10 |
Олово |
1–20 |
800 |
50 |
| Кобальт |
1–1 |
800 |
50 |
Талій |
0,01–0,5 |
40 |
1 |
| Хром |
2–50 |
00 0100 |
100 |
Титан |
10–5000 |
20 000 |
50 000 |
| Мідь |
1–20 |
22 000 |
100 |
Уран |
0,01–1 |
115 |
5 |
| Фтор |
50–200 |
8000 |
200 |
Ванадій |
10 – 100 |
1000 |
50 |
| Галій |
0,1–10 |
300 |
10 |
Цинк |
3–50 |
20 000 |
300 |
| Ртуть |
0,01–1,0 |
500 |
2 |
Цирконій |
1–300 |
6000 |
300 |
| Молібден |
0,2–5,0 |
200 |
5 |
||||
До заходів, які поліпшують екологічну умови на посівах польових культур, належить насамперед раціональна система удобрення, яка значною мірою запобігає потраплянню надлишку поживних речовин добрив, зокрема нітратів, у навколишнє середовище, особливо в ґрунтові води [11].
Негативним екологічним фактором є безсистемний полив на зрошуваних землях, особливо надмірними поливними нормами (понад 300 – 400 м3
/га). Наслідком є ерозія ґрунту, змивання і вимивання добрив у його нижні горизонти, звідки підземним стоком вони потрапляють у водойми; збіднення верхнього шару ґрунту на кальцій, зміна співвідношення катіонів у вбирному комплексі і, як наслідок, – погіршення вбирної здатності ґрунту та ін.
При меліоративно невпорядкованому землекористуванні особливо великої шкоди завдає ерозія. У боротьбі з ерозією, як дуже негативним агроекологічним фактором, велике значення має ґрунтозахисна система землеробства.
1.3 Концепція біологічного (альтернативного) землеробства
Негативні наслідки інтенсифікації землеробства сприяли розвитку за кордоном на початку 60-х років так званого альтернативного землеробства, яке називають також біологічним, біодинамічним або органічним. На думку зарубіжних вчених, альтернативне землеробство – це не система, а концепція, новий підхід до землеробства, група методів, етика ставлення до землі. Його суть полягає у повному або частковому відмовленні від синтетичних добрив, пестицидів, регуляторів росту і кормових добавок: Комплекс агротехнічних заходів ґрунтується на суворому дотриманні сівозмін, введенні до їх складу бобових культур, збереженні рослинних решток, застосуванні гною, компостів і сидератів, проведенні механічних культивацій, захисту рослин біологічними методами. Метою альтернативного землеробства є одержання продукції, що не містить залишків хімікатів, збереження ґрунтової родючості – і, в кінцевому рахунку, охорона навколишнього середовища [7]. Рух за альтернативне землеробство розвивається в промислово розвинених країнах, де з найбільшою силою проявилися негативні наслідки інтенсифікації землеробства.
Альтернативне землеробство закордонні спеціалісти не вважають кроком назад у розвитку землеробства, бо фермери, що дотримуються цих методів, використовують високоякісне насіння найкращих сортів і сучасні машини та обладнання, знаряддя, проводять ґрунтоохоронні заходи, Переробка органічних відходів здійснюється сучасними методами. Знання життєвих циклів бур’янів, збудників хвороб і шкідників дає можливість розробляти оптимальні сівозміни.
Прихильники альтернативного землеробства визнають, що традиційне землеробство характеризується більш високими показниками, але, по-перше, вони досягаються зниженням родючості ґрунту і забрудненням навколишнього середовища залишками добрив і пестицидів і, по-друге, в традиційному землеробстві, на їх думку, не надається достатнього значення такому важливому показнику, як біологічна якість продукції, яку треба оцінювати не тільки за привабливим зовнішнім виглядом, смаком і розміром, а й за здатністю підтримувати здоров’я людини.
В альтернативному землеробстві велику увагу приділяють боротьбі з ущільненням ґрунту. Для цього застосовують тільки легку сільськогосподарську техніку. Не допускається застосування хімічних засобів захисту рослин. Для боротьби з бур’янами, хворобами і шкідниками використовують тільки агротехнічні та біологічні методи.
Для альтернативних господарств, в яких утримуються тварини, замість застосування складних кормових сумішей, що містять багаточисельні синтетичні кормові добавки, характерне повернення до натуральних кормів.
1.3.1 Системи альтернативного землеробства
Нині існує декілька систем альтернативного землеробства. Найбільш старою з них вважають біодинамічну. В 30-і роки її вже застосовували окремі фермери в Австрії та в інших країнах Західної Європи [1, 19].
Виникнення решти систем, як і розвиток біодинамічної, належать до початку шестидесятих років, тобто до періоду, коли почали проводити широкомасштабну хімізацію сільського господарства. Таким чином, досвід альтернативного землеробства не налічує ще й 30 років, тому рано давати оцінку результатам функціонування таких систем. Різниця між наявними системами не завжди має чітку межу, вони часто мають термінологічний характер.
Органічна система. Нині її широко застосовують у США. Найбільш характерні властивості органічного землеробства в тому, що продукти харчування необхідно вирощувати, зберігати і переробляти без застосування синтетичних добрив, пестицидів або регуляторів росту. Якщо на полі вирощують багаторічні культури, то хімічні засоби не слід застосовувати протягом 12 місяців до появи бутонів, а при одно- і дворічних культурах – протягом 12 місяців до їх сівби (садіння). Дозволяється застосування мікроорганізмів, мікробіологічних продуктів і матеріалів, що складаються з речовин рослинного, тваринного або мінерального походження. До збирання врожаю можна застосувати бордоську рідину, мікроелементи, попіл, вапняк, гіпс, рибну емульсію, мило. Європейське і американське біологічне землеробство дає можливість також застосовувати гній, компости, кісткове борошно, «сирі» породи: доломіт, глауконітовий пісок, польовий шпат, базальтовий пил, крейду, вапно. Для боротьби із шкідниками використовують піретрум, часник, тютюновий пил [12].
Біологічну систему землеробства застосовують в основному у Франції. Основним добривом є органічне як «специфічне» джерело живлення рослин. До загортання у ґрунт органічні добрива компостують, щоб при цьому вони проходили фазу аеробної ферментації.
Важлива опора біологічного землеробства – сівозміна з ощадливим режимом насичення одними культурами і застосування сидератів.
Для боротьби із шкідниками і хворобами рекомендуються запобіжні заходи, а проти бур’янів – механічні й вогневі. Дозволено застосування «нетоксичних» препаратів – ефірних рослин, порошків з водоростей і скальних порід, ряду біодинамічних препаратів (настій із кропиви, відвар хвощу або полину гіркого).
Дозволяється використання сірчаних і мідних препаратів у плодівництві й виноградарстві, а також деяких органічних синтетичних препаратів (манеб), оскільки вони слаботоксичні. Рекомендовані рослинні інсектициди (піретрум, ротенон, нікотин).
Органобіологічна система. Це найбільш молодий напрям альтернативного землеробства, поширеного головним чином у Швеції і Швейцарії: В основі системи – прагнення до створення «живого і здорового ґрунту» за рахунок підтримки й активізації її мікрофлори. Господарство розглядають як єдиний організм, в якому чітко відрегульований кругообіг і циклічність поживних речовин. Таким чином, господарство повинно ґрунтуватися на принципах балансу поживних речовин, наслідуючи природну екосистему. Поля довгий час мають бути зайняті рослинністю, післяжнивні рештки слід загортати в поверхневий шар ґрунту, в сівозміні – вирощувати бобово-злакові травосумішки [16].
Дозволено застосовувати тільки органічні (гній, сидерати) та деякі мінеральні повільно діючі добрива (томас-шлак, калімагнезію, базальтовий пил). Таким чином, удобрюють не рослину, а ґрунт, який «родить здорові рослини».
Вказані методи в поєднанні з поверхневим обробітком ґрунту створюють, за думкою прихильників системи, сприятливі умови для розвитку мікроорганізмів, які забезпечують живлення рослин. Розроблений навіть спеціальний тест на «свіжість» ґрунту (за складом мікрофлори).
Заходи боротьби із шкідниками, хворобами та бур’янами аналогічні тим, що застосовуються при біологічній системі.
Біодинамічна система. Це один з найбільш розвинутих у Європі (Німеччина, Швеція, Данія) напрямів альтернативного землеробства.
Теоретичні основи цієї системи оригінальні, поряд з принципами, загальними і для інших систем, вони містять ряд відмінних положень: землеробство слід будувати з урахуванням не тільки природних (тобто земних), але й космічних факторів, оскільки все живе – це добре збалансоване ціле і знаходиться у взаємозв’язку також із космічним; використання впливу космічних та інших факторів на сільськогосподарське виробництво шляхом застосування спеціальних біодинамічних препаратів. Теоретичні основи біодинамічної системи зводяться до такого. 1. За допомогою біодинамічних методів необхідно з’єднати землеробство з цілісним ритмом Землі. Обробіток ґрунту, сівбу, догляд за посівами слід здійснювати в сприятливі періоди, настання яких зумовлено розміщенням Місяця в тому чи іншому зодіакальному сузір’ї. Наприклад, коли Місяць знаходиться в сузір’ї Риб, то цей строк сприятливий для сівби і садіння розсади овочів, а якщо в сузір’ї Бика, – то це кращий час для сівби коренеплодів тощо. Розміщення небесних тіл рекомендують враховувати при приготуванні компостів і організації боротьби з бур’янами. Космічні впливи на рослини виявляють й інші планети. 2. Спеціальні біодинамічні препарати повинні додати рослинам необхідної сили і активізувати певні процеси у ґрунті. «Гумусні» препарати готують з рогів тварин і гною, «кремнієві» – з рогів і розмеленого кварцу. Цим препаратам, які застосовують у дуже розведеному вигляді, приписують особливі можливості.
Крім того, є так звані «компостні» препарати, що регулюють живлення і розвиток рослин, їх готують з різних рослин – деревію, кропиви, ромашки лікарської, дубової кори, валеріани тощо, а потім змішують з гноєм.
Витяжки, відвари і продукти бродіння з рослин використовують як добрива (для позакореневого підживлення і внесення в ґрунт), стимулятори росту і для захисних цілей [16].
Найбільше поширення одержали препарати з кропиви і хвощу. Для їх приготування кропиву (до цвітіння) подрібнюють, додають дощову воду (1:10) і витримують 1–2 тижні. Рідину, що перебродила (витяжку), використовують при розведенні у 10 разів. Вона містить вітаміни і стимулятори росту, її можна застосовувати проти попелиць. Препарат хвощу польового готують так: рослини подрібнюють, додають воду (1:1), кип’ятять і настоюють 30 днів. Відвар придатний для підживлення, боротьби з грибними хворобами (борошниста роса тощо). Майже так само готують і використовують (головним чином, для захисних цілей) препарати з живокосту, полину гіркого, грициків, пижми тощо.
Екологічна система. У деяких країнах налічується небагато чисельна група послідовників цієї системи. Чітке уявлення характерних її властивостей скласти важко. Основою її є суворе обмеження застосування пестицидів і гнучке відношення до питання про мінеральні добрива. Дозволяється використовувати навіть їх водорозчинні форми, але з врахуванням механічного складу ґрунту та інших умов.
Навіть коротке ознайомлення із змістом альтернативних систем свідчить про умовність і відносність їх назв. Наприклад, викликає сумнів «біологічна» система, оскільки в усіх випадках об’єктом землеробства є живий організм – рослина, і будь-яка система є біологічною.
У найбільших масштабах альтернативне землеробство розвинуто в США. За опублікованими в 1985 р. даними, в цій країні його застосовували на 20–30 тисячах ферм (1,3% всіх ферм США).
Велика питома вага альтернативного землеробства в Швейцарії. За останні 10–15 років територія ферм, що застосовують ці методи, збільшилася в 6 разів і до 1981 р. становила 11,8 тис. га (близько 1% корисної сільськогосподарської площі країни) [17].
У Данії продукція альтернативних господарств в 1987 р. досягала 1–2% загального виробництва сільськогосподарських продуктів у країні.
Альтернативне землеробство в Західній Європі і США одержало офіційне визнання й існує на законних засадах. Землероби, що його застосовують, об’єднуються в союзи, спілки, товариства. Ці об’єднання мають часто свої видання. Державні органи здійснюють офіційний контроль за дотриманням фермерами вимог по вирощуванню сільськогосподарської продукції без застосування засобів хімізації.
1.3.2 Перспективи розвитку альтернативного землеробства
Сучасна екологічна обстановка в ряді країн почала викликати тривогу, що призвело до виникнення руху за альтернативне землеробство. Не дивно, що воно зародилося саме в промислово розвинених капіталістичних країнах, де особливо проявилися наслідки надмірної інтенсифікації сільськогосподарського виробництва. Альтернативне землеробство користується зростаючою популярністю у населення цих країн. Збільшується кількість ферм, у практику ведення господарства яких міцно увійшли альтернативні методи. Налагоджена чітко діюча система атестації і збуту продукції альтернативного землеробства. Прихильники альтернативного землеробства об’єднуються в різні національні й міжнародні організації для пропаганди і обміну досвідом по альтернативному землеробству, збуванню його продукції. Активізувалися наукові дослідження в цій області, зосереджені в основному на пошуках шляхів створення бездефіцитного балансу поживних речовин (особливо азоту) в землеробстві, проведенні порівняльного аналізу економічних і енергетичних аспектів альтернативних та традиційних систем. Вивчаються можливі шляхи боротьби з бур’янами, шкідниками і хворобами сільськогосподарських культур, а також впливу методів вирощування на врожайність і якість сільськогосподарської продукції на навколишнє середовище. Дослідження фінансуються як приватними особами, так і з державного бюджету.
У чому ж причина зростаючої популярності альтернативного землеробства? Більшість методів його добре відомі землеробам і перевірені багатовіковою практикою ведення сільського господарства. Відмова від мінеральних добрив і пестицидів дає можливість одержувати продукцію, що не містить їх залишків і має більш високу біологічну цінність. Вона користується великим попитом у населення, незважаючи на підвищені ціни. Заміна синтетичних мінеральних добрив гноєм і компостами збагачує ґрунт органічними речовинами і сприяє росту чисельності організмів, що населяють ґрунт, і які відіграють вирішальне значення в підвищенні його родючості. Ґрунтозахисний обробіток і суворе дотримання сівозмін запобігає розвитку ерозії і сприяє зменшенню втрат поживних елементів з ґрунту. Не потребує доказів величезна роль в оздоровленні ґрунту і сільськогосподарських рослин. Відмова від мінеральних добрив і пестицидів, вартість яких безперервно зростає, дає значну економію грошових коштів і енергії. Як результат застосування альтернативних методів позитивно впливає на стан навколишнього середовища і здоров’я людини.
Спеціалісти університетів штатів Айова і Каліфорнія провели порівняльну оцінку можливих змін у врожайності сільськогосподарських культур у США на випадок переходу від традиційних методів. Аналіз показав, що в разі масового переходу до органічних методів землеробства врожайність пшениці знизиться від 29,0–30,9 до 16,3–18,6 ц/га, зернових фуражних культур (кукурудза, сорго, ячмінь, овес) – від 52,8–53,9 до 27,5–32,7 ц/га, сої – від 27,1–27,8 до 16,7–19,4 ц/га. Втрати доходів від зниження врожайності вже зараз намагаються компенсувати підвищенням закупівельних цін на продукцію альтернативного землеробства. Прихильники цього напряму стверджують, що систематичне застосування альтернативних методів дасть можливість за рахунок підвищення родючості ґрунтів у майбутньому підвищити врожайність сільськогосподарських культур до її рівня в традиційному землеробстві. Проблему збільшення затрат праці за рахунок приготування і внесення компостів передбачається вирішити шляхом механізації процесів. Очевидно через ці недоліки багато хто із землеробів досить обережно ставиться до альтернативного землеробства, чим і пояснюється той факт, що питома вага альтернативних ферм в окремих країнах все ще невелика [24].
Нині ніхто із закордонних дослідників не заперечує можливості поєднання альтернативного землеробства з традиційним. Однак з питання перспектив його розвитку, насамперед повного переходу на альтернативне землеробство, нами не визначено єдиної думки. Багато хто вважає за необхідне проведення додаткових більш глибоких досліджень. Крім того, деякі вчені вже зараз називають альтернативне землеробство «дорогою майбутнього». Виявлені механізми, за допомогою яких через декілька десятиліть альтернативне землеробство має посісти положення традиційного.
Американські вчені виявили такі можливі механізми, за рахунок дії яких у майбутньому (приблизно через 50 років) альтернативне землеробство буде в тих та інших країнах світу переважаючою системою землеробства [19].
1. Економічний тиск на фермерів і покупців їх продукції буде підштовхувати сільське господарство на пошук більш дешевих альтернатив. Зростання цін на пестициди і добрива змусить фермерів відмовитися від їх застосування.
2. Вплив досягнень біотехнології і генної інженерії на сільське господарство позначиться не раніше, як через 10 років; біологічна структура сільського господарства буде піддана в значній мірі впливу альтернативних методів, більшість з яких відомі протягом віків і випробувані на практиці.
3. Забруднення навколишнього середовища пестицидами і добривами досягне такого рівня, що створиться необхідність у введенні повсюдних обмежень на застосування цих хімікатів.
4. Розвиток засобів масової інформації сприятиме поширенню методів альтернативного землеробства.
5. Сільське господарство буде видозмінюватися під впливом нестатків інших секторів суспільного життя, особливо медицини і охорони здоров’я. Основною метою сільського господарства буде виробництво високоякісних продуктів харчування.
На думку вчених, широкомасштабне застосування альтернативного землеробства у чистому вигляді в нашій країні з метою вирішення екологічних проблем навряд чи можливе. Вони висловлюють незгоду з деякими складовими концепції альтернативного землеробства, зокрема це стосується повної відмови від мінеральних добрив, які, як вони вважають, не забезпечують повного повернення відчужуваних з урожаєм поживних речовин, особливо фосфору. Біологічні засоби підвищення ґрунтової родючості не рекомендують протиставляти
З цієї точки зору увагу сучасних вчених повинно привабити альтернативне землеробство, можливості застосування якого в країні необхідно ретельно вивчити. Можна припустити, що переведення окремих господарств на виробництво рослинницької продукції, наприклад, овочів і картоплі без застосування пестицидів і мінеральних добрив з одночасним вирішенням проблеми збуту цієї продукції навіть за підвищеними цінами, було б добре зустрінуте населенням. Діяльність цих господарств, що мають незначну питому вагу в сільському господарстві країни, змогла б внести значний вклад у поліпшення екологічної обстановки. Одночасно з їх створенням необхідно буде продовжувати вивчення альтернативного землеробства в різних ґрунтово-кліматичних зонах з метою вивчення перспектив його розвитку [15].
Реальним, на наш погляд, є обміркування можливості розробки інтегрованого землеробства, яке включало б усі кращі властивості альтернативних систем і в той же час допускало б у розумних межах застосування мінеральних добрив і пестицидів. Таке землеробство відповідало б, з одного боку, вимогам інтенсивного ведення рослинництва з використанням сучасних досягнень науки і техніки, з другого – завданням охорони навколишнього середовища і максимальній реутилізації усіх відходів сільськогосподарського виробництва.
2. Засоби поліпшення екологічних умов на полях
2.1 Методи виключення негативного впливу захисту рослин на біосферу
2.1.1 Агротехнічний метод захисту рослин
Агротехнічний метод – один із основних в екологічно орієнтованих системах захисту рослин у рільництві та овочівництві. Він раціонально поєднує вимоги захисту рослин і охорони навколишнього середовища.
Застосування методу ґрунтується на взаємовідносинах між рослинами, шкідливими організмами і навколишнім середовищем.
За допомогою агротехнічних заходів можна створити несприятливі умови для розвитку та розмноження шкідливих видів і сприятливі умови для розвитку культурних рослин та корисних видів – ентомофагів.
Більшість агротехнічних заходів мають профілактичний характер, запобігають розмноженню шкідників. Деякими прийомами можна безпосередньо знищити комах. Існує ряд прийомів, які поліпшують життєдіяльність природних корисних комах, чим сприяють їх активізації у знищенні шкідників. У цьому їх біоценотична роль [25].
У принципі кожен агротехнічний прийом має біоценотичне значення. Однак найбільше значення з точки зору захисту рослин мають: сівозміна, система обробітку ґрунту, система добрив, очищення і сортування насіння, строки і способи сівби, прийоми по догляду за посівами, боротьба з бур’янами, строки і способи збирання урожаю, просторова ізоляція та ін.
Сівозміна.
Правильне чергування культур забезпечує максимальне пригнічення усіх біотипів бур’янів, зниження згубності спеціалізованих видів шкідників і хвороб.
Особливо ефективна сівозміна для зниження монофагів (хлібна жужелиця, горохова зернівка, коренева бурякова попелиця, бурякова нематода, кореневі гнилі, сажка кукурудзи та інші).
Чергуванням культур можна запобігти нагромадженню на полях збудників хвороб, особливо тих, що уражують підземні частини рослини (кореневі гнилі тощо).
Обробіток ґрунту
. Відомо, що більше 90% видів шкідників певну частину свого життя проводять у ґрунті. При обробітку ґрунту умови життя їх різко змінюються. Своєчасний і високоякісний обробіток ґрунту сприяє також швидкому розкладанню післяжнивних решток та бур’янів разом із збудниками хвороб, що знаходяться на них.
Під час проведення оранки шкідливих комах, вигорнутих на поверхню ґрунту, знищують комахоїдні птахи, хижі жужелиці, яйця та личинки висихають або вимерзають. Під час обробітку руйнуються лялькові колиски та запасні коридорчики, зроблені гусеницями перед залялькуванням для виходу метеликів на поверхню ґрунту.
Це призводить до загибелі злакової попелиці, цикадок, злакових мух, сприяє зменшенню щільності мишовидних гризунів тощо.
Серед прийомів післяпосівного обробітку ґрунту має значення культивація міжрядь просапних культур, під час якої частина комах гине від механічних пошкоджень (дротяники, хлібні жуки та ін.), від вивертання личинок (капустяна і озима совки та ін.), знищення шкідників птахами.
Добрива.
За допомогою добрив можна значно зменшити або підвищити стійкість рослин до шкідливих організмів, посилити регенераційну здатність рослин. Добрива є токсичними для деяких шкідників і збудників хвороб.
Незбалансованість добрив по азоту є однією з причин підвищення щільності на озимій пшениці злакових попелиць і її ураженості кореневими гнилями та борошнистою росою; а кукурудзи – кореневими і стебловими гнилями; соняшнику – білою і сірою гнилями.
Фосфорно-калійні добрива підвищують стійкість рослин до багатьох хвороб: злакових – до іржі; цукрових буряків – до церкоспорозу.
Калійні добрива підвищують стійкість картоплі до вірусних хвороб [1].
Вапнування кислих ґрунтів зменшує кількість дротяників і не викликає загибелі їх ентомофагів – хижих жужелиць.
Підготовка насіння.
Очисткою і сортуванням насіння домагаються значного зменшення шкідників, які розвиваються усередині насіння (горохова зернівка, люцернова товстоніжка та ін.), а також ряду збудників хвороб (біла гниль соняшнику, хвороби насіння кукурудзи тощо).
Оптимальні строки проведення робіт.
Поліпшенню фітосанітарного стану посівів сприяє виконання основних робіт у кращі агротехнічні строки.
При проведенні досходового боронування посівів кукурудзи у фазі білої нитки бур’янів, їх знищується 90–95%, у фазі 1–2 листка – 65–75%; 3–5 листків і більше – тільки 15–20%.
Проведення першого міжрядного обробітку кукурудзи на 3 тижні пізніше супроводжується недобором більше 5 ц/га зерна цієї культури порівняно з оптимальним строком (фаза 5–6 листків).
Недотримання строків сівби озимої пшениці призводить до підвищення шкідливості злакових мух, цикадок, злакових попелиць, а також пов’язаних з ними вірусних хвороб; кукурудзи до збільшення загибелі сходів від ґрунтових шкідників і пліснявіння насіння, а також шведської мухи, озимої совки.
За ранніх строків сівби ярої пшениці та ячменю набагато зменшується пошкодженість посівів шведською мухою.
Стислі строки сівби проса знижують до мінімуму пошкодження просяним комариком.
Важливими у фітосанітарному відношенні є строки збирання урожаю.
При роздільному збиранні озимої пшениці у стислі строки багато личинок шкідливої черепашки не встигають закінчити розвиток і гинуть, а дорослі клопи, не закінчуючи живлення і тому не маючи достатнього запасу жирового тіла, масово гинуть взимку, ті ж клопи, що перезимують, відкладають наступного літа мало яєць.
Збільшення періоду збирання кукурудзи понад 30–35 днів підвищує втрати врожаю до 17–22% унаслідок вилягання рослин, пошкоджених кукурудзяним метеликом або стебловими і кореневими гнилями.
Знищення бур’янів.
Бур’яни сприяють посиленому розмноженню багатьох шкідників і розвитку хвороб. Прикладом можуть бути хрестоцвіті блішки, капустяна попелиця, злакові мухи, озима совка, лучний метелик.
Наприклад: озима совка часто масово розмножується на забур’янених парах, сходах падалиці гороху, засміченій кукурудзі на силос, після яких висівається озима пшениця; буряковий клоп, хрестоцвіті блішки добре розвиваються на диких хрестоцвітих, лободі та щириці; шведська муха розвивається на вівсюзі; гессенська муха – на пирію; просяний комарик – на плоскусі звичайній, мишію сизому, звідки переходить на посіви проса [20].
Часто бур’яни мають з культурними рослинам спільні хвороби і нерідко відіграють роль проміжних «господарів» збудників цих хвороб. Так, молочай є проміжним «господарем» іржі бобових, а жостер – бурої іржі пшениці.
Неухильним правилом при підготовці ґрунту під посів слабо конкурентних щодо бур’янів овочевих культур є його обробіток за типом напівпару.
Просторова ізоляція.
Різко знизити пошкодженість ряду культур шкідниками можна за допомогою просторової ізоляції їх від територій, де відбувається нагромадження і розмноження шкідливих організмів.
Прикладом може бути бурякова коренева попелиця та інші.
Застосування спеціальних агротехнічних прийомів. Водночас з наведеними загально агротехнічними методами зниження щільності і шкідливості шкідників, хвороб і бур’янів нині для багатьох шкідливих організмів розроблені спеціальні агротехнічні прийоми. Їх мета – підстрахувати слабкі у фітосанітарному відношенні ланки інтенсивних технологій.
Так, основним прийомом зменшення щільності зимуючих гусениць кукурудзяного метелика є своєчасне на низькому зрізі (8–10 см) збирання урожаю, при якому видаляється з поля до 80% шкідників, і подрібнення рослинних решток, якісне виконання якого дає можливість знищити до 92% гусениц.
Ранньовесняне рихлення багаторічних трав знищує до 80% зимуючих гусениць лучного метелик;
Введення культур-переривачів (вівса, ячменю або озимої пшениці) забезпечує біологічне очищення ґрунту від збудників хвороб кукурудзи. При цьому ураженість кукурудзи при беззмінних посівах у 1,5 рази нижча, ніж якщо ввести культурою-перевивачем – зернобобові культури.
2.1.2 Біологічний метод захисту рослин
Біологічний метод захисту рослин базується на використанні живих організмів, продуктів їх життєдіяльності та біологічно активних речовин, іншими словами, зоофагів, ентомопатогенних мікроорганізмів, гербіфагів, антибіотиків, феромонів, ювеноїдів, біологічно активних речовин, що регулюють розвиток та розмноження шкідливих організмів.
Спроби використання одних організмів для боротьби з іншими здійснювалися з давніх часів.
Понад тисячу років тому почали застосовувати мурашок для знищення шкідливих комах на цитрусових рослинах.
Була приручена дика кішка для боротьби з мишами та іншими гризунами, що шкодять запасам.
Ще у 1772 році для боротьби з червоною сараною на острові Маврикій успішно застосовували птицю майну, завезену з Індії. І.І. Мечников відкрив збудників грибкових і бактеріальних хвороб хлібного жука [21].
На початку минулого століття у результаті досліджень багатьох учених (Ф. Кеппен, І.А. Порчинський, Н.А. Холодковський та ін.) був накопичений великий матеріал по паразитизму і хижацтву серед комах і визначені шляхи використання ентомофагів у біологічному захисті рослин [1].
У 20-ті роки минулого століття були проведені роботи з використання фітофагів – для придушення кактуса опунції в Австралії, обмеження кроликів в Австралії за допомогою штучно викликаної вірусної епізоотії та ін.
На цей час створено мікробіологічні, інсектицидні і гербіцидні препарати, одержано антибіотики і біопрепарати для боротьби з хворобами рослин та ін.
Здійснювались програми щодо завезення паразитичних і хижих членистоногих для боротьби з каліфорнійською щитівкою, кров’яною попелицею, американським білим метеликом, павутинними кліщами та ін.
Серед практичних аспектів біометоду, що широко застосовувались у захисті рослин, слід відзначити комплекс робіт щодо трихограми, біологічного захисту рослин у захищеному ґрунті, синтезу біологічно активних речовин, створення мікробіопрепаратів.
Взагалі напрямки у біологічному захисті рослин можна звести у таку схему:
1. Використання природних ресурсів зоофагів.
2. Поповнення агробіоценозів корисними видами зоофагів, які там відсутні або щільність їх недостатня.
3. Застосування гормональних препаратів, зокрема ювеноїдів, та інших біологічно активних речовин, що порушують метаморфоз шкідливих видів.
4. Використання феромонів для порушення зв’язків між статями шкідників.
5. Застосування антифідантів, що порушують зв’язки шкідливих видів з кормовими рослинами.
6. Доцільно також виділити окремим пунктом застосування мікробіологічних препаратів як проти шкідників, так і проти збудників хвороб. Є ще окремий напрямок у захисті рослин – генетичний метод, при якому для скорочення щільності шкідників застосовується стерилізація комах чи інші методи, що порушують їх генетичну систему.
Потрібно ще додати про впровадження стійких сортів, що є також важливим елементом системи біологічного захисту рослин. Практично абсолютно стійких сортів майже немає, але відносно стійкі сорти відомі у кожного виду рослин. Впровадження їх має важливе господарське значення, бо вони значно менше пошкоджуються шкідниками та уражуються хворобами, тому виникає менша потреба в застосуванні спеціальних захисних заходів, менше забруднюється середовище залишками препаратів і т. п. Слід, правда, мати на увазі, що стійкість сорту до шкідників чи хвороб не є величиною незмінною. З часом стійкість сорту змінюється, точніше сказати, зменшується. Тому робота із виведення стійких сортів проводиться безперервно.
Важливу роль в оптимізації фітосанітарного стану посівів відіграють екологічно обґрунтовані методи збагачення агроценозів видами корисних організмів.
Це сезонна колонізація зоофагів; велика увага приділена зокрема сезонній колонізації трихограми; сезонна колонізація зоофагів та акарифагів у захищеному ґрунті (фітосейулюс, енкарзія, галиця афідиміза та ін.); інтродукція та акліматизація зоофагів для боротьби з карантинними видами шкідників; внутрішньоареальне переселення ентомофагів (шовкопрядного теленомуса, агеніаспіса та ін.) [19].
Пестициди універсальної біоцидної дії, широко застосовувані у сучасному захисті рослин, справляють істотний негативний вплив на біоценози. У зв’язку з цим одним з найважливіших шляхів збереження корисних організмів у різних природних угрупованнях живих організмів є жорстка регламентація й особлива тактика застосування пестицидів широкого спектра дії.
Особливості тактики застосування токсичних речовин, що забезпечують максимальне збереження корисних організмів, полягають у тому, що обробки сільськогосподарських і лісових культур практикують у строки, найменш небезпечні для паразитів і хижаків, проводять локальні обробки, використовують суміші хімічних речовин та інше.
Неабияке значення в підвищенні активності ентомофагів має кормова база.
Важливим є створення заповідників площею 1–2 гектари, де добре зберігаються корисні комахи, «постачають» їх на сусідні поля для запилення багаторічних трав і знищення шкідників.
Якщо під такі заповідники достатньо відвести 2 га на кожних 100 кв. км, то їх позитивний вплив стане помітним уже через кілька років.
Усі біопрепарати, які застосовуються тепер проти шкідників сільськогосподарських культур, за характером дії поділяються на три групи:
· перша – препарати типу ентобактерину (дендробацилін, БТБ, лепідоцид), до складу яких входять діючий початок – спори і токсини;
· друга – препарати типу боверину, створені на основі сапрофітних патогенів. До їх складу входять, в основному, спори збудника хвороби;
· третя – препарати, створені на основі облігатних паразитичних мікроорганізмів – вірусів, мікроспоридій (вірин ЕНШ, вірин КШ та ін.).
Застосування вірусів для захисту рослин дуже перспективне. Найбільш ефективні віруси ядерного поліедрозу, гранульозу та цитоплазматичного поліедрозу.
Вірусні препарати, які виробляють у нашій країні, називають віринами.
З них найпоширеніші такі:
Вірин-НШ. Норма витрати препарату 200 мл/га, строк очікування – 1 день (непарний шовкопряд).
Вірин-КШ. Норма витрати – 200 г./га або 2 х 1011 поліедрів/га. Один раз обприскують плодові дерева та лісосмуги у період вегетації проти гусениць 1–3 віків (кільчастий шовкопряд).
Вірин-ЕКС. Застосовується проти гусениць 1–3 віків способом дворазового обприскування капусти у період вегетації (з інтервалом 8–10 днів проти кожного покоління шкідника). Норма витрати – 0,1–0,15 л/га (капустяна совка).
Вірин-ОС. Застосовують проти гусениць озимої совки по дві обробки з інтервалом 8–10 днів проти кожного покоління шкідника. Норма витрати препарату 0,2–0,3 кг/га.
Вірин БС. Створений на основі ядерного поліедрозу бавовникової совки.
Вірин ГЯП. Створений на основі вірусу гранульозу яблуневої плодожерки. Норма витрати препарату 0,3 кг/га, робочої рідини 1000 л/га. Строк очікування – 1 день.
Вірин АБМ. Створений на основі вірусів ядерного поліедрозу та гранульозу американського білого метелика. Норма витрати препарату 100–150 мл/га. Насадження обробляють 2–3 рази в період вегетації з інтервалом 6–10 днів проти гусениць 2–3 віків.
Крім того, створені й проходять випробування препарати вірин ЯМ на основі вірусу ядерного поліедрозу яблуневої молі та вірин-діпріон на основі ядерного поліедрозу рудого соснового пильщика.
Добрі результати дає сумісне застосування мікробіологічних і хімічних препаратів, причому йдеться не про послідовні обробки ними, а використання сумішей мікробіопрепаратів із сублетальними дозами хімічних інсектицидів. Однак ця проблема вивчена недостатньо.
На польову ефективність біопрепаратів впливають такі фактори: опади, вітер, температура, сонячне освітлення, антимікробна реакція рослин, низька якість їх обробки. При цьому останній з вищезгаданих факторів має найбільше практичне значення. Тому при застосуванні біопрепаратів необхідно насамперед домагатися високої якості обробки рослин.
Для біологічної боротьби із збудниками хвороб рослин використовують мікроорганізми – антагоністи, гіперпаразити, антибіотики. Є кілька препаратів на основі гриба роду Trichoderma, розроблені різні форми препарату триходерміну. Один з них (триходермін-4) досліджують у боротьбі з хворобами рослин, що передаються через ґрунт: кореневими гнилями зернових, огірків у закритому ґрунті, ризоктоніозом картоплі, вілтом бавовнику. Препарат ефективний при дражируванні насіння при нормі 1–2 кг/ц, обпудрюванні – 0,5–1 кг/ц, при внесенні у ґрунт в теплицях, оранжереях – 4–5 кг/ц.
2.1.3 Селекційно-генетичний метод захисту рослин
Створення сортів і гібридів культурних рослин, стійких до комплексу шкідливих організмів, є одним з актуальних у оптимізації фітосанітарного стану посівів [2].
Прикладів успішного використання стійких сортів небагато, але вони є:
· панцирні сорти соняшнику (проти соняшникової вогнівки);
· тверді сорти пшениці (не пошкоджуються гессенською мухою);
· сорти пшениці, що не мають порожнини в середині соломини (проти хлібних пильщиків);
· прикладом стійких сортів і гібридів кукурудзи проти дротяників і шведської мухи є такі, в яких дуже розвинені зародкові корені. Така особливість будови сприяє швидкому росту рослин, а, отже, і підвищенню стійкості проти пошкоджень;
· більш стійкі проти шведської мухи сорти злаків із більшою енергією кущіння і швидким розвитком у фазі сходів;
· сорти вівса з дуже опущеним листям менше пошкоджуються листоїдом п’явицею;
· дрібнозерні сорти гороху менше пошкоджуються гороховим зерноїдом;
· червоноголові сорти капусти майже не пошкоджуються капустяними мухами, попелицями та капустяною совкою через підвищений вміст антоціану;
· бобова вогнівка майже не відкладає яйця на боби, вкриті густими волосками;
· сорти злакових стійкі проти іржі злаків;
· у районах поширення раку картоплі дозволяється садіння тільки ракостійких сортів.
Таким чином, використання стійких сортів – це звичайна складова інтегрованого захисту рослин, якою треба вміло користуватися. Для цього кожен сорт будь-якої культури повинен супроводжуватися обґрунтованою технологією його вирощування, особливо системою його захисту від шкідливих організмів з урахуванням рівня стійкості, щоб звести до мінімуму застосування пестицидів.
2.2 Меліорація земель як засіб підвищення родючості
ґрунту
2.2.1 Меліорація земель, загальне поняття
Закон України від 14.01.2000 №1389-XIV «Про меліорацію земель» визначає засади правового регулювання суспільних відносин, що виникають у процесі проведення меліорації земель, використання меліорованих земель і меліоративних систем, та повноваження органів виконавчої влади і органів місцевого самоврядування у сфері меліорації земель і спрямований на забезпечення екологічної безпеки меліоративних систем та захисту суспільних інтересів [5].
Відповідно до вищезазначеного закону меліорація земель – це комплекс гідротехнічних, культуртехнічних, хімічних, агротехнічних, агролісотехнічних, інших меліоративних заходів, що здійснюються з метою регулювання водного, теплового, повітряного і поживного режиму ґрунтів, збереження і підвищення їх родючості та формування екологічно збалансованої раціональної структури угідь.
Залежно від спрямування здійснюваних меліоративних заходів визначаються такі основні види меліорації земель: гідротехнічна, культуртехнічна, хімічна, агротехнічна, агролісотехнічна.
Гідротехнічна меліорація земель передбачає здійснення комплексу заходів, спрямованих на забезпечення поліпшення земель з несприятливим водним режимом (перезволожених, переосушених тощо), регулювання водного режиму шляхом створення спеціальних гідротехнічних споруд на схилових та інших землях з метою поліпшення водного і повітряного режиму ґрунтів та захисту їх від шкідливої дії води (затоплення, підтоплення, ерозія тощо).
Під час гідротехнічної меліорації земель здійснюються зрошувальні, осушувальні, осушувально-зволожувальні, протиповеневі, протипаводкові, протисольові, протиерозійні та інші меліоративні заходи.
Культуртехнічна меліорація земель передбачає проведення впорядкування поверхні землі та підготовку її до використання для сільськогосподарських потреб. З цією метою здійснюються такі заходи, як викорчування дерев і чагарників, розчищення від каміння, зрізування купин, вирівнювання поверхні, меліоративна оранка, залуження, влаштування тимчасової вибіркової мережі каналів.
Хімічна меліорація земель передбачає здійснення комплексу заходів, спрямованих на поліпшення фізико-хімічних і фізичних властивостей ґрунтів, їх хімічного складу.
Хімічна меліорація земель включає роботи з гіпсування, вапнування та фосфоритування ґрунтів.
Агротехнічна меліорація земель передбачає здійснення комплексу заходів, спрямованих на збільшення потужності та поліпшення агрофізичних властивостей кореневмісного шару ґрунтів. З цією метою здійснюються такі заходи, як плантажна оранка, глибоке меліоративне розпушення, щілювання, кротовий аераційний дренаж, піскування, глинування тощо.
Агролісотехнічна меліорація земель передбачає здійснення комплексу заходів, спрямованих на забезпечення докорінного поліпшення земель шляхом використання ґрунтозахисних, стокорегулюючих та інших властивостей захисних лісових насаджень. З цією метою формуються такі поліфункціональні лісомеліоративні системи, як [5]:
– площинні (протиерозійні) захисні лісонасадження, що забезпечують захист земель від ерозії, а водних об'єктів від виснаження та замулення шляхом заліснення ярів, балок, крутосхилів, пісків та інших деградованих земель, а також прибережних захисних смуг і водоохоронних зон річок та інших водойм;
– лінійні (полезахисні) лісонасадження, що забезпечують захист від вітрової і водної ерозії та поліпшення грунтово-кліматичних умов сільськогосподарських угідь шляхом створення полезахисних і стокорегулюючих лісосмуг.
2.2.2 Позитивні наслідки меліорації
Забезпечення здійснення державної політики у сфері меліорації земель, підвищує родючість ґрунтів, забезпечує [3, 7, 9]:
– раціональне використання земельних, водних, лісових та мінерально-сировинних ресурсів;
– захищає землі від деградації, вітрової і водної ерозії;
– охорону ґрунтів від виснаження, засолення, заболочення, насичення пестицидами, нітратами, радіоактивними та іншими шкідливими речовинами, погіршення інженерно-геологічних властивостей;
– охорону поверхневих і підземних вод від забруднення та виснаження;
– запобігання негативному впливу меліоративних заходів на рослинний і тваринний світ, рибні запаси;
– збереження природних ландшафтів, територій та об'єктів природно-заповідного фонду України, водно-болотних угідь міжнародного значення, інших територій, що підлягають особливій охороні.
Користувачі та власники меліорованих земель забезпечують:
– одержання високих урожаїв сільськогосподарських культур шляхом застосування науково обґрунтованих технологій вирощування високоврожайних, стійких до захворювань та шкідників, адаптованих до ґрунтово-кліматичних умов сортів і гібридів сільськогосподарських культур;
– збереження та відтворення родючості ґрунтів, біологічне різноманіття і екологічну рівновагу в навколишньому природному середовищі.
Користувачі та власники меліорованих земель включають щороку до книг історії полів дані про призначення, розміри та основні характеристики меліорованих ділянок, якісні показники ґрунту, а також відомості про ефективність використання цих ділянок – урожайність сільськогосподарських культур, способи обробітку ґрунту, періодичність і кількість внесення добрив, здійснені меліоративні та природоохоронні заходи. Користувачі та власники меліорованих земель несуть відповідальність за стан їх використання та моніторинг навколишнього природного середовища в зоні впливу меліоративної системи згідно із законодавством аж до припинення права власності чи користування меліорованими землями.
2.3 Мульчування як засіб поліпшення фізичних властивостей ґрунтів та ефективності дії мінерального живлення сільськогосподарських рослин
Мульчування є досить ефективним заходом підвищення основних агрономічних властивостей ґрунтів. За кордоном цей прийом рільництва досить розповсюджений. Для землеробства України мульчування є перспективним заходом збереження ґрунтової вологи та запобігання втрат ґрунту внаслідок ерозійних процесів [8]. Застосування рослинних решток для мульчування має також екологічний аспект. Водночас воно стає резервом хоча б часткового поповнення ґрунтових ресурсів, які використані рослинами на формування врожаю. Наукової оцінки мульчування на ґрунтах України немає і дослідження в цьому напрямку майже відсутні. Застосування соломи для мульчування ґрунту при вирощуванні злакових і кукурудзи ефективне у дозі 6–8 т/ га. Мульчування зменшує фізичне випаровування вологи з ґрунту у широкому інтервалі значень його зволоження. В умовах посухи непродуктивні втрати вологи зменшуються в 1,7, а при достатньому зволоженні – у 3 рази. Суттєвий позитивний вплив мульчування на режим вологи встановлено до глибини кореневмісного шару – 50 см. Мульчування також поліпшує інші показники (температурний режим, агрофізичний стан ґрунту, агрохімічні та біологічні значення). Мульчування за сучасних умов землеробства істотно підвищує ефективність дії мінеральних добрив, особливо в посушливих умовах вирощування.
За умов посухи та високої температури протягом тривалого періоду мульчування підвищує вміст продуктивної вологи в півметровому шарі ґрунту на 11–13 мм. Суттєво поліпшується ефективність використання рослинами поживних речовин, внаслідок цього зростає ефективність дії мінеральних добрив (азотних на 53–60%; фосфорних і калійних – на 20–23%). Урожайність сільськогосподарських, культур за таких екстремальних умов лише внаслідок мульчування підвищується на 20–25%. Економічний ефект від застосування мульчування становить 120 грн. Мульчування доцільне на ґрунтах у зоні недостатнього або нестабільного зволоження, переважно – при вирощувані зернових сільськогосподарських культур. Має перспективу впровадження мульчування і на зрошуваних площах, що дасть змогу значно зменшити поливні норми води.
2.4 Особливості вирощування польових культур на полях, забруднених радіонуклідами
На забруднених радіонуклідами територіях уже є певний досвід виробництва продукції з допустимим вмістом цезію і стронцію.
Одним з ефективних заходів зменшення вмісту цих елементів у продукції є підбір культур, які поглинають незначну кількість радіонуклідів, і культур, які, навпаки, засвоюють їх з ґрунту у великих кількостях. За дослідними даними, відносно мало поглинають важких металів зернові і багато – бобові (конюшина, люцерна, горох, квасоля та ін.). Тому зелену масу бобових трав слід згодовувати дуже обережно певним віковим групам тварин на відгодівлі і не можна її згодовувати дійним коровам, птиці [7].
Зерно злакових культур нагромаджує мало важких металів (0,2% маси врожаю). Тому на забруднених радіонуклідами територіях доцільно вирощувати передусім зернові культури і виробляти свинину, м'ясо птиці і яйця. Поголів'я великої рогатої худоби на відгодівлі тут потрібно зменшувати, молоко переробляти на масло, сир, сметану, оскільки при його переробці важкі метали залишаються в сироватці. М'ясо худоби і свиней використовують згідно з існуючими щодо цього спеціальними вказівками.
Деякі види коренеплодів і бульбоплодів менше акумулюють важких металів порівняно з іншими культурами. Наприклад, у картоплі вони залишаються в бадиллі. Топінамбур, за даними кафедри кормо виробництва Кам'янець-Подільського сільськогосподарського інституту сприяє виведенню радіонуклідів з організму, тому посіви його слід збільшувати, особливо на свино- і молочнотоварних фермах.
Зелену масу першого укосу з посівів багаторічних трав і на пасовищах краще не згодовувати тваринам, а виготовляти з неї сінаж, який потім давати відгодівельному молодняку (групи дорощування). Звичайно, крім цих заходів, треба проводити суворий радіаційний контроль як одержуваних кормів, так і продукції тваринництва.
Ефективним агротехнічним заходом є глибока ярусна і плантажна оранка, під час якої верхній шар ґрунту переміщується на 30 – 40 см вглиб, що зменшує концентрацію радіонуклідів в його орному шарі [26]. Однак цей захід ефективний у районах з глибоким гумусовим горизонтом та на сірих лісових ґрунтах Лісостепу. У поліських районах на опідзолених ґрунтах, де гумусовий горизонт незначний, а нижче залягають оксидні сполуки алюмінію і заліза, він недоцільний. Тут слід вносити вапно та підвищені норми гною для того, щоб зменшити шкідливу дію цезію і стронцію.
Для інактивації цезію треба збільшувати дози калійних добрив. Калій здатний витісняти цезій під час засвоєння елементів живлення кореневою системою. Аналогічну дію має кальцій вапна та гіпсу відносно стронцію. Такі загальнодоступні заходи дають змогу різко зменшувати вміст важких металів у зерні, кормах, технічній сировині [25].
Висновки
1. Рослинництво, як провідна галузь сільського господарства, повинне заощаджувати енергію і бути екологічно доцільним виробництвом. Цьому, як засвідчують дослідження і практика сучасного інтенсивного рослинництва, сприяють застосування переважно біологічних, агротехнічних прийомів вирощування культур (застосування органічних добрив, біологічної азотфіксації, широке використання асоціативної мікрофлори, правильний догляд за посівами, впровадження сортів польових культур, які мало уражуються хворобами та шкідниками, тощо).
2. В інтегрованій системі захисту рослин поряд з хімічними вже давно застосовують біологічні й агротехнічні методи боротьби з шкідниками і хворобами. В сучасному рослинництві вони повинні набрати набагато більшого поширення.
3. Експлуатація меліоративних систем повинна забезпечувати оптимальний водний та повітряний режим ґрунтів, створення умов для високоефективного та екологічно безпечного використання меліорованих земель.
4. Для ефективного захисту рослин у сівозміні важливо попередньо добре вивчити (прогнозувати) видовий склад ентомофагів, фітофагів, бактерій, грибів, насіння бур'янів за допомогою кваліфікованих спеціалістів – фітопатологів, ентомологів, мікробіологів, ботаніків. Це дасть змогу намітити реальні заходи захисту рослин, поліпшити навколишнє природне середовище, знизити до мінімуму застосування хімічних засобів боротьби з шкідниками, хворобами, бур'янами.
5. Стійке, екологічно нешкідливе сільське господарство має на меті не лише збереження бази сільськогосподарського виробництва для майбутніх поколінь людей.
Список використаних джерел
1. Агроекологія: Навч. посібник/ О.Ф. Смаглій, А.Т. Кардашов, П.В. Литвак та ін. – К.: Вища освіта, 2006. – 671 с.
2. Агроэкологические принципы земледелия: сб. науч. тр. / Под ред. И.П. Макарова, А.П. Щербакова. – М., 1993. – 264 с.
3. Баканина Ф.М. Агроэкология.-Нижний Новгород, 2002.
4. Бахтизин Н.Р., Миркин Б.М., Хазиев Ф.Х. Концепция развития сельского хозяйства Башкортостана // Вестник Российской академии сельскохозяйственных наук. 1993, -3.
5. Закон України від 14.01.2000 №1389-XIV «Про меліорацію земель».
6. Злобин Ю.А. Агрофитоценология. - Харьков, 1986.
7. Інженерна екологія: Підручник з теорії і практики сталого розвитку / В.А. Баженов, В.М. Ісаєнко, Ю.М. Саталкін та ін. – К.: Книжне видавництво НАУ, 2006. – 492 с. ISBN 966–598–283–4
8. Каррыев Б.Б., Алексеев С.В. Введение в агроэкологию. - Санкт-Петербург, «Крисмас+», 1999.
9. Кирюшин, В.И. Экологические основы земледелия / В.И. Кирюшин. – М, 1996. -367 с
10. Колесников Е.В. и др. Основы сельскохозяйственных знаний. - М., «Просвещение», 1979.
11. Кольцов, А.С. Сельскохозяйственная экология / А.С. Кольцов. – Ижевск, 1995. – 275 с.
12. Куценко, А.М. Охрана окружающей среды в сельском хозяйстве / А.М. Куценко, В.Н. Писаренко. – Киев, 1991. – 200 с.
13. Лосев А.П. Практикум по агрометеорологическому обеспечению растениеводства. Санкт-Петербург, Гидрометеоиздат, 1994. 244 с.
14. Миркин Б.М. Экология растительности сельскохозяйственных земель Башкирии. Уфа, 1990.