RUDECO Переподготовка кадров в сфере развития сельских территорий и экологии

Модуль № 7

Экологические проблемы, связанные с интенсивным сельскохозяйственным

производством (продукция животноводства и растениеводства)

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Омский государственный аграрный университет имени П.А.Столыпина»

159357-TEMPUS-1-2009-1-DE-TEMPUS-JPHES Проект финансируется при поддержке Европейской Комиссии. Содержание данной публика-ции/материала является предметом ответственности автора и не отражает точку зрения Евро-пейской Комиссии.

УДК 631 ББК 40.0 Э40 ISBN 978-5-906069-75-7

Экологические проблемы, связанные с интенсивным сельскохозяйственным производством (про-дукция животноводства и растениеводства) / Л.Я. Плотникова, О.П. Баженова, Г.В. Барайщук, Н.А. Рендов, Ю.С. Ларионов, С.В. Костарев, В.Н. Щерба; Серия обучающих пособий "RUDECO Пере-подготовка кадров в сфере развития сельских территорий и экологии“ М., 2012. – 166 с.

RUDECO Переподготовка кадров в сфере развития сельских территорий и экологии Национальный координатор проекта Центр устойчивого развития сельских территорий Российский государственный аграрный университет – МСХА имени К.А.Тимирязева, Россия Международный координатор проекта Центр Восточной Европы Университет Хойенхайм, Германия

Авторы

Л.Я. Плотникова О.П. Баженова Г.В. Барайщук Н.А. Рендов Ю.С. Ларионов С.В. Костарев В.Н. Щерба

Ответственный университет

Омский государственный аграрный университет имени П.А.Столыпина

Члены рабочей группы

Российский государственный аграрный университет – МСХА имени К.А.Тимирязева Министерство сельского хозяйства Российской Федерации Университет Хойенхайм (Германия)

Рецензенты

А.С. Матненко, доктор юридических наук, первый заместитель министра природных ресурсов и экологии Омской области Б.Б. Цыбиков, кандидат сельскохозяйственных наук, доцент, заведующий кафедрой общего зем-леделия Бурятской государственной сельскохозяйственной академии имени В.Р. Филиппова

Контакт

Эта книга или ее части могут быть воспроизведены в любой форме для учебных целей с предва-рительного разрешения. За дополнительной информацией обращайтесь: Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессиональ-ного образования «Омский государственный аграрный университет имени П.А.Столыпина» Казыдуб Нина Григорьевна. Email: omgau.int@mail.ru, тел./факс: 007 (3812) 65-10-72

Ноябрь 2012

3

Предисловие

Учебный модуль предназначен для повышения квалификации сотрудников государст-венных и частных структур, деятельность которых связана с экологией и сельским хозяйст-вом, а также для аспирантов, магистрантов и студентов, обучающихся по направлениям сельского хозяйства, экологии и природопользования. В пособие рассматриваются такие во-просы, как роль экологической безопасности в обеспечении устойчивого развития общества, экологические проблемы, возникающих при интенсивном сельскохозяйственном производ-стве, научно обоснованные подходы для решения экологических проблем.

Настоящий модуль был разработан в рамках проекта Tempus “Переподготовка кадров в сфере развитиясельских территорий и экологии”. При сотрудничестве одиннадцати рос-сийских высших учебных университетов, Министерства сельского хозяйства Российской Федерации, региональных администраций и других участников из партнеров государствен-ного и частного сектора России, а также европейских партнеров из Германии, Франции, Польши и Республикии Словакии, было разработано 12 модулей, охватывающие широкий спектр актуальных вопросов в сфере устойчивого развития сельских территорий. Были раз-работаны и апробированы в регионах следующие модули:

- Устойчивое развитие: терминология и теоретические основы (Вводный модуль 1, Российский государственный аграрный университет – МСХА им. К.А. Тимирязева)

- Устойчивое развитие сельских территорий: подходы к разработке региональных и муниципальных программ (Модуль 2, Российский государственный аграрный универ-ситет – МСХА им. К.А. Тимирязева)

- Экологическая маркировка и маркетинг экологической и региональной продукции сельских территорий (Модуль 3, Орловский государственный аграрный университет)

- Развитие сельского и экологического туризма (Модуль 4, Бурятская государственная сельскохозяйственная академия им. В.Р. Филиппова)

- Экологизация сельского хозяйства (Модуль 5, Ярославская государственная сельско-хозяйственная академия)

- Природоохранное регулирование и законодательство на сельских территориях (Мо-дуль 6, Ставропольский государственный аграрный университет)

- Экологические проблемы, связанные c интенсивным сельскохозяйственным произ-водством (растениеводство и животноводство) (Модуль 7, Омский государственный аграрный университет)

- Вовлечение населения в развитие сельских территорий (Модуль 8, Костромская го-сударственная сельскохозяйственная академия)

- Снижение уровня загрязнения сельских территорий сельскохозяйственными, про-мышленными и твердыми бытовыми отходами (Модуль 9, Новосибирский государст-венный аграрный университет)

- Устойчивое использование водных ресурсов на сельских территориях (Модуль 10, Самарская государственная сельскохозяйственная академия)

- Продовольственная безопасность и контроль качества продовольствия (Модуль 11, Московский государственный агроинженерный университет им. В.П. Горячкина.)

- Управление биологическими ресурсами сельских территорий (Модуль 12, Тамбов-ский государственный университет им. Г.Р. Державина)

4

Слушателям рекомендуется начать с изучения вводного модуля по терминологии и теоретическим основам устойчивого развития, который служит понятийной и методологи-ческой основой для вышеперечисленных тематических модулей. Для проведения тренингов по вышеперечисленным направлениям читалели могут связаться со всеми университетами-разработчиками.

5

Содержание Предисловие ..................................................................................................................................................3

Содержание ....................................................................................................................................................5

Список рисунков ...........................................................................................................................................7

Список таблиц................................................................................................................................................8

Введение.........................................................................................................................................................9

1 Концепция устойчивого развития сельских территорий........................................................10

1.1 Основы концепции устойчивого развития сельских территорий ..................................................10

1.2 Обзор концепций развития, учитывающих экологические факторы ............................................10

1.2.1 Ресурсная модель развития ............................................................................................................10

1.2.2 Теория биотической саморегуляции ...............................................................................................11

1.2.3 Устойчивое развитие........................................................................................................................13

1.2.4 Модель развития экономического общества..................................................................................14

1.2.5 «Зелёный рост» ................................................................................................................................15

1.3 Литература ........................................................................................................................................17

2 Экологические проблемы, связанные с интенсификацией сельского хозяйства .............18

2.1 Воздействие сельского хозяйства на биосферу ............................................................................18

2.2 Сокращение биоразнообразия ........................................................................................................41

2.2.1 Понятие и виды биоразнообразия ..................................................................................................41

2.2.2 Мировые центры высокого БР .........................................................................................................43

2.2.3 Экосистемные функции биоразнообразия .....................................................................................45

2.2.4 Цели управления природными системами .....................................................................................51

2.2.5 Состояние биоразнообразия в мире ...............................................................................................52

2.2.6 Биоразнообразие в сельском хозяйстве.........................................................................................56

2.2.7 Сохранение биоразнообразия – необходимое условие выживания человечества ...................60

2.3 Экологические проблемы сельских территорий России ...............................................................61

2.4 Литература ........................................................................................................................................65

3 Пути решения экологических проблем сельских территорий ..............................................67

3.1 Роль планирования использования земель и ландшафтного менеджмента в решении экологических задач сельских территорий .....................................................................................67

3.1.1 Планирование территории в развитых странах .............................................................................67

3.1.2 Планирование сельских территорий в России ..............................................................................71

3.2 Общие экологические мероприятия................................................................................................79

3.3 Экологизация земледелия ...............................................................................................................81

3.3.1 Восстановление (поддержание) плодородия почв ........................................................................81

3.3.2 Борьба с загрязнением почв и водных ресурсов удобрениями ....................................................82

3.3.3 Борьба с загрязнением среды пестицидами ..................................................................................84

3.3.4 Перспективы экологизации земледелия на примере Западной Сибири .....................................87

3.4 Биологическая защита растений как способ снижения загрязнения среды пестицидами и повышения биоразнообразия ..........................................................................................................92

6

3.4.1 Биологический метод контроля над вредителями и фитопатогенами − направление, гарантирующее стабильность окружающей среды........................................................................92

3.4.2 Специфические векторы и их применение .....................................................................................94

3.4.3 Бактериальные препараты против насекомых и грызунов............................................................95

3.4.4 Грибные препараты против насекомых ..........................................................................................96

3.4.5 Вирусные препараты против насекомых ........................................................................................98

3.4.6 Микроорганизмы − антагонисты и их метаболиты .........................................................................98

3.4.7 Препараты против нематод ...........................................................................................................100

3.4.8 Использование полезной энтомофауны ......................................................................................101

3.4.9 Интегрированный подход к регуляции численности вредителей в агроценозах и закрытом грунте ...............................................................................................................................................102

3.5 Селекция устойчивых к стрессам растений как перспектива снижения пестицидной нагрузки и повышения биоразнообразия культур ..........................................................................................105

3.5.1 Роль селекции в устойчивом развитии растениеводства ...........................................................105

3.5.2 Стрессовые факторы и адаптация к ним растений......................................................................106

3.5.3 Селекция растений на адаптивность к абиотическим факторам................................................110

3.5.4 Селекция растений на устойчивость к болезням и вредителям .................................................113

3.5.5 Генетическая инженерия растений и биобезопасность ..............................................................122

3.6 Экологическое семеноводство ......................................................................................................130

3.6.1 Семеноводство и семеноведение, их задачи в свете дальнейшего развития экологизации растениеводства .............................................................................................................................130

3.6.2 Экологическое семеноводство и оценка урожайных свойств семян -резерв повышения и стабилизации растениеводства.....................................................................................................132

3.7 Литература ......................................................................................................................................140

Глоссарий ...................................................................................................................................................149

Приложение: Обучающие материалы ...................................................................................................161

Партнеры RUDECO и контактная информация ...................................................................................162

7

Список рисунков Рис. 2.1 Главными виновниками деградации почв являются традиционные аграрные технологии 19

Рис. 2.2 Разрушение почв может происходить под воздействием различных причин......................20

Рис. 2.3 Основные причины и виды эрозии почв..................................................................................21

Рис. 2.4 Природные и антропогенные причины эрозии почв...............................................................21

Рис. 2.5 Карта глобальной эрозии почв.................................................................................................22

Рис. 2.6 Опустынивание – смерть ландшафта .....................................................................................23

Рис. 2.7 Глобальное наступление пустынь ...........................................................................................23

Рис. 2.8 Карта Сахеля.............................................................................................................................25

Рис. 2.9 Подверженность опустыниванию в Африке............................................................................25

Рис. 2.10 Одинокий корабль на берегу высохшего Аральского моря. ..................................................26

Рис. 2.11 Плотность почвы после однократного прохода трактора МТЗ 1221.....................................27

Рис. 2.12 Состав веществ почвы .............................................................................................................28

Рис. 2.13 Влияние гуминовых веществ на свойства почвы ...................................................................29

Рис. 2.14 Поведение пестицидов в природе ...........................................................................................30

Рис. 2.15 Загрязнение сельскохозяйственных земель России пестицидами.......................................30

Рис. 2.16 Пути поступления пестицидов в пищу.....................................................................................31

Рис. 2.17 Пестициды и здоровье человека .............................................................................................32

Рис. 2.18 Пути миграции пестицидов в растениях и животных .............................................................33

Рис. 2.19 Экологические последствия эвтрофирования........................................................................34

Рис. 2.20 Структура биоразнообразия.....................................................................................................42

Рис. 2.21 Схематическая карта биологического разнообразия суши мира (по В. Барлотту, В. Лауэру, А. Плаке. Erdkunde, V. 50, № 4, 1996)........................................................................44

Рис. 2.22 Экосистемные функции биоразнообразия..............................................................................45

Рис. 2.23 Взаимодействие человека и климатической системы ...........................................................47

Рис. 2.24 В России изменение климата более заметно зимой, чем летом (аномалии температуры воздуха зимой и летом 200 г. по сравнению с 1976-2006гг.,°C) ............................................48

Рис. 2.25 Изменение глобальной и континентальной температуры: сопоставление результатов моделирования и данных наблюдений ...................................................................................49

Рис. 2.26 Прогнозируемое отступление границы зоны вечной мерзлоты к северу к 2100 г. ..............50

Рис. 2.27 Площадь культивируемых систем, 2000 год...........................................................................54

Рис. 2.28 Индекс живой планеты в 1970–2000 гг. ...................................................................................55

Рис. 2.29 Индекс объема продукции сельского хозяйства в России,....................................................61

Рис. 3.1 Карты земли Баден-Вюртемберг (Германия): а – почвенные ресурсы; б – стоимость земли; в – распределение биологического разнообразия и коридоры между биотопами..68

Рис. 3.2 Реструктуризация и консолидация сельскохозяйственных территорий в земле Баден-Вюртемберг (Германия): а, в – план и вид территории до консолидации; б, г – после консолидации. ...........................................................................................................................70

Рис. 3.3 Структура и содержание территориального планирования в системе градостроительной документации ............................................................................................................................75

8

Рис. 3.4 Распределение вопросов планирования и организации рационального использования земель и их охраны между землеустроительной и градостроительной документацией [2].76

Рис. 3.5 Схема фитосанитарной оптимизации агроэкосистем ............................................................93

Рис. 3.6 Роль селекции в повышении средней урожайности основных сельскохозяйственных культур в мире (по данным Рива, 1987, цит. по Шаманин, 2002) ........................................106

Рис. 3.7 Средняя урожайность основных сельскохозяйственных культур в мире (Шпаар и др., 2002).........................................................................................................................................108

Рис. 3.8 Распределение потерь урожая основных сельскохозяйственных культур в результате действия абиотических и биотических факторов (Oerke et al., 1994). ................................108

Рис. 3.9 Генетический вклад отдельных сортов (w) в родословную сортов озимой пшеницы, возделывавшихся в регионах России и Украины в 1998 г. (Мартынов, Добротворская, 2001).........................................................................................................................................112

Рис. 3.10 Распространение вирусов желтой и слабой мозаики ячменя в Германии (Шпаар и др., 2002).........................................................................................................................................115

Рис. 3.11 Траектория распространения спор возбудителя бурой ржавчины пшеницы с воздушными массами с Ближнего Востока. Сравнительное количество осевших спор показано толщиной стрелки (Павлова, Михайлова, 1997)...................................................................120

Рис. 3.12 Мозаика сортов озимой пшеницы в Краснодарском крае , 2007г . (Аблова , 2008). ......................................................................................................................................121

Рис. 3.13 Создание генно-модифицированного растения хлопка с Bt-геном устойчивости к вредителям ..............................................................................................................................124

Рис. 3.14 Динамика площади посевов, занятых ГМ-культурами в мире, млн га ................................125

Рис. 3.15 Соотношение площадей, занятых ГМ-сортами сельскохозяйственных культур в мире, 2003 г., % .................................................................................................................................125

Рис. 3.16 Зависимость урожайности яровой пшеницы Эритроспермум 59 от степени развития органов проростков у первой репродукции по сравнению с 2 и 3 репродукциями. .........135

Рис. 3.17 Снятие стрессового воздействия гербицида адаптогеном Гуми-М. ...................................136

Список таблиц Таблица 3.1 Быстро прогрессирующие болезни сельскохозяйственных растений ...........................114

Таблица 3.2 Распространенность и вредоносность наиболее опасных болезней и вредителей сельскохозяйственных культур в РФ (Санин, 1997) ........................................................116

Таблица 3.3 Распределение субъектов России по % высева некондиционных семян яровых зерновых и зернобобовых в 1996 - 2005 гг. .....................................................................132

Таблица 3.4 Корреляционная зависимость показателей степени развития органов проростков и посевных свойств семян яровой пшеницы Эритроспермум 59 с урожайностью (1999-2001 гг.) ...............................................................................................................................134

Таблица 3.5 Влияние предпосевной обработки семян рострегулирующими препаратами Рифтал, Гуми-М на полевую всхожесть и продуктивность яровой пшеницы сорта Эритроспермум59 (2002-2004гг.) ......................................................................................137

9

Введение

Основной концепцией модуля является освещение экологических проблем, являю-щихся следствием интенсификации сельскохозяйственного производства, и подходов для решения этих проблем в регионе.

Цели и задачи

Основная цель модуля – формирование у целевой группы представления об экологи-ческих проблемах сельских территорий и способах улучшения экологической обстановки для устойчивого развития сельских территорий.

Задачи модуля: - познакомить слушателей с основами концепции устойчивого развития сельских тер-риторий и управления этим процессом;

- дать рекомендации и продемонстрировать механизмы привлечения населения к реа-лизации программ и проектов на различных этапах;

- познакомить их с правилами и основными методами участия. Требования к слушателям

Высшее образование по сельскохозяйственному или гуманитарному направлению. Знание основ концепции устойчивого развития сельских территорий. Желательно, чтобы слушатели имели опыт работы в государственных структурах или органах местного само-управления.

Во время работы слушатели:

- осознают интересы различных групп, заинтересованных в использовании земли, пой-мут ограничения для реализации экологических, экономических и социальных инте-ресов;

- узнают методы интеграции кратковременных индивидуальных и долговременных ин-тересов общества;

- представят мини-проекты по тематике модуля.

По окончании модуля слушатели смогут:

- определять экономические, экологические и социальные интересы для интенсифика-ции сельского хозяйства при сохранении качества окружающей среды;

- решать проблемы по тематике модуля с применением проектного метода; - развивать сельские территории и улучшать экологическую обстановку с учетом миро-вого опыта и современных технологий.

10

1 Концепция устойчивого развития сельских территорий

1.1 Основы концепции устойчивого развития сельских территорий

В 1992 году на Всемирной конференции, состоявшейся в Рио-де-Жанейро, сформули-рована концепция устойчивого развития, которая установила основную доктрину современ-ного природопользования, связав социальные, экономические и экологические проблемы. Вслед за форумом в Рио-де-Жанейро (1992), состоялись форумы в Йоханнесбурге (2002) и Копенгагене (2009). Актуальность вопросов, рассматриваемых на этих форумах, обу-словлена резким обострением глобальных экологических проблем: изменение климата, рас-тущий дефицит пресной воды, сокращение биоразнообразия и лесов, опустынивание и дру-гие. Обострение экологических проблем привело к осознанию и в теории, и на практике не-обходимости формирования нового типа развития в мире, выработки нового «зелёного» курса природопользования.

1.2 Обзор концепций развития, учитывающих экологические факторы

Исторически существует несколько предложений для решения экологической про-блемы, среди которых можно выделить ресурсную модель, биосферную модель и устойчивое развитие. В посление несколько лет появляется новая концепция, которая формулируется в качестве модернизированного варианта устойчивого развития, и называется «зелёный рост».

1.2.1 Ресурсная модель развития

Ресурсная модель рассматривает природу как ресурс, который может быть использо-ван для обеспечения сложившихся потребностей общества (1997, Капица С.П., Курдюмов С.П.). Построено уже несколько поколений ресурсных моделей и, в основном, они описыва-ют сценарии дальнейшего роста антропогенного воздействия к середине или концу двадцать первого столетия, когда произойдет истощение природных ресурсов в связи с увеличением народонаселения и развитием экономики. При этом стабилизация населения, согласно раз-ным сценариям развития, должна наступить на уровне от 12 до 14 млрд. человек (1998, Ка-пица С.П.).

В подобных сценариях предполагается, что в настоящее время окружающая среда ещё не находится в состоянии катастрофы и поэтому не предлагается решения уже существую-щих проблем, а фактически пролонгируется реализованная концепция жизни. Сторонники ресурсного подхода опираются на утверждение о том, что нет энергетического кризиса и де-фицита энергии, а есть громадные ресурсы, которые превышают потребляемые сейчас, и все проблемы возникают из-за того, что в настоящее время используются не все из возможных источников (1989, Скинер Б.). Отмечается, что не будет проблем с распространенными ме-таллами и большинством неметаллических ископаемых, т.к. их запасы значительны, а по-тенциальные ресурсы ещё больше. Однако использование других вариантов топлива и добы-чи большего количества ресурсов могут приводить к проблемам, которые надо решать, обес-печивая тем самым возможность существования будущих поколений.

Таким образом, ресурсный подход фактически основан на практическом опыте чело-века, которому представляется, что всё дело только в неправильном ведении хозяйства, в не-

11

обходимости обновления технологий и в ресурсосбережении. Но не существует никаких других технологий, кроме потребляющих ресурсы, и производящих отходы, а, следователь-но, невозможно ждать кардинального улучшения взаимоотношений современной цивилиза-ции с природой (1999, Костарев С.В.).

1.2.2 Теория биотической саморегуляции

Биосферная концепция основана на достаточно полно разработанной теории биотиче-ской саморегуляции (1995, Горшков В.Г.), в соответствии с ней эволюцию жизни на Земле осуществляют механизмы саморегуляции, в результате действия которых сформировалась биосфера, как единая система со своими законами функционирования. Выполнение этих за-конов гарантирует сохранность этой целостности, а её компоненты, в качестве которых вы-ступают живые организмы и окружающая среда, обязаны подчиняться действию этих сил. В случае изменения внешних условий на всех уровнях биосферы происходят адекватные реак-ции, которые позволяют обеспечить устойчивость, а если организмы или иные компоненты не выполняют условий сосуществования, то они заменяются более приемлемыми.

Для окружающей среды в теории биотической саморегуляции есть важная «поворот-ная точка» - величина допустимого возмущения окружающей среды. Теория позволяет не только определить величину порога допустимого воздействия и единицы его измерения, но и на основе данных наблюдений установить время, когда этот порог был превзойден. Наблю-даемые глобальные изменения в экологической обстановке однозначно указывают на то, что подобный порог уже превышен. Однако всё ещё считается, что если бы человечество верну-лось в пределы хозяйственной емкости биосферы, то экологические проблемы исчезли бы без дополнительного вмешательства людей в функционирование биосферы, т.к. прекрати-лись бы антропогенные изменения окружающей среды. Но для этого необходимо предпри-нять ряд мер, в особенности по стабилизации, а затем по сокращению населения планеты. Для стабилизации предлагается осуществить стратегию «одна семья - два ребёнка», для со-кращения - «одна семья - один ребёнок».

По разным причинам пока не удаётся перейти к глобальному сокращению населения, т.к. продолжается его совокупный рост. Однако биосферная концепция указывает другое решение, при котором человечеству отводится некоторое время для перехода к новому мыш-лению, включающему единство действий всех народов и государств в решении проблемы ликвидации экологической катастрофы и выживания человечества.

В настоящее время ещё существуют ненарушенные экосистемы, которые могут стать центрами восстановления того объёма естественных сообществ организмов, который необ-ходим для обеспечения устойчивости окружающей среды. Для этого подобные естественные участки надо сохранить, а затем перейти к расширению их площади. Сторонники биотиче-ской саморегуляции считают, что восстановление естественных сообществ это длительный процесс, но регулирующие возможности опорных участков могут быть восстановлены за приемлемое время (1997, Арский Ю.М.). Если будет принята стратегия сохранения и нара-щивания нетронутой части природы, то сокращение населения и снижение антропогенного воздействия может осуществиться в более поздний срок, а за этот период необходим и неиз-бежен отказ от проторенных путей цивилизации. Человек должен осознать себя частью био-сферы и ее основной составляющей - биоты, которая формирует окружающую среду, ощу-

12

тить огромную сложность этой саморегулирующейся системы, которую вряд ли человече-скому разуму удастся понять до конца, а тем более заменить технической системой. Человек не имеет права ощущать себя выше породившей его биоты, обеспечивающей ему питание и оптимальную для жизни окружающую среду, хотя у него и есть сейчас возможность оконча-тельно разрушить её. Разрушенная биота, без сомнения, регенерируется за длительный, но конечный период времени. Однако во время регенерации окружающая среда может оказать-ся в состоянии, непригодном для жизни крупных передвигающихся животных, а возможно и для существования многоклеточных. Следовательно, после регенерации в новой биосфере может не оказаться подходящих для этих организмов экологических ниш и такие организмы, включая человека, необратимо исчезнут с Земли. Считается, что невозможно и нецелесооб-разно передавать регулятивную функцию техническим средствам, а выход из кризиса видит-ся только в снижении антропогенного влияния на окружающую природу.

Таким образом, новая экологическая парадигма, основанная на теории биотической саморегуляции окружающей среды направляется на решение следующих задач:

- сохранение дикой природы,

- сохранение человечества на Земле,

- сохранение цивилизации,

- понимание смысла жизни,

- создание более справедливой социальной системы,

- переход от философии войны к философии мира и партнерства,

- переход к здоровому образу жизни,

- любовь и уважение к будущим поколениям.

Несомненно, что биосферная концепция, правильно определяя саморегулирующую способность биосферы, тем не менее, предлагает вернуться назад в историческом развитии, отказавшись от дальнейшего прогресса. Кроме того, понимая невозможность отказа от сущ-ности сложившейся активности человека, авторы концепции предлагают подождать, надеясь на спонтанное решение.

Между сторонниками ресурсной (антропоцентрической) и биосферной концепциями в конце двадцатого столетия шла интенсивная дискуссия (1998, 1999, ОНС). С одной стороны утверждалось, что «вовсе не живые организмы делают земной шар таким, каким мы его зна-ем, и эволюция земного шара происходит не за счёт биогенных, а за счет антропогенных процессов. Сегодня уже люди, а не животные и растения определяют ход эволюции Земли» (1999, Буровский А.М.). И «современные негативные явления в окружающей среде вполне естественны и соответствуют биосферной эволюции как стихийному процессу, а существен-ный вклад человечества в преобразование биосферных условий не дает оснований для про-тивопоставления человеческих сообществ иным формам жизни» (1999, Алексенко В.Л.). А, с другой стороны, «причина деградации и разрушения биосферы – человек и его стихийная деятельность, которая вошла в противоречие с окружающей средой, включающей всю ос-тальную жизнь» (1997, Арский Ю.М.).

13

Сторонники этих подходов употребляют термин стихийный, подчеркивая самоорга-низационное начало в эволюции, и в этом они солидарны. Только одни делают упор на само-организацию социальной системы, а другие – биосферы. Как нам представляется, есть иной путь, социально-экологический, который наряду с механизмом самоорганизации предлагает использовать управление.

Следовательно, необходим другой способ организации взаимодействия между обще-ством и природой, который будет включать кроме механизмов самоорганизации, обеспечи-вающих устойчивость отношений компонент-среда, механизмы управления, выполняющие организационные функции, что позволит осуществить переход от современных отношений человек-природа к устойчивому развитию.

1.2.3 Устойчивое развитие

Термин «устойчивое развитие» (УР) связывают с новой концепцией человеческой ци-вилизации, которая принята на конференции в Рио-де-Жанейро (1993, Повестка дня ХХ1 век). При этом, стратегия устойчивого развития должна строиться на базе ноосферологии и обеспечит цивилизованный переход человечества от неуправляемого стихийного развития в управляемое, гармоничное, стабильное (безопасное) во всех отношениях поступательное развитие при сохранении биосферы и ее устойчивости (1999, Урсул А.Д.). Сложность подоб-ного перехода в значительной степени определяется противоречием, возникающим между стремлением большинства людей удовлетворять постоянно возрастающие потребности и требованием их ограничения для обеспечения возможности существования следующих по-колений.

С точки зрения изменения отношений человек-природа, следует говорить об отказе от антропоцентрической концепции и признании ценности природы. Такое преобразование возможно в несколько этапов, причем на первом из них антропогенная нагрузка будет по инерции возрастать, на втором стабилизироваться и на третьем - начнет снижаться до преде-лов, приемлемых для сохранения устойчивости биосферы. Так должно быть, но произойти это может только при соответствующей организации системы управления природопользова-нием, которая обеспечит контролируемое и не выходящее за допустимые пределы преобра-зование способов взаимодействия общества и окружающей среды.

В России устойчивое развитие строится на базе ноосферной концепции, принятой Указом Президента РФ №440 от 1 апреля 1996 года. Исследованию концепции ноосферы по-священы многие работы современных отечественных ученых (1968, Трусов Ю.П., 1993, Ур-сул А.Д., 1998, Моисеев Н.Н.). А.Д.Урсул понимает ноосферу как качественно новое состоя-ние общества, представляющее собой будущую систему коэволюции общества и природы, в которой интеллект человека и человечества в целом достигнет высшего развития, восторже-ствуют принципы и идеалы гуманизма, и будет обеспечено как сохранение биосферы, так и безопасное во всех отношениях развитие общества. Таким образом, ноосфера - это сфера, в которой человек в наиболее полной мере сможет раскрыть свой творческий потенциал и спо-собности, и обеспечит биоразнообразие и дальнейшую естественную эволюцию биосферы, при этом подчеркивается синонимичность понятия ноосферы и устойчивого развития.

14

Осознание проблемы выживания ведет к устойчивому развитию, при переходе к кото-рому социум должен изменить взаимоотношения с природой, а приоритетными должны стать гуманитарные общечеловеческие ценности. Интегральный интеллект человечества в принципе может обеспечить переход от стихийного сползания в сторону глобальной катаст-рофы к управляемому, устойчивому и безопасному развитию, при этом имеет смысл гово-рить о ноосфере как о грядущем состоянии социоэкосистемы. Для России устойчивое разви-тие представляется как нормативный прогноз будущего развития человечества и в связи с этим, любые трансформации общества, государства, отраслей хозяйства должны определять-ся не только прошлым и настоящим, но и будущим.

Переход к устойчивому обществу требует тщательно сбалансированных дальних и ближних целей и акцента на достаточности, равенстве и качестве жизни, а не на объеме про-изводства. Он требует большего, чем технология, он требует еще и зрелости, мудрости, со-страдания, культуры. Достижение устойчивого развития общества не единовременное явле-ние, а процесс, в который каждое поколение будет вносить свой посильный вклад в зависи-мости от уровня культуры, науки, технологий, понимания своей причастности к истории.

1.2.4 Модель развития экономического общества

Проблема устойчивого развития является предметом изучения ученых и специали-стов, которые проводят исследования различных моделей развития общества с единственной целью - представить возможные пути достижения потенциальной емкости планеты. При этом утверждается, что именно экономическое общество является социально-ориентированным. (2000, Вопргосы философии) В отсутствии единой типологии мирового развития предлагаются категориальные ряды, отражающие возможное будущие цивилизации (1999, Иноземцев В.Л.): информационное, постиндустриальное (Д.Белл), посткапиталистиче-ское (П.Дракер), постэкономическое (В.Л.Иноземцев), постсовременное общество. Но во всех этих концепциях предусматривается, что изменения будут происходить в технико-экономической сфере (1999, Белл Д.), что можно связывать с изменением воздействия на ок-ружающую среду.

В продолжение доклада Римскому клубу «Пределы роста» (1994, МедоузД.Х.) его ав-торы приводят доказательства того, что при сохранении пагубных тенденций разрушения природных систем и игнорировании законов устойчивого развития глобальная катастрофа на Земле неизбежна. Вместе с тем, используя методы системной динамики, математического моделирования, показано, что переход к устойчивому обществу еще возможен, но для этого необходимо принять комплекс мер в области защиты окружающей среды, экономики, соци-альной психологии и т.д. Эти выводы делаются на основе модели, в которую заложены усло-вия, обусловливающие устойчивую тенденцию системы к выходу за пределы и к коллапсу:

- Рост - черта, органически присущая человеческой системе ценностей; рост численно-сти населения и экономики, если он происходит, имеет экспоненциальный характер.

- Пределы имеются у источников материалов и энергии, которые поддерживают чело-вечество и экономику, и у стоков, которые поглощают отходы, образующиеся в ре-зультате человеческой деятельности.

15

- Увеличивающееся население и растущая экономика получают искаженные и запазды-вающие сигналы о пределах. Ответы на эти сигналы также запаздывают.

Если это действительно возможные причины выхода за пределы и коллапса, они од-новременно являются ключом для изменения поведения системы, т.е. для того чтобы изме-нить систему, сделать ее управляемой и устойчивой, в ней должны быть изменены эти струк-турные характеристики за счет ряда технологических приемов.

- Потребление энергии и материалов может быть уменьшено за счёт повышения эф-фективности их использования.

- Пределы могут быть расширены благодаря новым технологиям.

- Сигналы могут быть усовершенствованы, а реакция на них ускорена; обществу следу-ет смотреть вперёд при оценке стоимости и преимуществ сегодняшнего выбора.

- Разрушение можно предотвратить и обратить вспять.

- Рост численности населения и капитала можно замедлить и остановить.

Футурологические представления авторов об устойчивом обществе, в котором хоте-лось бы жить, связаны с реализацией идеальных установок современного общества, причем новые методологические положения в них практически отсутствуют.

Развивая концепцию устойчивого постиндустриального общества, основанного на технологических достижениях современных развитых стран, предлагаются варианты суще-ственного увеличения производительности природных ресурсов. Например, фактор «четыре» позволит увеличить производительность ресурсов в четыре раза, т.е. можно жить в два раза лучше и тратить в два раза меньше (1999, Вайкзеккер Э). Это называется новым направлени-ем прогресса, и вместо повышения производительности труда, предлагается повышение про-изводительности ресурсов. В качестве главного лекарства от экологических проблем видится точная наука, хорошая экономика и здравый смысл, что позволит избавиться от бессмыслен-ного расходования средств.

Однако нам представляется, что проблема не только и не столько в несовершенстве технологии, а в парадигме современной экономической цивилизации, стремящейся к макси-мальному извлечению прибыли. Авторами концепции «фактор четыре» предлагается бо-роться со следствием, а не с причиной. Например, усовершенствовать автомобиль с целью понижения выбросов, даже предлагается "радикальное" средство - сконструировать заново автомобиль. Но более радикальное средство - отказ от автомобиля, считается регрессом.

1.2.5 «Зелёный рост»

Начиная с 2008 года, термин «зеленый рост» (green growth) активно используется в документах и входит в терминологию международных организаций в качестве ключевого термина для дальнейшего развития человечества и отдельных стран, особенно комплексно он рассматривается в документах ОЭСР (2009, Declaration on Green Growth. OECD) и специ-альных структур ООН (2009, UN). Основы нового курса изложены в инициативе Програм-мы ООН по охране окружающей среды (2008, UNEP). Наряду с понятием зелёный рост, в

16

международных документах также широко используются термины «зелёная экономика» (green economy), «зелёная промышленность» (green industry), «зелёные рынки» (green markets), «зелёная занятость» (green jobs) и другие термины с прилагательным «зелёный». О необходимости перехода к новому типу развития говорят и в России. На совещании по во-просам изменения климата Президент РФ Д.А. Медведев подчеркнул необходимость зелёно-го роста, «который сейчас является приоритетом практически для технологической политики всех стран, он и должен быть обеспечен при помощи такого рода решений, а эти решения должны приниматься правительствами и, соответственно, нашим Правительством, но опи-раться должны на позицию бизнеса» (2010, Медведев Д.А.) (18 февраля 2010 г.).

В трактовке зелёного роста можно выделить два подхода: широкий и узкий. В рамках широкого подхода рассматривается необходимость экологизации (перехода к устойчивости) фактически всей экономики и всего социально-экономического развития. Второй подход подразумевает более узкие секторальные границы: развитие только тех отраслей и видов деятельности, которые непосредственно связаны с экологизацией экономики и развитием зеленых рынков на глобальном и национальном уровнях.

Для зеленого роста характерны следующие черты (2010, Бобылёв С.Н.):

- технологическая модернизация, ведущая кустойчивому использованию природных ресурсов и уменьшению загрязнения окружающей среды;

- зелёные (экологические) инновации;

- переход к низкоуглеродной экономике, уменьшение углеродной зависимости, что по-зволит уменьшить выбросы парниковых газов и успешнее бороться с глобальным изменением климата;

- создание зеленых рабочих мест (прежде всего в энергетике, на транспорте, в базовых отраслях, в деятельности по рециклированию);

- развитие рыночных механизмов, усиление роли экологических (зелёных) стимулов и налогов;

- институциональные изменения и поддержка;

- поддержка развития знаний (экономика знаний) и экологического образования;

- обеспечение экологической устойчивости экономики в целом и т.д.

17

1.3 Литература

Капица С.П., Курдюмов С.П., Малинецкий Г.Г. Синергетика и прогнозы будущего. - М., 1997. - 285 с.

Капица С.П. Главная проблема человечества // Вестник Российской академии наук. – М., 1998. – Т. 68. – № 3. – С. 234 – 241

Скиннер Б. Хватит ли человечеству земных ресурсов? - М., 1989. – С. 108

Костарев С.В. Самоорганизация и управление природопользованием. – Омск, 1999.

Горшков В.Г. Физические и биологические основы устойчивости жизни. - М., 1995. - 470 с.; Арский Ю.М. и др. Экологические проблемы: что происходит, кто виноват и что делать? – М., 1997. – 332 с.

Арский Ю.М. и др. Экологические проблемы: что происходит, кто виноват и что делать? - М., 1997. - С.284.

журнал ОНС: 1997 № 5, 1998 № 3, 1999 № 3 и др.

Буровский А.М. Человек из биосферы // ОНС. – М., 1999. – № 3. – С. 148

Алексенко В.Л. Новейшие теории биотической устойчивости как отражение кризиса мировоззрения // ОНС. – М., 1999. – № 3. – С. 167

Арский Ю.М. и др. Экологические проблемы: что происходит, кто виноват и что делать? – М., 1997. – С. 266

Повестка дня на 21 век и другие документы конференции в Рио-де-Жанейро в популярном изложе-нии. - Центр за наше общее будущее, 1993. – 70 с.

Урсул А.Д. Переход России к Устойчивому развитию. – М., 1998. – 500 с.; Ващекин Н.П., Лось В.А., Урсул А.Д. Цивилизация и Россия на пути к устойчивому развитию: проблемы и перспективы. - М., 1999. - 357 с.

Трусов Ю.П. Понятие о ноосфере // Природа и общество. – М., 1968. – С. 28-47; Урсул А.Д. Путь в ноосферу: Концепция выживания и устойчивого развития человечества. - М., 1993. - 275 с.; Мои-сеев Н.Н. Расставание с простотой. - М., 1998. - 480 с. и др.

Трансформации в современной цивилизации: постиндустриальное и постэкономическое общество (материалы “круглого стола”) // Вопр. философии. – М., 2000. – № 1. – С. 3–31

Белл Д. Грядущее постиндустриальное общество. Опыт социального прогнозирования. – М., 1999. – С. CXLIV

Медоуз Д. Х., Медоуз Д. Л., Йорген Рандерс Й. За пределами роста. Предотвратить глобальную ката-строфу. Обеспечить устойчивое будущее. - М., 1994. - 304 с.

Вайзеккер Э. фон, Ловинс Э.Б., Ловинс Л.Х. Фактор "четыре". В два раза больше богатства из полови-ны ресурсов // Новая постиндустриальная волна на Западе. Антология. - М., 1999. - С. 600 – 629 с.

Declaration on Green Growth. OECD, 25 June 2009; Green Growth: Overcoming the Crisis and Beyond. OECD, 2009; Sustainable Development and Eco-innovation: Towards a Green Economy. OECD Policy Brief, June 2009.

Promotion of Green Industry for Green Growth. UN ESCAP. Background Paper. August 2009.

http://www.kremlin.ru/transcripts/6914

Устойчивое природопользование: постановка проблемы и региональный опыт // Под ред. В.М.Захарова. – М., 2010. - С. 8

18

2 Экологические проблемы, связанные с интенсифика-цией сельского хозяйства

2.1 Воздействие сельского хозяйства на биосферу

Интенсивность антропогенного воздействия на биосферу зависит в первую очередь от численности населения. По некоторым данным 2 тыс. лет назад население Земли составляло примерно 250 млн. Эта величина удвоилась на рубеже XVI–XVII столетий. Следующее уд-воение населения потребовало около двух столетий, последующее произошло приблизитель-но за 100 лет, в то время как последнее заняло лишь 39 лет. В начале XXI в. численность на-селения на нашей планете достигла 6,3 млрд человек, к 2050 г. согласно прогнозам ООН, она может достичь 8,9 млрд человек. Прирост населения на Земле идёт в основном за счёт высо-кой рождаемости в развивающихся странах, где на одну женщину приходится по 3,1 ребёнка, в то время как в развитых странах этот показатель составляет 1,57, что ниже порога замеще-ния, равного 2,1 ребёнка на одну женщину.

Обеспечение постоянно растущего населения Земли продуктами питания – важней-шая задача нашего времени. Рост населения планеты вызывает необходимость в росте про-изводства продуктов питания, но это ведет к усилению антропогенного влияния на естест-венные экосистемы. Согласно данным британского «Нового экономического фонда» и аме-риканской «Сети глобального следа», биосфере потребуется 15 месяцев для восстановления всего потреблённого человечеством в 2006 г. "Мы прожигаем гораздо больше того, что мо-жем себе позволить в экологическом плане, и, залезая в экологические долги, совершаем две ошибки, – пишет в опубликованном на сайте ВВС в октябре 2006 г. докладе один из директо-ров Нового экономического фонда Э.Симмс. Во-первых, миллионы людей на Земле, которые и так не имеют в своём пользовании достаточно земли, продовольствия и чистой воды, ли-шаются возможности удовлетворять свои потребности. Во-вторых, мы подвергаем риску ме-ханизмы жизнеобеспечения нашей планеты".

В распоряжении мирового сельского хозяйства сейчас находится 1,5 млрд га, резервы неосвоенных труднодоступных и малоценных земель составляют 1,3 млрд га. За всю исто-рию цивилизации по вине человека потеряно 2 млрд га, а за последние 50 лет темпы ежегод-ных потерь почвы в 30 раз превысили средние исторические и достигли почти 20 млн га. За-пасы почвенных ресурсов тают гораздо быстрее, чем полярные ледники, однако это остается почти незамеченным мировой общественностью. Через 50 лет по прогнозам ожидается уд-воение численности человечества, что потребует удвоения производства пищи, то есть, уд-воения или урожайности, или – посевной площади. Но учитывая современные темпы потери почвенных ресурсов, за 50 лет мы можем потерять 1 млрд га из имеющихся 1,5 млрд, а ком-пенсировать эти огромные потери за счет повышения урожайности – нереально.

Таким образом, потери земельных угодий постоянно увеличиваются, особенно чувст-вительными к антропогенному давлению оказались наиболее хрупкие экосистемы жарких, засушливых, полузасушливых регионов и холодных территорий в зоне тундры и лесотундры, а также части высокогорных районов с коротким вегетационным периодом. Наиболее бога-тое почвенными ресурсами Среднерусское Черноземье также характеризуется неуклонным сокращением площади пашни. Распаханность его территории достигла 66%, тогда как в це-

19

лом по России – 10,2%. Обеспеченность пашней на душу населения составляет 1,42 га. Это высокая землеобеспеченность по сравнению с мировым уровнем, но она неизбежно сокра-щается за счет отчуждения почв, деградации их вследствие неразумной деятельности чело-века, роста численности населения. Резервы расширения пашни исчерпаны. Земельные ре-сурсы в областях Черноземного центра – Белгородской, Воронежской, Курской, Липецкой и Тамбовской – составляют 16,8 млн. га, из них земли Гослесфонда, городские, промышленно-сти, транспорта и другого несельскохозяйственного назначения занимают 11,6% этой пло-щади, сельскохозяйственные земли – 88,4%.

Главными виновниками деградации почв являются традиционные аграрные техноло-гии (рис. 2.1.).

Рис. 2.1 Главными виновниками деградации почв являются традиционные аграрные тех-нологии

В локальном масштабе этот ущерб почти незаметен, но в глобальном масштабе – не-опровержим. Поэтому сейчас потеря почвенных ресурсов стала реальной угрозой экологиче-ской безопасности. Почти 23% всех пригодных для использования земель в мире подвержено разрушению, которое ведёт к снижению их продуктивности. В условиях полуаридного и аридного климата резко интенсифицируется опустынивание. Под угрозой находятся 3,6 млрд га, то есть 70% потенциально продуктивных земель засушливой зоны. Проблема опу-стынивания затрагивает интересы более 80 стран, на подверженных опустыниванию терри-ториях проживают свыше 600 млн. человек.

Почва – один из важнейших компонентов окружающей среды. Все основные ее эко-логические функции замыкаются на одном обобщающем показателе – почвенном плодоро-дии. Отчуждая с полей основной (зерно, корнеплоды, овощи и др.) и побочный урожай (со-лома, листья, ботва и др.), человек размыкает частично или полностью биологический круго-ворот веществ, нарушает способность почвы к саморегуляции и снижает ее плодородие. Да-же частичная потеря гумуса и, как следствие, снижение плодородия, не дает почве возмож-ность выполнять в полной мере свои экологические функции, и она начинает деградировать, т. е. ухудшать свои свойства (Агроэкология, 2000). К деградации почв ведут и другие причи-ны, в основном антропогенного характера (рис. 2.2.).

20

Рис. 2.2 Разрушение почв может происходить под воздействием различных причин

Почвенный углерод – это важный компонент глобального углеродного цикла и управ-ление им может значительно повлиять на концентрацию СО2 в атмосфере. При превращении лесов в сельскохозяйственные земли содержание почвенного углерода резко изменяется. Превращение лесов в культивируемые земли приводит к потерям в среднем 30% почвенного углерода. Превращение лесов в поля обычно приводит к потере почвенного углерода, хотя величина изменения может быть завышенной во многих исследованиях. В противополож-ность этому, превращение лесов в некультивируемые земли обычно не приводит к потере почвенного углерода, хотя в некоторых местах может теряться или накапливаться углерод в зависимости от специфических обстоятельств, таких как использование удобрений или уда-ление растительных остатков (Murty et all., 2002).

В наибольшей степени деградируют почвы агроэкосистем. Причина неустойчивого состояния агроэкосистем обусловлена их упрощенным фитоценозом, который не обеспечи-вает оптимальную саморегуляцию, постоянство структуры и продуктивности. И если у при-родных экосистем биологическая продуктивность обеспечивается действием естественных законов природы, то выход урожая в агроэкосистемах всецело зависит от человека, уровня его агрономических знаний, технической оснащенности, социально-экономических условий и т.д. Защита почв – неотложная проблема многих государств и регионов мира.

Основные экологические проблемы, связанные с интенсификацией сельского хозяй-ства, заключаются в следующем:

- - отчуждение почвы, то есть перевод сельскохозяйственных земель под промышлен-ную и жилую застройку;

- - эрозия и дефляция почвы;

- - загрязнение почвенного покрова пестицидами;

- - чрезмерное уплотнение тяжелыми механизмами в процессе обработки почвы;

21

- - негативное влияние монокультур;

- - угрозы для водоносных слоев почвы и поверхностных источников;

- - уязвимость растений для болезней и вредителей;

- - снижение биоразнообразия;

- - снижение качества ландшафтов, негативно влияющее на отдых и агротуризм.

Эти негативные процессы приводят к потере потенциала продуктивности сельскохо-зяйственных земель во многих странах мира, в том числе и России. Рассмотрим основные причины возникновения указанных проблем и пути их решения.

Эрозия почвы – процесс разрушения почвенного покрова и сноса его частиц потока-ми воды или ветром. В естественных условиях эрозия почвы происходит постоянно, но, как правило, не принимает угрожающих размеров. В результате хозяйственного воздействия эрозия почвы может резко усилиться и привести к значительному снижению плодородия почв. Главная причина развития эрозии – неправильное использование земельной террито-рии человеком, особенно там, где природные условия предрасположены к проявлению эро-зионных процессов. Поэтому принято различать социально – экономические и природные условия развития эрозии (рис. 2.3, 2.4,2.5).

Рис. 2.3 Основные причины и виды эрозии почв

Рис. 2.4 Природные и антропогенные причины эрозии почв

22

Эрозия почвы наносит огромный ущерб сельскому хозяйству. Особо опасные размеры она приняла в США (Nordstrom, Hotta, 2004) и Канаде, где длительное время практиковалось использование земли «на истощение», а также в странах Средиземноморья, Ближнего Восто-ка, в Индии, Пакистане, Китае, Южной Африке и Австралии (рис. 2. 4). 40% пахотных зе-мель в мире подвержены эрозии.

Рис. 2.5 Карта глобальной эрозии почв

Водная эрозия – разрушение и смыв почвы под действием водных потоков, она при-чиняет наибольший ущерб почвенным ресурсам. Общая площадь смытых земель превышает 3,3 млн. га и в ближайшее время она может удвоиться за счет развития смыва на потенци-ально опасных в эрозионном отношении почвах Центрально-черноземных областей России.

Экологический ущерб от водной эрозии огромен. Вода, стекая, образует промоины и овраги, вымывает из земли органические и минеральные вещества. Это приводит к потере плодородия почвы, образованию оврагов, в которых невозможна никакая сельскохозяйст-венная деятельность. В России водной эрозии подвержены Центрально-чернозёмные облас-ти, Поволжье, Дон, Северный Кавказ, в горные районы Закавказья.

Ветровая эрозия (дефляция) почв – выдувание и перенос мельчайших почвенных частиц ветром. Наиболее сильные и продолжительные ветра перерастают в пыльные (чер-ные) бури. За несколько дней они способны полностью снести верхний плодородный слой почвы мощностью до 30 см. Пыльные бури загрязняют водоемы, атмосферу, негативно влияют на человеческое здоровье. Ветровая эрозия угрожает Южной Сибири, Заволжью, проявляется чаще на почвах лёгкого гранулометрического состава. Сейчас самым большим источником пыли являются высохшие земли Аральского моря.

Отчуждение почв. Почвенный покров агроэкосистем необратимо нарушается при от-чуждении земель для нужд несельскохозяйственного пользования: строительства промыш-ленных объектов, городов, поселков, для прокладки дорог, трубопроводов, линий связи, при открытой разработке месторождений полезных ископаемых и т. д. По данным ООН, в мире

23

только при строительстве городов и дорог ежегодно безвозвратно теряется более 300 тыс. га пахотных земель. Конечно, эти потери в связи с развитием цивилизации неизбежны, однако они должны быть сокращены до минимума. Сократить ущерб при отчуждении почв можно с помощью экономических рычагов, для этого необходимо включить в стоимость землеотвода плодородных почв утраченную выгоду как минимум за 100 лет. В противовес этому стои-мость отвода неплодородных земель должна быть минимальной или вообще бесплатной.

Опустынивание. Одним из глобальных проявлений деградации почв, да и всей окру-жающей среды в целом, является опустынивание – процесс необратимого изменения почвы и растительности и снижения биологической продуктивности, который может привести к пол-ному разрушению биосферного потенциала и превращению территории в пустыню (рис. 2.6).

На сегодняшний день 2,1 миллиарда человек или примерно 40% населения мира про-живают в пустынных или засушливых районах. 90% этого населения – жители развиваю-щихся государств. Опустыниванием затронуто 3,6 миллиарда гектаров земли во всем мире – 25% суши. На сегодняшний день риску деградации подвержены земли в 110 странах. Еже-годно в результате опустынивания теряется 12 миллионов гектаров земли – территория по площади равная Болгарии (рис. 2.7).

Рис. 2.6 Опустынивание – смерть ландшафта

Рис. 2.7 Глобальное наступление пустынь

Причины и основные факторы опустынивания различны. Как правило, к опустынива-нию приводит сочетание нескольких факторов, совместное действие которых резко ухудша-ет экологическую ситуацию. Засуха может вызывать опустынивание, но главной причиной, как правило, является человеческая деятельность – чрезмерная обработка пахотных земель, перевыпас скота, обезлесение и плохая ирригация. На территории, подверженной опустыни-

24

ванию, ухудшаются физические свойства почв, гибнет растительность, засоляются грунто-вые воды, резко падает биологическая продуктивность, а следовательно, подрывается и спо-собность экосистем восстанавливаться. «И если эрозию можно назвать недугом ландшафта, то опустынивание – это его смерть» (Доклад ФАО ООН). В докладе ЮНЕП подчеркивается, что опустынивание – это результат длительного исторического процесса, в ходе которого неблагоприятные явления природы и деятельность человека, усиливая друг друга, приводят к изменению характеристик природной среды.

Решению этой проблемы посвящен договор Организации Объединенных Наций – Конвенция по борьбе с опустыниванием в тех странах, которые испытывают серьезную засу-ху и/или опустынивание, особенно в Африке (1994 год). Договор, который подписали 186 стран, служит основой всей деятельности по борьбе с опустыниванием. Главное внимание в нем уделяется улучшению плодородия и восстановлению почв, а также охране и рациональ-ному использованию земель и водных ресурсов. В нем подчеркивается значение участия на-селения и создания благоприятной окружающей среды для местных жителей, которая помо-гает им бороться с истощением почвы. 16 августа 2010 г. в Бразилии ООН объявила о начале Десятилетия, посвященного пустыням и борьбе с опустыниванием. В период с 2010 по 2020 год будут активизированы меры по повышению информированности общественности о не-обходимости защитить земли от деградации и улучшить качество засушливых территорий, на которых проживает треть населения мира. Жители таких районов сталкиваются с серьез-ными экономическими и экологическими угрозами. «Начиная Международное десятилетие пустынь и борьбы с опустыниванием, давайте пообещаем укрепить наши усилия по защите земель, необходимых для достижения Целей развития Тысячелетия и обеспечения благопо-лучия людей», — призвал Генеральный секретарь ООН.

Помощь в борьбе с опустыниванием оказывают различные учреждения ООН. ПРООН финансирует меры по борьбе с опустыниванием через расположенный в Кении (Найроби) Центр по освоению засушливых земель, который помогает в выработке политических мер, предоставляет технические рекомендации, поддерживает программы по контролю за опус-тыниванием и использованием засушливых земель. Специальная программа Международно-го фонда сельскохозяйственного развития (МФСР) направила 400 млн долл. США и еще 350 млн долл. в порядке совместного финансирования на проекты в 25 странах Африки, которым угрожает опустынивание. Аналогичным образом Всемирный банк организует и финансирует программы, направленные на защиту неустойчивых засушливых земель и повышение их сельскохозяйственной продуктивности на стабильной основе, а ФАО содействует устойчи-вому развитию сельского хозяйства, предоставляя широкую практическую помощь прави-тельствам. ЮНЕП поддерживает региональные программы действий, оценки данных, укреп-ления потенциала и информирования населения об этой проблеме.

Особенно опасное положение сложилось в Африке в зоне Сахеля (Сенегал, Нигерия, Буркина Фасо, Мали и др.) – переходной биоклиматической зоне шириной до 400 км между Сахарой на севере и саванной на юге (рис.2.8, 2.9).

Причина катастрофического положения в Сахеле обусловлена сочетанием двух фак-торов:

25

1) усилением воздействия человека на природные экосистемы с целью обеспечения про-довольствием быстро растущего населения;

2) изменившимися метеоусловиями (длительными засухами).

Интенсивный выпас скота приводит к чрезмерной нагрузке на пастбища и уничтоже-нию и без того разреженной растительности с низкой естественной продуктивностью. Опус-тыниванию способствует также массовое выжигание прошлогодней сухой травы, особенно после периода дождей, интенсивная распашка, снижение уровня грунтовых вод и др. Выби-тая растительность и сильно разрыхленные почвы создают условия для дефляции поверхно-стного слоя земли. Изменение природных комплексов и их деградация особенно заметны в период засух.

Рис. 2.8 Карта Сахеля

Рис. 2.9 Подверженность опустыниванию в Африке

На карте показано, что в опасности находится 46 % территории, из которых для 55 % риск оценивается как высокий или очень высокий. Источник: Reich and others, 2001

26

На территории бывшего СССР опустыниванию подвержено Приаралье (рис.2.10),

Рис. 2.10 Одинокий корабль на берегу высохшего Аральского моря.

Прибалхашье, Черные земли в Калмыкии и Астраханской области, Дагестан и некото-рые другие районы. Все они относятся к зонам экологического бедствия и их состояние про-должает ухудшаться. В результате непродуманной хозяйственной деятельности на этих тер-риториях произошли глубокие необратимые деградационные изменения природной среды и в первую очередь ее почвы. Это повлекло за собой резкое снижение биоразнообразия и раз-рушение природных экосистем. Стала очевидной необходимость планомерного перевода сельскохозяйственного производства на эколого-адаптивную основу, предусматривающую развитие комплексной мелиорации.

Разрушение почвенной структуры. Уплотнение почвы является одной из основных проблем, стоящих перед современным сельским хозяйством. Чрезмерная механизация поле-вых работ, короткие севообороты, интенсивный выпас скота и неправильное управление почвой приводит к её уплотнению. Уплотнение почвы происходит в различных климатиче-ских зонах и на разных почвах. Оно усугубляется низким содержанием в почве органическо-го вещества и использованием пашни и пастбищ при высокой влажности почвы (Hamza, Anderson, 2005).

На огромных площадях сельхозугодий произошло разрушение структуры пахотного горизонта и почвы характеризуются неудовлетворительным структурным состоянием, что резко снижает их плодородие. Вместо генетического профиля почвы, с набором закономерно сменяющих друг друга по глубине горизонтов, формируется пахотный горизонт, отделенный плотной плужной подошвой от остального профиля почвы, почти не участвующего в обмене веществ агроэкосистемы (Агроэкология, 2000).

Комплексная чрезмерная механизация полевых работ привела к переуплотнению почв. В настоящее время деформация почв под влиянием тяжелой техники распространилась до глубины 1 м. Так по результатам исследований, на дерново-подзолистой почве выявлено, что плотность почвы после однократного прохода трактора МТЗ 1221 в следах, значительно возросла по сравнению с неуплотненными участками (рис. 2.11).

27

Рис. 2.11 Плотность почвы после однократного прохода трактора МТЗ 1221

Под влиянием тяжелой техники происходит угнетение активности почвенных микро-организмов, а плотность почвы возросла на 20-40 %, что снизило водопроницаемость в 2-3 раза. Последствием уплотнения почвы является также увеличение её удельного сопротивле-ния, т.е. усилий, затрачиваемых на подрезание пласта, его оборот и трение почвы о рабочую поверхность орудия. Вследствие этого возрастает расход топлива, в странах СНГ его пере-расход составляет примерно 1 млн тонн в год. Высокая плотность почвы резко ухудшает её агрофизические свойства, водно-воздушный и питательный режимы, способствует развитию эрозии. Общие потери урожая сельскохозяйственных культур, обусловленные уплотнением почвы, на черноземах могут достигать 45% в год, а в целом снижают урожайность на 25-30%. По подсчетам немецких специалистов из-за переуплотнения почв не добирается около 50% урожая (Агроэкология, 2000).

Почвенное уплотнение демонстрирует изменения тех почвенных свойств, которые контролируют эмиссию парниковых газов, поверхностные стоки загрязнителей, движение нитратов и пестицидов в грунтовые воды. Почвенное уплотнение так же влияет на эффек-тивность удобрений и использование энергии в сельскохозяйственной продукции, оно может дополнительно ухудшить окружающую среду (Soane, van Ouwerkerk, 1995).

Уплотнение почвы негативно влияет на подвижность в неё токсикантов. При увели-чении плотности почвы с 1,0 до 1,6 г/см3 подвижность свинца возрастала в 2,5 раза (Агро-экология, 2000).

Катастрофическое ухудшение структурного состояния и плотности сложения почв требует организации мониторинга за их изменениями с целью прогноза состояния и качества земель и определения пути оптимизации структурного состава и плотности почв. Однако систематический контроль за структурным состоянием земель в России не ведется, оценоч-ные критерии и оптимальные параметры структурного состояния конкретных почв не разра-ботаны. Между тем, существует ряд агротехнических мероприятий, способствующих сниже-нию этого негативного воздействия тяжелой техники на почвенный покров. К их числу отно-сятся совмещение операций для снижения числа проходов тяжелой колесной техники по по-лям, совершенствование самой техники, окультуривание почв и повышение содержания в них гумуса, увеличение органического вещества почвы путем удержания растительных ос-татков, удаление уплотнения почвы глубокими рыхлением, севообороты, включающие рас-тения с глубокими, сильными корнеплодами и др. (Агроэкология, 2000; Hamza, Anderson, 2005).

28

В районах господства ветровой эрозии следует применять бесплужное рыхление поч-вы при помощи плоскорезов, внедрение лугопастбищных севооборотов, правильное чередо-вание культур, нарезку полей перпендикулярно направлению ветров, полосное размещение культур и другие приемы. В совокупности это позволит свести к минимуму разрушение поч-вы, обеспечить рациональное использование земли, повысить урожай сельхозкультур.

Дегумификация. В числе других сложных проблем сохранения и повышения про-дуктивности почв важнейшее значение приобретает сокращение потерь гумуса в пахотном горизонте – дегумификация.

Биологическую производительность почвы можно оценивать по содержанию органи-ческих веществ в почве (рис. 2.12, 2.13). На это влияют водные, воздушные и тепловые про-цессы в гумусе почвы. Микро- и макрофауна почвы являются показателями плодородности почвы. При обработке почвы в сельском хозяйстве в неё вводится кислород и повышается средняя температура почвы, что способствует более стремительному разложению органиче-ских веществ. Содержание органических веществ снижается и потому, что эрозия приводит к деградации гумуса почвы (Агроэкология, 2000).

Рис. 2.12 Состав веществ почвы

29

Рис. 2.13 Влияние гуминовых веществ на свойства почвы

Длительная распашка привела к уменьшению содержания и запасов гумуса в метро-вой толще несмытых почв в среднем на 20-25%. Процесс дегумификации пахотного горизон-та усилился в последнее время. Средние потери гумуса за последние 15 лет в несмытых поч-вах составили 9,5 % от исходного запаса. Катастрофические потери гумуса наблюдаются на эродированных почвах. Среднее содержание гумуса в пахотном горизонте их сократилось в слабосмытых почвах на 15-20%, среднесмытых – на 28-40% и сильносмытых – на 47-55% по отношению к несмытым аналогам. Дегумификация снижает производительность почв, так как потеря 10 т/га гумуса сопровождается потерей потенциальной продуктивности почв на 2 ц/га зерна (Агроэкология, 2000). Отсюда очевидна целесообразность организации монито-ринга гумусного состояния почв на всех категориях земель.

Загрязнение почвы пестицидами. В мире ежегодно производится более миллиона тонн пестицидов, только в России используется более 100 индивидуальных пестицидов при общем годовом объеме их производства 100 тыс.тонн. В России на одного жителя в год при-ходится около 1 кг пестицидов, во многих других развитых промышленных странах мира эта величина существенно выше. Мировое производство пестицидов постоянно растет. Несмот-ря на применение 2,5 млн тонн пестицидов по всему миру, более 40% потенциальной пище-вой продукции теряются из-за насекомых, сорняков и др., а после сбора урожая теряется еще 20% - из-за других групп вредителей. Использование пестицидов приводит примерно к 26 млн случаев отравлений человека и 220 тыс. смертельным случаям ежегодно по всему миру (Paoletti, Pimentel, 2000).

Возросшее применение различных пестицидов вызвало загрязнение почв остаточны-ми продуктами их превращения. На больших площадях земель обнаруживаются остатки пес-тицидов, превышающие ПДК. Долгоживущие токсиканты и их метаболиты концентрируют-ся в почве, которая становится источником загрязнения растительных продуктов, грунтовых и поверхностных вод, атмосферного воздуха. В конечном итоге это сказывается на здоровье человека и животных (рис. 2.14).

30

Рис. 2.14 Поведение пестицидов в природе

Возникла острая необходимость составить на ближайшую перспективу прогноз за-грязнения земель, сельскохозяйственной продукции и источников воды, исходя из фактиче-ских данных по содержанию пестицидов в почвах. Составление картосхем загрязнения сле-дует осуществлять, базируясь как минимум на данных за последние 3-5 лет о фактическом применении пестицидов в конкретном районе. Наиболее загрязненными пестицидами рай-онами в России являются Краснодарский край и Ростовская область (в среднем около 20 кг на 1 га) (рис. 2.15).

Рис. 2.15 Загрязнение сельскохозяйственных земель России пестицидами

Фактическое содержание пестицидов в почве иногда значительно превышает сред-нерасчетное (0,1 мг/кг) и достигает в ряде стран катастрофических величин. Такое загрязне-ние почвы пестицидами опасно как при прямом контакте человека с загрязненной почвой, так и при миграции пестицидов из почвы в контактирующие с ней среды (вода, воздух, рас-тения). Кроме того, под действием пестицидов могут происходить количественные и качест-венные изменения популяций почвенных микроорганизмов, изменения микробиоценоза поч-

31

вы, нарушающие процессы ее самоочищения. Поэтому бесконтрольное использование хими-ческих средств защиты растений приводит к необратимым изменениям в среде обитания че-ловека.

Расширение ассортимента и объемов использования химических средств защиты рас-тений во второй половине XX в. привело к увеличению количества случаев профессиональ-ного отравления людей пестицидами. Так, если за период 1945–1965 гг. в мире было зареги-стрировано 40 тыс. случаев отравления людей пестицидами, то в последующие 20 лет только в развивающихся странах – 500 тыс. случаев острых отравлений агрохимикатами, в том чис-ле 5 тыс. случаев с летальным исходом.

Миграция пестицидов из почвы в растения, атмосферный воздух, подземные и по-верхностные водоемы приводит к увеличению нагрузки пестицидов не только на сельскохо-зяйственных работников, но и на все население в целом, что создает реальную угрозу его здоровью (рис. 2.16).

Рис. 2.16 Пути поступления пестицидов в пищу

При этом прежде всего страдают дети. Наибольшее влияние на заболеваемость насе-ления оказывают хлорорганические и фосфорорганические пестициды, доля которых в сум-марной территориальной нагрузке составляет около 15%. Ряд агрохимикатов, поступающих в организм человека из почвы по миграционным цепочкам, оказывает мутагенное действие, проявляющееся увеличением частоты точечных мутаций и хромосомных аберраций в сома-тических и половых клетках, приводящих к развитию новообразований, спонтанным абортам и перинатальной гибели плода, врожденным аномалиям развития, бесплодию и пр. (рис. 2.17).

32

Рис. 2.17 Пестициды и здоровье человека

Сегодня уделяется большое внимание повышению безопасности применения пести-цидов. С этой целью во всех странах мира строго ограничено использование пестицидов 1-го класса опасности и стойких хлорорганических соединений (ДДТ, ГХЦГ), остановлено про-изводство и запрещено использование полихлорированных бифенилов. Токсические и стой-кие действующие вещества пестицидов заменяют более безопасными. Совершенствуют пре-паративные формы пестицидов с целью уменьшения подвижности и миграционной способ-ности их действующих веществ. Научно обосновываются гигиенические нормативы и рег-ламенты применения пестицидов: допустимая суточная доза; ПДК в почве, воде водоемов хозяйственно-питьевого водоснабжения, атмосферном воздухе и воздухе рабочей зоны; МДУ в продуктах питания; сроки выхода сельскохозяйственных работников на обработан-ные угодья; сроки ожидания между применением пестицидов и сбором урожая и др.

Достоверно установлено, что при применении пестицидов наряду с некоторым увели-чением урожайности отмечается рост видового состава вредителей, ухудшаются пищевые качества и сохранность продукции, утрачивается естественное плодородие и т.д. (Защита растений, 2003).

По мнению ученых, подавляющая часть применяемых пестицидов попадает в окру-жающую среду, минуя виды-мишени. Пестициды вызывают глубокие изменения всей экоси-стемы, действуя на все живые организмы, в то время как человек использует их для уничто-жения весьма ограниченного числа видов организмов. В результате наблюдается интоксика-ция огромного числа других биологических видов, в том числе полезных насекомых и птиц, вплоть до их исчезновения. К тому же человек старается использовать значительно больше пестицидов, чем это необходимо, и еще более усугубляет проблему. Среди пестицидов наибольшую опасность представляют стойкие хлорорганические со-единения (ДДТ, ГХБ, ГХЦГ), которые могут сохраняться в почвах в течение многих лет и даже малые их концентрации в результате биологического накопления могут стать опасными

33

для жизни организмов. Но и в ничтожных концентрациях пестициды подавляют иммунную систему организма, а в более высоких концентрациях обладают выраженными мутагенными и канцерогенными свойствами. Попадая в организм человека, пестициды могут вызвать не только быстрый рост злокачественных новообразований, но и поражать организм генетиче-ски, что может представлять серьезную опасность для здоровья будущих поколений. Вот по-чему применение наиболее опасного из них – ДДТ в нашей стране и в ряде других стран за-прещено. Таким образом, можно с уверенностью констатировать, что общий экологический вред от использования загрязняющих почву пестицидов многократно превышает пользу от их при-менения. Воздействие пестицидов оказывается весьма негативным не только для человека, но и для всей фауны и флоры. Растительный покров оказался очень чувствительным к дейст-вию пестицидов, причем не только в зонах его применения, но и в местах, достаточно уда-ленных от них, из-за переноса загрязняющих веществ ветром или поверхностным стоком во-ды.

Пестициды способны проникать в растения из загрязненной почвы через корневую систему, накапливаться в биомассе и впоследствии заражать пищевую цепь. При распылении пестицидов наблюдается значительная интоксикация птиц. Особенно страдают популяции певчих и перелетных дроздов, жаворонков и других воробьиных (рис. 2.18).

Рис. 2.18 Пути миграции пестицидов в растениях и животных

Работами отечественных и зарубежных исследователей неопровержимо доказано, что загрязнение почв пестицидами вызывает не только интоксикацию человека и большого чис-ла видов животных, но и ведет к существенному нарушению воспроизводящих функций и, как следствие, к тяжелым демо-экологическим последствиям. С длительным применением пестицидов связывают также развитие устойчивых рас вредителей и появление новых вред-ных организмов, естественные враги которых были уничтожены (Агроэкология, 2005; Защи-та ).

Загрязнение почв. Почвы загрязняются выбросами промышленных предприятий и минеральными удобрениями, если их используют в неумеренных количествах, теряют при

34

производстве, транспортировке и хранении. Из азотных, суперфосфатных и других типов удобрений в почву в больших количествах мигрируют нитраты, сульфаты, хлориды и другие соединения. Б. Коммонер (1970) установил, что при самых благоприятных условиях из всего количества азотных удобрений, применяемых в США, поглощается растениями 80%, а в среднем по стране лишь 50%. Это приводит к нарушению биогеохимического круговорота азота, фосфора и некоторых других элементов. Экологические последствия такого наруше-ния в наибольшей степени проявляются в водной среде, в частности при эвтрофировании водоемов, которое возникает при смыве с почв избыточного количества азота, фосфора и других элементов.

Эвтрофирование – повышение уровня первичной продукции вод из-за увеличения в них концентрации биогенных элементов, главным образом азота и фосфора. Интенсивное развитие растений приводит к накоплению органического вещества, которое, вследствие не-полной минерализации, накапливается в водоёме. Различают естественное и антропогенное эвтрофирование вод. Естественное эвтрофирование длится тысячелетиями, антропогенное наступает гораздо быстрее, особенно в водоёмах с замедленным стоком. Поступление био-генных элементов, особенно в континентальные водоёмы, происходит в результате смывания с полей удобрений, а также с промышленными и коммунальными стоками. Биогенные эле-менты поступают и с атмосферными осадками, из почв (в результате их эрозии, распашки, сведения лесов) и т. д. Повышение до определенного уровня первичной продукции при эв-трофировании создаёт основу для развития более богатой кормовой базы рыб и других гид-робионтов и способствует увеличению их численности; затем, однако, качество воды может ухудшиться: возникает её «цветение», зарастает прибрежная зона, уменьшаются прозрач-ность и содержание кислорода. Высокая степень эвтрофирования приводит к заморам. По-следствием эвтрофирования становится полная утрата водоемом хозяйственного и экологи-ческого значения (рис. 2.19). Кроме того, «цветение» воды, связанное с массовым развитием токсичных цианобактерий, вызывает у человека различные заболевания, поражающие нерв-ную систему, вызывающие аллергии и даже летальный исход (Волошко, 2008).

Рис. 2.19 Экологические последствия эвтрофирования

35

Другим фактором риска, возникающим при эвтрофировании вод, является изменение природных условий обитания возбудителей и переносчиков некоторых заболеваний, созда-ние благоприятных условий для развития промежуточных форм возбудителей и переносчи-ков паразитарных болезней. При эвтрофировании вод также возрастает риск заболеваемости инфекционными болезнями, передающимися водным путем, особенно для кишечных инфек-ций (Агроэкология, 2005).

Очистка эвтрофных вод требует дополнительных затрат, так как цианобактерии, вы-зывающие «цветение» воды, плохо оседают и производительность водоподготовки снижает-ся. Кроме того, большинство применяемых в России методов водоочистки не избавляет её от токсинов, вырабатываемых цианобактериями и другими токсическими водорослями. Очист-ка воды от токсинов очень дорога и требует применения активированного угля, озонирова-ния, больших доз коагулянтов. Токсины водорослей и цианобактерий приводят к возникно-вению у человека различных патологий, они оказывают влияние на многие системы и орга-ны, особенно – на нервную систему (Волошко, 2008).

Наиболее быстро процесс антропогенного эвтрофирования развивается в водных объ-ектах, площади водосборов которых осваиваются сельским хозяйством. Именно факторы ин-тенсификации сельского хозяйства стали мощным ускорителем процесса эвтрофирования вод, и проблема биогенного насыщения вод приобрела в настоящее время глобальный харак-тер. Влияние сельского хозяйства как источника поступления биогенных веществ в водные объекты возрастает в связи с распаханностью территорий, трансформацией угодий мощной техникой и гидромелиорацией, применением минеральных и органических удобрений. В свою очередь, трансформация агроландшафтов, охватывая большие территории и разрушая естественную структуру почвенного покрова способствует развитию эрозии, миграции био-генных веществ. Это становится усилителем негативных экологических процессов, ведущим к деградации почвы. В условиях интенсивного сельского хозяйства изменяется естественный цикл круговорота питательных веществ, нарушаются сложившиеся механизмы их потоков, особенно это характерно для круговоротов азота и фосфора (Агроэкология, 2005).

Монокультуры. Обширные площади природных экосистем разрушаются для того, чтобы освободить место для ведения интенсивного сельского хозяйства на индустриальной основе с выращиванием монокультур. Таким образом, местная флора и фауна изгоняются из своих исконных мест обитания. Интенсивное сельское хозяйство предусматривает выращи-вание специальных сортов, имеющих такие свойства, которые максимально повышали бы прибыль производителя, например, быстрый рост, более крупные плоды и т. п. В сравнении с природными аналогами эти сорта характеризуются низким генетическим разнообразием. Вместе с тем, чем однороднее генетический состав отдельных растений конкретного вида, тем более уязвима его популяция к воздействию вирусов, насекомых и грибов. Такая низкая стойкость к вредителям и болезням в свою очередь требует применения повышенных доз пестицидов. Многие пестициды в природной среде разлагаются крайне медленно, они могут накапливаться в почве, растениях и иных звеньях пищевых цепей.

Таким образом, в случае создания человеком монокультуры в агроэкосистеме нару-шается видовое разнообразие растительных сообществ. Агроэкосистема упрощается, обед-няется и становится неустойчивой, неспособной противостоять абиотическому или биотиче-скому экологическому стрессу.

36

Агроэкосистемы существенным образом отличаются от естественных. Во-первых, это касается её структуры. Вместо мозаичного растительного покрова в агроэкосистеме форми-руется геометрически правильное поле, удобное для работы сельхозтехники. Во-вторых, из-менились и функции агроэкосистемы. Вместо природного круговорота веществ, замкнутого почти на 90%, создается разомкнутая на 50% и почти проточная геохимическая система, из которой утекают элементы минерального питания (ЭМП) растений. Дисбаланс круговорота ЭМП стимулирует деградацию почвы. К тому же, аграрные технологии освобождают из поч-вы избыточное количество ЭМП, что вызывает развитие сорной растительности.

Сорные растения являются таковыми только в связи с человеческой деятельностью. В широком понимании сорняками можно назвать растения, оказывающие отрицательное влия-ние на площади, созданные человеком для выполнения определенных функций, например для производства пищи и сырья, транспорта, отдыха, спорта и др. В сельском хозяйстве сор-няками называют нежелаемые растения на данном поле, которые конкурируют с культурны-ми растениями, затрудняют за ними уход, усложняют уборку, часто являются резервуарами вредителей и возбудителей болезней, иногда портят потребительскую стоимость продуктов урожая. Нужно учесть, что сорняки имеют и положительное влияние на агроэкосистемы, снижая эрозию почвы, вымывание ЭМП, прежде всего азота, смягчая воздействие монокуль-туры, обеспечивая полезных животных средой местообитания. Кроме того, сорняки являют-ся важными генетическими ресурсами для селекции. Поэтому все меры борьбы с сорняками следует проводить с учетом их положительной экологической и генетической роли, а в слу-чае необходимости даже организовывать меры для их защиты. Нужно учитывать, что борьба с сорняками механическим путем истощает почву и вызывает появление новых сорняков (Защита растений, 2003).

Основной экологический парадокс современных аграрных технологий – рыхление почвы освобождает избыток ЭМП, из которого монокультуры усваивают не более 20%, а ос-тальные питательные элементы неизбежно выносятся из экосистемы поверхностным и внут-рипочвенным стоком. Избыток ЭМП стимулирует развитие сорняков. Здесь необходимо ос-тановиться подробнее на экологической роли сорняков в естественных экосистемах. Сорня-ки, обладающие уникальной способностью увеличивать в десятки и сотни раз свою фито-массу при избытке ЭМП, работают как биологические насосы, впитывая избыток ЭМП и ос-тавляя тем самым их внутри экосистемы. Многовидовой фитоценоз вытесняет сорняки из сообщества и их спящие семена хранятся в почве до следующей катастрофической ситуации. В агроэкосистемах сорняки тоже пытаются выполнять свою функцию, но традиционная аг-ротехнология видит в них главное зло и пытается уничтожить всеми способами (Защита растений, 2003). Таким образом, чтобы уберечь почву в агроэкосистеме от деградации, нуж-но избавиться от избытка ЭМП и, значит, от сорняков. Этого можно достичь, если миними-зировать механическую обработку почвы и/или выращивать многовидовые растительные смеси, способные усваивать максимум выделенных почвой ЭМП. В мире известны как ми-нимум две экологически безопасные системы: беспахотного земледелия (минимальной или нулевой обработки почвы) и полидоминантных посевов. Эти две принципиально разные сис-темы помогают решить проблему деградации почвы с разных сторон, их можно комбиниро-вать в зависимости от конкретных условий (Керженцев, Кузьменчук, 2009).

В таком случае выходом из положения могли бы стать полидоминантные (многовидо-вые) посевы. Но эти технологии пока не получили широкого распространения из-за отсутст-

37

вия методов раздельной уборки многовидового урожая, хотя все остальные технологические операции укладываются в рамки традиционных аграрных технологий. Для решения этой проблемы зав. лабораторией функциональной экологии Института фундаментальных про-блем биологии РАН А.С. Керженцев предлагает весьма интересный выход. Он предлагает смешивать растительные ингредиенты пищи не в конце процесса её приготовления (при ку-линарной обработке), а в начале – при составлении списка культур для полидоминантных посевов. Тогда весь набор выращенных на одном поле культур можно убирать одновременно и отправлять в виде полуфабрикатов на переработку в пищевые продукты нужного состава, рассчитанного агрономами совместно с диетологами. При этом автор ссылается на имею-щиеся в мировой культуре прецеденты – китайскую кухню и пищу для космонавтов. Базо-вый физиологически необходимый рацион питания у всех людей примерно одинаков, а для удовлетворения специфических гастрономических вкусов можно использовать и традицион-ные технологии, но в гораздо меньших масштабах. Умеренное потребление ресурсов, в том числе и пищевых, – один из реальных вариантов выхода человечества из экологического кризиса. Описанные аграрные технологии (микс-технологии) должны отвечать и другому экологическому принципу – возвращению изъятых из экосистемы элементов в геохимиче-ский круговорот веществ.

Микс-технологии в первую очередь следует применять на сильно деградированных почвах в регионах рискованного земледелия. По мере освоения технологий и совершенство-вания новой агротехники сфера их применения будет расширяться. Заново придется строить всю систему аграрно-промышленного комплекса – селекцию и семеноводство, средства ме-ханизации, технологии хранения и переработки урожая, экологически безопасные методы подкормки. Принципиально – речь идет об изменении образа жизни и производителей аг-рарной продукции, и её потребителей. Ради выживания в условиях экологического кризиса человечеству предстоит выработать и реализовать радикальные меры общественного воздей-ствия: юридические, политические, моральные (Керженцев, Кузьменчук, 2009).

Традиционные методы ведения сельского хозяйства обычно предусматривали совме-стную высадку генетически различных сортов растений и устройство живых изгородей с це-лью снижения возможных потерь урожая. В долгосрочном плане такой подход значительно более благоприятен для природной среды и имеет некоторые экономические достоинства. Если при современных интенсивных технологиях сельского хозяйства используют генети-чески однородные высокопродуктивные сорта растений и породы животных, то при тради-ционных технологиях эксплуатируют местные сорта и породы животных (ландрасы), кото-рые отличаются значительным генетическим разнообразием и хорошо приспособлены к ус-ловиям соответствующей среды обитания. В долгосрочном плане такой подход значительно более благоприятен для природной среды и имеет некоторые экономические достоинства.

Снижение биоразнообразия. Сельское хозяйство c одной стороны способствует со-хранению и устойчивому использованию БР и, в то же время, является основной причиной утраты БР, главным образом за счет расширения сельскохозяйственных угодий и интенсив-ности их использования. Сельскохозяйственная деятельность, такая как обработка почвы, дренаж, ввод культур, севооборот, выпас скота и широкое использование пестицидов и удобрений имеет значительные последствия для диких видов флоры и фауны. Способность видов адаптироваться к сельскохозяйственному ландшафту ограничивается непосредственно нарушением режимов выпаса скота, посева и уборки урожая, и, косвенно, обилием растений

38

и насекомых. Для стабилизации БР в ландшафте нагрузки химических удобрений должны быть рассчитаны так, чтобы не превышать потребности культурных растений, а использова-ние пестицидов должно быть сведено к минимуму. Чтобы уменьшить негативное воздейст-вие на видовое БР, особенно БР птиц, обусловленное работой сельскохозяйственной техни-ки, главным источником шума, необходимо регулировать виды и режим использования этой техники, имея целью минимальный ущерб для фауны. Важно также понимать, что воздейст-вие сельскохозяйственного производства на БР значительно варьируется по регионам и ви-дам, и фактические последствия не были исследованы для многих видов животных и расте-ний (McLaughlin, Mineau, 1995).

Развитие сельского хозяйства приводит к формированию на месте прежних природ-ных экосистем нового типа – агроэкосистем. Господство во второй половине XX в. химико-технологического подхода в сельском хозяйстве привело к сильнейшему сокращению БР на этих территориях, утрате ими экологической устойчивости, способности к саморегуляции и самовосстановлению, нарушению и уничтожению исторически и экологически ценных при-родно-культурных ландшафтов (Агроэкология, 2005). Длительное время внимание сосредо-точивалось, главным образом, на исчезающих видах, например, на крупных плотоядных. Однако некоторые виды, считавшиеся ранее общераспространенными, сейчас находятся под угрозой. Например, из-за интенсификации сельского хозяйства сокращается численность жа-воронка.

В общем, видовое БР выше там, где сельхозугодий меньше. Помимо воздействия био-цидов, изменение видового БР часто зависит от БР окружающей среды (мозаичный ланд-шафт), а не от различных режимов управления. Основное внимание необходимо направить не только на сохранение или повышение БР, но и на оценку БР в районах выращивания сель-скохозяйственных культур, особое внимание уделяя сохранению БР на ландшафтном уровне (Duelli et al.,1999).

Сельскохозяйственное БР само находится под угрозой: уменьшается разнообразие по-род домашних животных, видов растений и культур и увеличивается генетическая уязви-мость специализированных культур растениеводства и пород животноводства. В отношении БР перед сельским хозяйством стоят две основные задачи: поддержание сельскохозяйствен-ного БР (в том числе связанных с ним экосистемных услуг), и смягчение негативных послед-ствий воздействия сельского хозяйства на БР, которое непосредственно не используется. Интенсивное развитие сельского хозяйства неизменно приводит к снижению биоразнообра-зия, в то время как органическое сельское хозяйство имеет более позитивное воздействие на сохранение биоразнообразия (Biao et al., 2003).

Основной угрозой для БР агроэкосистем является химико-технологический подход к развитию сельского хозяйства. Его основные последствия следующие:

- внесение в агроэкосистемы больших количеств удобрений, мелиорантов и пестици-дов;

- загрязнение экосистем стоками и отходами животноводческих и птицеводческих ком-плексов;

39

- унификация методов ведения хозяйства без учета разнообразия региональных и ло-кальных условий;

- использование небольшого числа высокопродуктивных видов, сортов и пород, исчез-новение аборигенных пород и сортов;

- создание обширных однотипных сельскохозяйственных площадей;

- эрозия почв и их дегумификация, потеря почвенного плодородия и разнообразия поч-венных экосистем.

Снижение качества ландшафтов. Сельскохозяйственная деятельность осуществля-ется в границах целостных природных образований – ландшафтов. Ландшафт – это не только целостная территориальная система, состоящая из взаимодействующих природных и антро-погенных комплексов, но и наиболее общий целостный объект охраны природы. По различ-ным параметрам выделяют самые различные ландшафты, среди которых для наших целей наибольшее значение имеют агроландшафты. Агроландшафты - антропогенные ландшафты с преобладанием в их биотической части сообществ живых организмов, искусственно сфор-мированных человеком и заменивших естественные фито- и зооценозы на большей части территории. Более узко агроландшафт понимают как ландшафт, на большей части которого естественная растительность заменена посевами и посадками сельскохозяйственных расте-ний. Под агроландшафтами понимают также пейзажи сельской местности (Агроэкология, 2005).

В сфере аграрного производства в первую очередь необходимо разумно учитывать и максимально использовать естественный базис производства, определяемый ландшафтными особенностями конкретной территории. В сфере экологизации сельского хозяйства учет и оценка ландшафтной составляющей являются основополагающими принципами и требуют первоочередного внимания. Теоретическим обоснованием разработки системы обеспечения устойчивости агроэкосистем (экосистемного управления) должна служить ландшафтная эко-логия.

Экосистемное управление – это развивающаяся философия, которая дает многим пра-вительственным учреждениям возможность принимать участие в управлении федеральными землями. Важнейшая цель этой философии – поддержание чистоты экосистем (т.е. их функ-ций, состава и структуры) для будущих поколений при всевозрастающем количестве населе-ния. Эти цели могут быть достигнуты через интеграцию оценки земель и оптимально спла-нированное использование земель, что побуждает к сохранению или разработке ландшафт-ных систем и процессов. Ландшафтная экология и сохранение биологических принципов – важнейшие компоненты этой философии. Роль экологии в экосистемном управлении очень высокая, хотя приемлемость интеграции экологических оценок в экосистемном управлении часто обсуждается (Jensen et al., 1996).

Ландшафтная экология, как учение о взаимосвязях на земной поверхности, может за-ниматься разработкой и управлением вопросами по многочисленным делам, каждый по сво-ей собственной теме.

40

Создание экологически устойчивых природных систем является одной из важнейших социально-экономических задач государства, так как от их состояния зависит национальная безопасность нашей страны. Однако в результате хозяйственной деятельности зачастую про-исходит деградация природной среды. Особенно это проявляется в агропромышленном ком-плексе, где изменения основных компонентов агроландшафтов сопровождаются нарушением биологического и геологического круговоротов вещества и энергии, уменьшением биологи-ческого разнообразия, изменением структуры и основных свойств природных ландшафтов, загрязнением и нарушением процессов воспроизводства возобновляемых ресурсов. Послед-ствия этих изменений оказались очень существенными: увеличилась засушливость климата и повторяемость засух; уменьшилось биоразнообразие; снизилась устойчивость распаханных почв к эрозии и дефляции; изменились балансы органического вещества и химических эле-ментов в почвах, биологический и геологический круговороты, а также условия формирова-ния агроландшафтов; снизилась экологическая устойчивость агроландшафтов, стабильность и эффективность сельскохозяйственного производства (Айдаров, 2007; Лопырев, 1995; Агро-экологическая оценка земель, 2005).

В результате этого получили широкое развитие такие процессы деградации почв как: водная и ветровая эрозия, засоление и осолонцевание, подкисление, уменьшение запасов гумуса, снижение естественного и экономического плодородия почв, дефицит элементов ми-нерального питания, техногенное загрязнение почв, переуплотнение и т.д. Так, ежегодно площадь эродированных земель в России возрастает на 400-500 тыс. га, а общая площадь эродированных, дефлированных, эрозионно- и дефляционноопасных сельскохозяйственных угодий составляет 130 млн га, в том числе 84,8 млн га пашни и 28,7 млн га пастбищ. При этом следует отметить, что доля эродированных и дефлированных почв продолжает неук-лонно увеличиваться (прирост за каждые 5 лет составляет 6-7 %). В результате развития этих процессов недобор урожая на пашне достигает 36 %, а на других угодьях – до 47 % (Проблемы деградации.., 2007).

В течение тысячелетий сельское хозяйство постепенно распространилось по всему миру, обойдя лишь Антарктиду. За время сельскохозяйственного освоения степей, прерий, саванн их площади сократились на 90 - 80%, а площадь лесов сократились на треть. Под воздействием человека природные ландшафты преобразуются в антропогенные или – есте-ственно-антропогенные ландшафты. Их особенность состоит в том, что в результате унич-тожения коренных растительных сообществ активизируются такие природные процессы, ко-торые в ненарушенных ландшафтах выражены слабо или не проявляются вовсе. Отмечаются зональные закономерности в распределении естественно-антропогенных ландшафтов. Так, максимальное развитие термокарста наблюдается в тундре и лесотундре; вторичных лесов, суходольных и пойменных лугов, пустошей – в зоне тайги и смешанных лесов; вторичных болот – от лесотундры до смешанных лесов; оврагов – от лесостепи до полупустыни; вто-ричных солончаков и развеваемых песков – в полупустыне и пустыне.

Обсуждая вопросы трансформации зональных типов биомов в процессе их хозяйст-венного освоения, следует иметь в виду и глобальные изменения ландшафтов в XX-XXI ве-ках, связанные с потеплением климата.

В XX веке, особенно во второй его половине, разрушение естественных ландшафтов нарастало. Значительное развитие получили техногенные промышленно-городские комплек-

41

сы. Реликты естественных экосистем сохранились лишь в немногих заповедниках. Посколь-ку в противоположность естественным экосистемам, где эти функции выполнялись “бес-платно”, антропогенные комплексы полностью управляются людьми, поэтому заботу о под-держании благоприятного экологического режима в антропогенных ландшафтах человеку придется взять на себя. Долю экологических затрат в экономике надо будет резко увеличить.

Особенно значительные изменения произошли в степной зоне СССР в связи с проек-том освоения целины в середине ХХ века. В результате осуществления этого проекта степ-ной ландшафт был полностью уничтожен и заменен на пахотные угодья, что привело к серь-езным негативным экологическим последствиям. Темная почва сильнее нагреваются солнеч-ными лучами. Это ведет к аридизации климата всей степной зоны, вызывая высыхание неко-гда многочисленных малых рек и озер. К неблагоприятным явлениям в степной зоне отно-сятся засухи, суховеи и пыльные бури. Массированная распашка земель, потеря гумуса вы-зывают истощение почв. Плодородный гумусный слой может быть унесен с пашни одной сильной бурей. Поистине планетарный характер имели пыльные бури середины 60-х, про-несшиеся над степями СССР. Отсутствие степного покрова подорвало, а местами полностью уничтожило запасы целинных охотничье-промысловых видов фауны. Преданием стала увле-кательная охота на степную дичь: дрофу, стрепета, серую куропатку, перепела, кречетку. Не-когда сплошной ареал сурка распался на ряд изолированных популяций, сайгак оттеснен в полупустынную зону.

Уничтожение степного ландшафта, истребление флоры и фауны поставили целинные регионы на грань экологической катастрофы. За несколько десятилетий освоения степная природа Заволжья, Урала и Казахстана деградировала сильнее, чем средняя полоса России за столетия хозяйственного освоения.

Хозяйственное освоение аридных территорий будет продолжаться в XXI веке. Есть все основания предполагать, что значительное место в структуре полупустынных и пустын-ных ландшафтов займут антропогенные экологические комплексы: поля и сады, окультурен-ные пастбища, искусственные насаждения древесно-кустарниковой растительности. Челове-ку придется самому поддерживать благоприятный экологический (в первую очередь водный) баланс экосистем, что потребует больших материальных затрат.

2.2 Сокращение биоразнообразия

2.2.1 Понятие и виды биоразнообразия

Слово «биоразнообразие» (сокращение от словосочетания «биологическое разнообра-зие») определяется в Конвенции о биологическом разнообразии (1992) как «вариабельность живых организмов из всех источников, включая, среди прочего, наземные, морские и иные водные экосистемы и экологические комплексы, частью которых они являются; это понятие включает в себя разнообразие в рамках вида, между видами и разнообразие экосистем».

По определению, данному Всемирным фондом дикой природы (WWF), биологическое разнообразие – это «все многообразие форм жизни на Земле, миллионов видов растений, жи-вотных, микроорганизмов с их наборами генов и сложных экосистем, образующих живую природу».

42

Биологическое разнообразие (далее – БР) следует рассматривать на трех уровнях (рис. 2.20). БР включает генетическое разнообразие (наследственную изменчивость внутри каждо-го вида), видовое разнообразие (набор видов в данной экосистеме) и разнообразие сооб-ществ/экосистем (местообитаний и экосистем в данной территории) (Голубев, 2006).

На каждом уровне БР специалисты изучают механизмы, которые изменяют или со-храняют разнообразие. Видовое разнообразие включает весь набор видов, обитающих на Земле. Существует два основных определения понятия вида. Первое: вид представляет собой совокупность особей, которая по тем или иным морфологическим, физиологическим или биохимическим характеристикам отличается от других групп. Это морфологическое опреде-ление вида. Сейчас для различения видов, которые внешне практически идентичны (напри-мер, бактерии), все чаще используют различия в последовательности ДНК и другие молеку-лярные маркеры. Второе определение вида – это совокупность особей, между которыми про-исходит свободное скрещивание, но при этом отсутствует скрещивание с особями других групп (биологическое определение вида).

Третий уровень – разнообразие сообществ/экосистем разнообразие местообитаний и экосистем в данной территории

Второй уровень – видовое разнообразие набор видов в данной экосистеме

Первый уровень – генетическое разнообразие наследственная изменчивость внутри каждого вида

Биологическое разнообразие

Рис. 2.20 Структура биоразнообразия

Генетическое внутривидовое разнообразие часто обеспечивается репродуктивным по-ведением особей внутри популяции. Популяция – это группа особей одного вида, обмени-вающихся генетической информацией между собой и дающих плодовитое потомство. Вид может включать одну или более отдельных популяций. Популяция может состоять как из нескольких особей, так и из миллионов. Особи внутри популяции обычно генетически отли-чаются друг от друга. Генетическое разнообразие связано с тем, что особи обладают незна-чительно отличающимися генами. Генетическое внутривидовое разнообразие связано с по-явлением у особей генетических различий в результате мутаций, а также с появлением раз-личных комбинаций генов, возникающих при размножении. Ученые-селекционеры отбирают определенные генные варианты, создают высокоурожайные, устойчивые к вредителям сорта культурных растений, породы домашнего скота и птицы.

Биологическое сообщество определяется как совокупность особей различных видов, обитающих на определенной территории и взаимодействующих между собой. Примеры со-обществ – хвойные леса, степи, влажные тропические леса, коралловые рифы, пустыни. Био-логическое сообщество в совокупности со средой своего обитания называется экосистемой.

43

Для беспрерывного выживания видов и природных сообществ необходимы все уров-ни БР, все они важны и для человека. Видовое разнообразие служит для человека источни-ком разнообразных естественных ресурсов. По оценке Программы ООН по окружающей среде (ЮНЕП), проведенной в 1995 г., наиболее вероятное количество видов на Земле дости-гает 13–14 млн, из которых описаны лишь 1,75 млн, т.е. менее 13%.

Генетическое разнообразие необходимо любому виду для сохранения способности к размножению, устойчивости к заболеваниям, способности к адаптации в изменяющихся ус-ловиях. Генетическое разнообразие домашних животных и культивируемых растений осо-бенно ценно для тех, кто работает над селекционными программами по поддержанию и улучшению современных культурных видов.

Наивысший иерархический уровень БР – экосистемный или ландшафтный. Разнооб-разие на уровне сообществ представляет собой коллективный отклик видов на различные условия окружающей среды. Биологические сообщества, характерные для пустынь, степей, лесов и затопляемых земель, поддерживают непрерывность нормального функционирования экосистемы, обеспечивая ее «обслуживание», например, с помощью регулирования павод-ков, защиты от почвенной эрозии, фильтрации воздуха и воды. Наибольшим видовым разно-образием отличаются следующие ландшафты: влажные экваториальные леса, коралловые рифы, сухие тропические леса, влажные леса умеренного пояса, океанические острова, ландшафты Средиземноморья, саванны и степи (Глобальная перспектива, 2010).

2.2.2 Мировые центры высокого БР

Фундаментальную роль в биосфере выполняет разнообразие растений или фиторазно-образие, именно оно определяет разнообразие экосистем суши. Как считают авторы карты «Глобальное биоразнообразие. Количество видов сосудистых растений» (Бонн, 1996), число видов сосудистых растений репрезентативно отражает общее распределение БР на Земле (рис.2.21).

44

Рис. 2.21 Схематическая карта биологического разнообразия суши мира (по В. Барлот-

ту, В. Лауэру, А. Плаке. Erdkunde, V. 50, № 4, 1996)

На основании этой карты установлены глобальные закономерности БР:

Наблюдается тесная зависимость степени БР от зональных ландшафтных условий та-ким образом, что во влажных экваториальных и тропических лесах степень разнообразия растений наивысшая – от 3 до 5 тыс. видов на 10 тыс. км2, в зоне тайги и смешанных лесов она снижается на порядок – до 500 видов, а в тундре и пустынях не превышает 200 видов на ту же площадь. Все остальные типы зональных ландшафтов закономерно укладываются в промежуточные значения БР.

В ряде районов тропиков и субтропиков на эту картину накладываются специфиче-ские природные условия – разнообразие рельефа, почв, климата, история развития этих тер-риторий.

В результате современных исследований выделены глобальные центры максимумов БР, многие из которых были установлены еще Н.И. Вавиловым в 1920-е годы. К ним отно-сятся:

1. Чоко (Коста-Рика);

2. Тропические Восточные Анды;

3. Приатлантическая Бразилия;

4. Восточные Гималаи (провинция Юннань в Китае);

5. Северный Борнео;

6. Новая Гвинея.

45

Помимо глобальных центров выделяются еще 16 центров высокого БР (3 тыс. видов и более на 10 тыс. км2), например, Средиземноморье (включая Кавказ), Тянь-Шань – Памиро-Алай, Восточно-Африканская рифтовая долина, Капский центр (юг Африки), Мадагаскар, Гвианское нагорье и др. (Голубев, 2006).

2.2.3 Экосистемные функции биоразнообразия

БР – важнейший фактор функционирования экосистем. Кроме того, что снижение БР – это невосполнимая потеря генетических ресурсов, этот процесс может иметь гораздо более серьёзные последствия – утрату видами их экосистемных функций.

Представление об экосистемных функциях формировалось одновременно с понятием «экосистема», обозначая её интегральное влияние на окружающую среду (например, связы-вание углерода и аккумуляция воды болотами, снижение скорости ветра в лесу и т.д.). Стремление дать экономическую оценку этих функций привело к появлению понятия «эко-системных услуг», т.е. к рассмотрению их с точки зрения пользы, приносимой человеку (Оценка экосистем, 2005).

Экосистемные функции и услуги можно сгруппировать в три основные категории:

- формирование и поддержание параметров окружающей среды, пригодных для жизни человека – средообразующие функции;

- биомасса, которую человек берёт из природы (морепродукты, древесина, корма, топ-ливо, сырьё для фармацевтики и промышленности и др.), –продукционные функции и «экосистемные товары»;

- информация, которая содержится в природных системах, их культурное, научное и образовательное значение – информационные и духовно-эстетические функции (рис. 2.22).

Рис. 2.22 Экосистемные функции биоразнообразия

Ключевое значение для человечества имеют средообразующие функции природных экосистем (другие названия – биосферные, жизнеобеспечива-ющие). Современные условия жизни на Земле, пригодные для существования человека, – результат эволюции и непрерыв-ной работы живой природы на протяжении миллиардов лет. Самый яркий пример всем хо-рошо известен: кислородная атмосфера Земли создана и сохраняется благодаря деятельности фотосинтезирующих организмов. Теория биотической регуляции, разработанная российски-ми учёными, убедительно доказывает, что состояние атмосферы, гидросферы и климата Зем-ли поддерживается миллионами видов живых организмов. Если их работа прекратится, пла-нета перейдет или в состояние полного испарения воды или полного оледенения.

Средообразующие услуги разделены на две группы: "регулирующие услуги" – выго-ды, получаемые от регулирования экосистемных процессов, и "поддерживающие услуги" – услуги, необходимые для производства всех других экосистемных услуг.

Основными средообразующими функциями экосистем являются:

46

- поддержание параметров земной атмосферы и глобального климата;

- стабилизация среды в локальном масштабе – сглаживание экстремальных погодных явлений (снижение вероятности и силы наводнений, засух и других стихийных катак-лизмов);

- формирование плодородных почв и их защита от эрозии;

- очистка воды и поддержание устойчивого гидрологического режима территорий;

- биологическая переработка и обезвреживание многих типов отходов и загрязнений.

Одна из важнейших экосистемных функций – регуляция климата. Сегодня среди пер-востепенных проблем человечества – неблагоприятные последствия изменений климата, рост частоты и силы стихийных бедствий. Экономический ущерб от них год от года нараста-ет и в 2005 г. достиг беспрецедентного уровня, превысив 200 млрд. долл. США.

Специалисты из разных областей науки предложили большое количество гипотез от-носительно механизмов колебаний климата Земли. Идут споры о том, что является ведущей причиной современных климатических изменений – деятельность человека или природные процессы. Однако очевидно, что один из мощнейших факторов, влияющих сегодня на кли-мат, – антропогенное разрушение природных экосистем. Даже если главным двигателем климатических изменений являются геологические или астрономические факторы, деятель-ность человека сильнейшим образом изменяет этот процесс.

В отчете Межправительственной группы экспертов по изменению климата (МГЭИК) сделан однозначный вывод: современные климатические изменения – результат деятельно-сти человека. Масштабные антропогенные преобразования природных экосистем оказывают влияние на климат Земли двумя основными путями: за счёт сдвига газового баланса атмо-сферы и в результате изменения физических характеристик земной поверхности (рис. 23).

Наиболее бурно обсуждаемая сегодня причина климатических изменений – рост кон-центрации в атмосфере парниковых газов. К основным парниковым газам относятся пары воды (Н2О), углекислый газ (СО2), закись азота (N20), метан (СН4), озон (Оз), гексафторид серы (SF6), гидрофторуглероды (ГФУ) и перфторуглероды (ПФУ). Наибольший вклад в из-менение климата вносит углекислый газ, затем идут метан, галоидуглероды и закись азота.

В результате уничтожения природных экосистем и нерационального землепользова-ния в атмосферу выброшено больше СО2, чем общемировой промышленностью. Но ещё опаснее то обстоятельство, что, уничтожая природные экосистемы, человек разрушает есте-ственный механизм фиксации СО2, который мог бы компенсировать его антропогенные вы-бросы. Ведь СО2 – это не загрязнитель, а такой же "газ жизни", как и кислород.

За всю историю человечества выбросы углерода в атмосферу из-за разрушения при-родных экосистем (прежде всего, распашки степей и сведения лесов) составили 180 млрд т, а индустриальные выбросы (до 1980 г.) – 160 млрд т. За период 1991–1994 гг. поток углерода в атмосферу в результате разрушения экосистем и ведения сельского хозяйства достиг 6,7 Гт/год, а вследствие сжигания топлива – 5,9 Гт/год.

47

Сохранившиеся природные экосистемы (прежде всего почва и растения) продолжают выполнять роль огромных резервуаров углерода, причём, по оценкам Межправительствен-ной группы экспертов по изменению климата (МГЭИК), наибольшие его накопления нахо-дятся в бореальных лесах. Поэтому разрушение этих экосистем приведёт к дополнительному выбросу значительного количества углерода в атмосферу. Серьёзную опасность представля-ет усиление эмиссии углекислого газа и метана болотами, тундрами и бореальными лесами в результате потепления климата – деградации мерзлоты, ускорения разложения органики и повышения частоты пожаров.

Рис. 2.23 Взаимодействие человека и климатической системы

Источник: Четвертый оценочный доклад МГЭИК,2007.

Ещё одна важная причина современных климатических аномалий – нарушение балан-са тепло- и водообмена на суше. Природная растительность, в первую очередь леса, оказыва-ет увлажняющее и охлаждающее воздействие на приземную атмосферу. Но сегодня место лесов заняли сельскохозяйственные угодья, техногенные и урбанизированные территории, причём в масштабах, сопоставимых с площадью целых континентов, что привело к климати-ческому эффекту глобального характера. Показано, что изменение процессов тепло- и водо-обмена на суше – не менее значимая причина подъёма средней температуры приземного слоя воздуха, чем парниковый эффект.

В результате преобразования природы человеком биомасса наземной растительности уменьшилась почти в 2 раза по сравнению с естественными условиями. Энергия, которую не осваивают биологические системы, вовлекается в абиотические процессы и усиливает их, де-стабилизируя климатическую систему, вызывая погодные аномалии и стихийные бедствия (рис. 2.24).

Природные экосистемы многократно смягчают последствия экстремальных климати-ческих явлений. Например, ущерб, нанесённый европейским странам ливнями и засухой в 2005 и в 2010 гг., оказался столь огромным именно потому, что здесь уничтожено большин-ство природных экосистем: леса сведены, болота осушены, реки спрямлены, луга распаханы, большие площади заасфальтированы.

48

Рис. 2.24 В России изменение климата более заметно зимой, чем летом (аномалии темпе-ратуры воздуха зимой и летом 200 г. по сравнению с 1976-2006гг.,°C)

Источник: Доклад об особенностях климата на территории России в 2007 году

За последний век изменение климата уже оказало существенное воздействие на БР, вызвали изменения в распространении видов, численности популяций, периодах воспроиз-водства или динамике миграции и привели к увеличению вспышек заболеваний и нашествий вредителей.

Результаты недавних исследований показали, что прогнозируемые изменения к 2050 году (рис. 2.25, 2.26)могут привести к исчезновению от 15 до 52% от примерно 1103 проана-лизированных видов млекопитающих, птиц, лягушек, пресмыкающихся, бабочек и растений. В то время, как продолжительность сезона активного роста в Европе за последние 30 лет увеличилась, в некоторых регионах Африки комбинация региональных изменений климата и антропогенных воздействий начиная с 1970-х годов привела к сокращению производства зерновых культур. Изменения в популяциях рыб также связаны с крупномасштабными кли-матическими колебаниями. Так, например, колебания течения Эль-Ниньо сказались на со-стоянии рыбных запасов у берегов Южной Америки и Африки, а наблюдающиеся десяти-летние климатические циклы в районе Тихого океана отразились на количестве рыбных за-пасов вблизи западного побережья Северной Америки. Согласно сценариям, разработанным МГЭИК, к 2100 году глобальная средняя температура у поверхности Земли повысится на 2,0–0,4 °С по сравнению с доиндустриальным уровнем.

49

Рис. 2.25 Изменение глобальной и континентальной температуры: сопоставление резуль-татов моделирования и данных наблюдений

Источник: Четвертый оценочный доклад МГЭИК, 2007

Ущерб, наносимый БР, будет увеличиваться во всем мире в результате ускорения темпов изменения климата и увеличения абсолютного количества изменений. С другой сто-роны, некоторые экосистемные услуги в ряде регионов могут вначале усилиться в результате изменений климата (таких как повышение температуры или увеличение количества осадков), и поэтому эти регионы могут получить чистые выгоды на низких уровнях этих изменений. Например, продолжительность периода вегетации растений (сезона активного роста) в Евро-пе за последние 30 лет увеличилась, что привело к повышению урожайности. Однако по ме-ре дальнейшего развития процесса неблагоприятное воздействие на экосистемные услуги перевесит выгоды в большинстве регионов мира.

Необходимо подчеркнуть, что регулирование климата – лишь одна из множества сре-дообразующих функций природных экосистем. Соответственно и последствия их разруше-ния многогранны: эрозия и деградация почв, опустынивание, сокращение источников чистой пресной воды и др.

50

Рис. 2.26 Прогнозируемое отступление границы зоны вечной мерзлоты к северу к 2100 г.

Источник: Четвертый оценочный доклад МГЭИК, 2007.

Среди трех факторов воздействия на экосистемы суши доминирующим по влиянию на потерю БР является изменение структуры землепользования, за которым следуют измене-ния климата и накопление азота. Однако между основными физико-географическими зонами (биомами) наблюдаются некоторые различия. К примеру, изменение климата будет являться главным фактором потери БР в тундре, бореальных лесах, прохладных хвойных лесах, са-ванне и пустынях. В теплых, смешанных и умеренных лиственных лесах наиболее важным фактором станет накопление азота. Эти две экосистемы чувствительны к накоплению азота и включают в себя густонаселенные районы. Если рассматривать эти три фактора в совокупно-сти, то общая потеря разнообразия сосудистых растений с 1970 по 2050 год колеблется от 13 до 19% в зависимости от сценария. Поскольку влияние других важных факторов, таких как чрезмерная эксплуатация и инвазийные виды, пока не может быть оценено в полной мере, потеря БР на суше может оказаться гораздо более значительной, чем прогнозируется.

Человек продолжает уничтожать природные экосистемы, в то время как заменить ес-тественные механизмы биосферной регуляции нечем. Искусственное удержание неустойчи-вой биосферы в пригодном для человечества состоянии – непосильная для современной ци-вилизации задача. Заменить биотическую регуляцию техническими средствами сегодня не-возможно, поскольку сложность и объём потоков информации в биосфере на много порядков превосходят параметры всех современных технических систем. Биосфера Земли – это един-ственная система жизнеобеспечения человечества в настоящем и обозримом будущем.

51

2.2.4 Цели управления природными системами

Тысячелетиями человек преследовал прежде всего сугубо утилитарную выгоду от ис-пользования живой природы – получение биопродукции. Продукционные функции (особен-но добыча морепродуктов и древесины) продолжают играть существенную роль в мировой экономике. Однако сегодня необходимо в корне изменить наше отношение к живой природе и осознать, что самой важной является её средообразующая функция. Этот сдвиг в понима-нии ценности природы принципиально важен, так как он определяет выбор целей управле-ния в сфере природопользования. Чтобы проанализировать цели управления всем комплек-сом основных функций БР, нужно, кроме продуктивности биосистем (объёма изымаемой из них биомассы), учитывать также их разнообразие и объём постоянно поддерживаемой био-массы.

Таким образом, при использовании средообразующих и информационных функций цели управления совпадают с поддержанием естественного уровня БР, а вот при использова-нии продукционной функции цель управления этому противоречит. При изъятии из экоси-стем и популяций максимально возможных объёмов биомассы, так же, как и при искусст-венном увеличении их продуктивности за счёт разного рода «удобрений», следует ожидать деградации их разнообразия и средообразующих функций. Как отмечалось выше, деградация средообразующих функций происходит и при эксплуатации наземных экосистем, в том чис-ле при вырубке лесов. У сообществ, восстанавливающих свою структуру после изъятия из них больших объёмов биомассы, способность к биотической регуляции параметров окру-жающей среды ослаблена. Многочисленные примеры нарушения средообразующих функций в результате целенаправленной модификации экосистем для увеличения производства про-дукции приведены в докладе «Экосистемы и благосостояние человека».

Если мы пока не можем полностью отказаться от изъятия биопродукции из природ-ных экосистем, то при определении целей управления эта задача должна быть подчинена приоритету сохранения средообразующей функции: соответственно, должны ограничиваться объёмы и формы ресурсной эксплуатации.

Природные экосистемы и их «услуги» – важнейший капитал каждой страны. Но из-за того, что они не включены в стандартные системы экономических индикаторов, их разруше-ние не отражается на формальных показателях богатства стран и благосостояния населения. В стране могут уничтожаться леса и истощаться почвы, но ВВП будет расти: сиюминутная видимость экономического роста будет создаваться за счёт разрушения основного природно-го капитала, подрывая потенциал будущего развития.

Хуже всего обстоит дело с экономической оценкой самой важной функции БР – сре-дообразующей. Этот вид экосистемных услуг, в отличие от биопродукции, не представлен на рынке и не имеет денежного выражения. Вопрос о стоимости глобальных средообразующих факторов не имеет смысла – они бесценны. И всё же эти попытки предпринимались и приве-ли к следующим выводам:

- стоимость учтённых экосистемных услуг намного превышает глобальный валовой продукт;

52

- стоимость продукционных функций (продовольствия и сырья) составляет всего около 6% от общей стоимости экосистемных услуг.

На национальном, региональном и локальном уровнях могут быть получены вполне конкретные экономические оценки, которые можно использовать в процессе принятия реше-ний. Уже частичный учёт лишь некоторых средообразующих функций (в том числе через величину возможного ущерба хозяйству и здоровью людей при их утрате) показывает, что экономический эффект от сохранения природных экосистем намного превышает ту выгоду, которую можно извлечь при их интенсивной эксплуатации или трансформации в сельскохо-зяйственные угодья.

Один из возможных подходов – оценить, сколько будет стоить воспроизведение экосистемных услуг технологическими установками. Оценка минимального уровня стоимо-сти глобальных экосистемных услуг показала, что они в 1,8 раза больше глобального ВНП (global gross national product) в ценах 1994 года. Широкую известность получил случай с во-дообеспечением Нью-Йорка. Уничтожение природных экосистем, застройка и развитие сельского хозяйства на территории его водосборного бассейна привели к тому, что в середи-не 1990-х годов качество воды в городе опустилось ниже приемлемого уровня. Расчёты по-казали, что восстановление средообразующих функций экосистем на территории бассейна (организация водоохранных зон и ограничение хозяйственного использования территории) обойдётся дешевле, чем строительство дополнительных установок для очистки воды.

Сегодня при поддержке крупнейших международных организаций (ООН, Всемирный банк, Европейское сообщество) ведётся активная разработка экономических критериев и ин-дикаторов, учитывающих ущерб от разрушения природной среды. Показано, что экономиче-ский рост многих стран сопровождается деградацией их истинного богатства и резервов ус-тойчивого развития. Реально работающие механизмы определения стратегических целей и принятия важнейших решений в области природопользования на национальном и междуна-родном уровне ещё крайне далеки от учёта ценности средообразующих функций природы.

Многократная недооценка БР, прежде всего его средообразующей функции, не-избежно ведёт к его уничтожению – в данный момент проекты коммерческого ис-пользования биоресурсов и хозяйственного преобразования природных территорий кажутся более выгодными. Этот губительный механизм продолжает действовать, несмотря на то, что ущерб, обусловленный уничтожением природных экосистем, стал существенным экономи-ческим фактором. Примеры, подтверждающие этот вывод многочисленны, самыми послед-ними фактами стали огромные материальные потери в России после пожаров лета 2010 года, немаловажную роль в возникновении которых сыграли осушение торфяных болот.

2.2.5 Состояние биоразнообразия в мире

В настоящее время происходит самое значительное за последние 65 млн лет исчезно-вение видов растений и животных, наблюдается деградация и гибель многих ценных сооб-ществ. Гибнут тропические леса, в Мировом океане гибнут прибрежные коралловые рифы, в умеренной зоне распахиваются степи, повсеместно загрязняются реки и воды Мирового океана.

53

Теоретическая скорость исчезновения видов должна составлять 4 вида в год, сегодня скорость исчезновения видов превышает максимальные скорости, зафиксированные в геоло-гическом прошлом, в среднем в 40 раз. Согласно «Глобальной оценке БР» (1995), перед уг-розой уничтожения стоят более чем 30 тыс. видов растений и животных.

Причины сложившегося положения следующие:

- быстрый рост населения и экономического развития;

- не принимаются во внимание долговременные последствия разрушительных для жи-вых организмов действий человека;

- неспособность рыночной экономики оценить истинную стоимость БР и его потерь;

- увеличение миграции людей, рост международной торговли и туризма;

- загрязнение природных вод, почвы и воздуха.

Различают три основные причины, по которым для человечества важно остановить процесс исчезновения видов:

- нарушение экосистемных и биосферных функций (обеспечение оптимального газово-го состава атмосферы, биологическая очистка от загрязняющих веществ, сохранение способности экосистем преобразовывать солнечную энергию, сохранение плодоро-дия почв и др.);

- ресурсное значение живых организмов, используемых для производства продуктов питания, лекарств, одежды, строительных материалов и пр.;

- морально-эстетические факторы.

Экономический и политический интерес к БР вполне понятен. Во-первых, БР само по себе есть материальный ресурс – обитающие в дикой природе организмы могут представ-лять ценность для селекции и служить источниками тех или иных веществ, используемых в фармакологии, пищевой промышленности, парфюмерии и т.п. Один из наиболее известных примеров такого рода – препарат из дикого вида барвинка (Catharanthus roseus), произра-стающего на о. Мадагаскар, оказавшийся очень эффективным против детской лейкемии и принесший огромную материальную выгоду.

Во-вторых, понятие БР играет в некотором смысле знаковую роль, поскольку оказы-вается символом «наиболее разнообразного» биома тропических лесов, которые, согласно общепринятому мнению, имеют ключевое значение для формирования газового режима ат-мосферы.

Начиная с 1972 г. раз в 10 лет ООН проводит конференции по проблемам окружаю-щей среды и глобального развития. Наиболее важные документы были приняты в 1992 г. в Рио-де-Жанейро: «Повестка дня на XXI век», провозгласившая концепцию устойчивого раз-вития, и Конвенция о биологическом разнообразии (КБР). В 1994 г. в России были начаты работы в рамках Государственной научно-технической программы «Биологическое разнооб-разие», а в 1995 г. КБР была ратифицирована Госдумой РФ.

54

КБР преследует следующие цели: «…сохранение биологического разнообразия, ус-тойчивое использование его компонентов и совместное получение на справедливой и равной основе выгод, связанных с использованием генетических ресурсов, в том числе путем пре-доставления необходимого доступа к генетическим ресурсам и путем надлежащей передачи соответствующих технологий с учетом всех прав на такие ресурсы и технологии, а также пу-тем должного финансирования».

На сегодняшний день Конвенция насчитывает 193 Стороны (192 страны и Европей-ский союз). В апреле 2002 года Стороны Конвенции обязались достичь к 2010 году значи-тельного снижения нынешних темпов утраты БР на глобальном, региональном и националь-ном уровнях в плане содействия сокращению масштабов нищеты и на благо всех форм жиз-ни на Земле. Впоследствии эта цель была одобрена на Всемирной встрече на высшем уровне по устойчивому развитию 2002 года (саммит «Рио+10») в Йоханнесбурге и подтверждена Генеральной Ассамблеей ООН. Она также была закреплена в качестве новой цели в области развития в рамках Декларации тысячелетия – «Обеспечение экологической устойчивости». Таким образом, цель на 2010 год представляет собой обязательство всех правительств, в том числе правительств тех стран, которые не являются Сторонами КБР.

К сожалению, в настоящее время приходится признать, что значимых успехов на пути к прекращению деградации биосферы не достигнуто. Итоговый доклад международного проекта «Оценка экосистем на пороге тысячелетия» (2005), убедительно доказывает, что ут-рата природных экосистем и БР идёт высокими темпами и приобрела глобальные масштабы. К настоящему времени практически все наземные экосистемы претерпели глубокие из-менения в результате деятельности человека, в благоприятных для жизни и ведения сельско-го хозяйства природных зонах люди трансформировали и используют от 20 до 75% террито-рии (рис. 2.27). Продуктивных природных экосистем на планете осталось совсем мало: это видно, если с карты мира убрать пустыни, полупустыни, ледники, а также сильно изменён-ные человеком территории.

Рис. 2.27 Площадь культивируемых систем, 2000 год

Темным цветом выделены культивируемые системы: территории, на которых обраба-тывается человеком не менее 30 % площади ландшафта

Источник: Оценка экосистем на пороге тысячелетия

Одновременно с сокращением площади живого покрова Земли происходит его упро-щение. Богатство жизни сокращается на всех уровнях её организации – от генетического

55

разнообразия до разнообразия видов и экосистем в биосфере. Темпы этого разрушительного процесса не снижаются. Одним из глобальных индикаторов состояния БР является Индекс живой планеты, обобщённо показывающий тенденции изменения численности позвоночных животных в мире. Сегодня он включает данные примерно о 3600 популяциях для 1300 видов в наземных, пресноводных и морских экосистемах разных регионов Земли. С 1970 по 2003 г. этот показатель снизился на 30% (рис. 2.28).

Рис. 2.28 Индекс живой планеты в 1970–2000 гг.

Стрелка – все виды позвоночных (индекс живой планеты); Красный цвет – наземные виды; Зеленый цвет – пресноводные виды; Серый цвет – морские виды. Источник: WWF, ЮНЕП

Исчезновение видов – это необратимый процесс обеднения биосферы. Их распреде-ление на Земле становится всё более однородным вследствие утраты местных форм и ло-кальных эндемиков и широкого распространения чужеродных видов. Сейчас под угрозой ис-чезновения, согласно критериям МСОП (Всемирного союза охраны природы), находится от 10 до 50% видов среди хорошо изученных групп растений и животных. Масштабы потерь в малоизученных группах организмов точно оценить невозможно, поскольку подавляющая часть видов исчезает, оставшись науке неизвестной. Происходящее позволяет говорить о «шестом массовом вымирании» (ссылки можно найти на сайте http://www.well.com/~davidu/extinction.html).

Таким образом, биосфера разрушается в двух направлениях, взаимно усиливающих друг друга:

- живая оболочка планеты становится меньше по площади и объёму, природные экоси-стемы замещаются антропогенными, уменьшаются численность и ареалы видов и по-пуляций, снижается биомасса сообществ;

- нарушается структура сохранившихся природных систем, утрачивается видовое и внутривидовое разнообразие, происходит упрощение и гомогенизация живого покро-ва.

56

Воздействие человека на биосферу продолжает нарастать. По оценкам экспертов оно уже превысило критический уровень, который биосфера способна компенсировать. Исполь-зование возобновляемых природных ресурсов (глобальный «экологический след») с 1961 по 2001 г. увеличилось в 2,5 раза и сегодня на 25% превышает суммарную биологическую про-дуктивность Земли. Критический рубеж был пройден в конце 1980-х годов. Сегодня ресурсы биосферы расходуются быстрее, чем они могут восстанавливаться.

2.2.6 Биоразнообразие в сельском хозяйстве

Сельскохозяйственное БР составляет важную часть экосистемных услуг, таких как обеспечение цикла питания, восстановление деградированных земель, водосбережение, под-держание плодородия почв и продуктивности биоты, опыление и регулирование вредителей и болезней. Эти функции включают основные возможности для увеличения производитель-ности природных систем без увеличения давления на них. Различные сельскохозяйственные системы имеют разную устойчивость к шоковым нагрузкам и антропогенному воздействию. Существует взаимосвязь между сохранением БР и многофункциональными малыми фермер-скими хозяйствами, агролесными системами, органическим сельским хозяйством и другими экстенсивными формами ведения сельского хозяйства. Особенно данные сельскохозяйствен-ные системы способны создавать экологические ниши и обеспечивать местообитания для диких растений и животных, наряду с производством продуктов питания. С другой стороны, БР играет важную роль в обеспечении полного режима питания. Сельское хозяйство способ-ствует сохранению и устойчивому использованию БР и, в то же время, является основным драйвером утраты БР, главным образом за счет расширения сельскохозяйственных угодий и интенсивности использования. Сельскохозяйственное БР само находится под угрозой: уменьшается разнообразие пород домашних животных, видов растений и культур и увеличи-вается генетическая уязвимость специализированных культур растениеводства и пород жи-вотноводства. В отношении БР перед сельским хозяйством стоят две основные задачи: под-держание сельскохозяйственного БР (в том числе связанных с ним экосистемных услуг), и смягчение негативных последствий воздействия сельского хозяйства на БР, которое непо-средственно не используется. Главной будущей задачей, которую надо будет решать сель-скому хозяйству, будет увеличение производства на устойчивой основе.

Сельскохозяйственное биоразнообразие подразделяется на:

- растительные генетические ресурсы, используемые в сельском хозяйстве и для произ-водства пищевых продуктов, включая: пастбищные виды, генетические ресурсы леса (древесные), которые являются составной частью земледельческих систем;

- генетические ресурсы животных, используемые в сельском хозяйстве и для производ-ства пищевых продуктов, включая рыбные генетические ресурсы в том случае, когда они являются частью сельскохозяйственной системы;

- генетические ресурсы микробов и грибов.

Все одомашненные виды сельскохозяйственных культур и животных – результат че-ловеческой деятельности по управлению БР, направленной на поддержание и постоянное повышение продуктивности.

57

Серьезную угрозу БР представляют инвазивные (чужеродные) экзотические виды. Эти виды интродуцировались человеком преднамеренно и непреднамеренно на протяжении столетий. В последние десятилетия этот процесс ускорился из-за развития транспорта и ши-рокого использования экзотических видов в рыбоводстве, сельском и лесном хозяйствах, са-доводстве и огородничестве. Существует общее мнение, что следует воздерживаться от преднамеренной интродукции вида, пока не будет проведена всесторонняя оценка, показы-вающая, что выгоды от интродукции значительно превышают связанные с этим риски.

В общем, лишь некоторые интродуцированные виды выживают в новой для них среде и натурализуются, не создавая никаких проблем. Однако другие оказываются успешными конкурентами по жизненному пространству и пище, становясь угрозой для местных видов или для экосистемы в целом из-за того, что они разрывают пищевую цепь или изменяют ме-стообитание.

Другие проблемы касаются смешивания с изначальными генофондами (это относится, например, к дикому лососю, дикому кабану, многим видам растений, включая деревья, и появившимся недавно генетически модифицированным организмам), а также завоза заболе-ваний. Подобное случается как внутри защищаемых территорий, так и за их пределами. Воз-растает также обеспокоенность тем, насколько эти чужеродные виды оказываются в более выгодном положении в условиях, вызванных изменениями климата, становясь еще более конкурентоспособными в сравнении с другими видами.

Недавно пахотные земли Европы подверглись вторжению американского вредителя – западного кукурузного жука-корнееда (Diabrotica virgifera virgifera). По-видимому, он про-ник в Югославию где-то в начале-середине 1980-х годов. К концу 2001 года он распростра-нился по Европе, охватив территорию 182 000 кв. км. Распространение западного кукурузно-го жука-корнееда продолжалось во всех направлениях от первоначальной точки инвазии. Этот вредитель стал подлинным экономическим бедствием для кукурузных полей Сербии и Черногории (потери урожая до 70%). Возможности биологического подавления подобных паразитов посвящено несколько исследований. Планирование более эффективных стратегий в отношении биологических инвазий стало приоритетным для сохранения природы во всем мире.

Проблема утраты БР, вызванной инвазивными видами, признана приоритетной в КБР, а также Рамсарской, Бернской и Боннской конвенциях. В рамках КБР была принята глобаль-ная программа по инвазивным видам, а состоявшаяся в 2002 году VI конференция сторон, подписавших КБР, предписала этим сторонам претворить в жизнь стратегии и планы дейст-вий по контролю экзотических видов. На европейском уровне это нашло отражение в Евро-пейской стратегии по инвазивным экзотическим видам, разработанной Советом Европы. Нынешняя стратегия ЕС по биологическому разнообразию призывает применять принцип предосторожности с тем, чтобы исключить вредные последствия вторжения инвазивных чу-жеродных видов.

Разработаны приоритетные меры для сохранения БР экосистем сельских местностей. Стратегической задачей является переход от господствующих сегодня химико-технологических подходов к развитию сельского хозяйства на основе следующих эволюци-онно-экологических принципов.

58

1. Сохранение участков природных экосистем, видов животных и растений, а также эко-логически сбалансированных природно-культурных комплексов.

2. Оптимизация сочетания природных и антропогенных элементов в агроландшафтах; поддержание целостности природных экосистем и экологически сбалансированных природно-культурных комплексов за счет формирования экологических коридоров и других мероприятий, снижающих их расчлененность.

3. Создание агроэкосистем на основе принципов саморегуляции и максимальной замк-нутости биогеохимического круговорота.

4. Увеличение средоулучшающих и ресурсовосстанавливающих функций агроэкоси-стем.

5. Сохранение и восстановление традиционных экологически сбалансированных при-родно-культурных комплексов и агроландшафтов.

6. Учет разнообразия региональных и локальных условий и применение разнообразных методов хозяйствования, использование различных пород, сортов, а также повышение комплексности угодий (например, сочетания полей, лесополос, лугов, перелесков и т.п.).

7. Сохранение разнообразия пород животных и сортов растений, каждый из которых приспособлен к конкретным локальным условиям и составляет часть культурного на-следия региона.

8. Воссоздание историко-экологических центров земледелия и животноводства.

9. Соблюдение принципа предосторожности и строгий контроль за использованием ген-но-инженерно-модифицированных организмов, особенно в природных экосистемах и центрах выведения аборигенных форм одомашненных и культивируемых животных или растений.

Приоритетные регионы для осуществления указанных мер:

- регионы наиболее интенсивного сельского хозяйства степной и лесостепной зоны;

- пригородные районы крупных городских агломераций, где наиболее высок уровень деградации природной среды, которая уже не может поддерживать продуктивное сельское хозяйство и обеспечивать нормальную жизнь людей;

- регионы, демонстрирующие примеры развитых экологически сбалансированных при-родно-культурных комплексов, сохранившие разнообразие устойчивых природно-культурных ландшафтов.

Конвенция о биологическом разнообразии (КБР) выделила вопрос о сельскохозяйст-венном биоразнообразии в отдельную тематическую область. Впервые эта проблема была рассмотрена на третьем совещании Конференции Сторон, состоявшемся в 1996 году в Бу-энос-Айресе. Конференция призвала Стороны разработать национальные стратегии, про-граммы и планы, касающиеся БР сельского хозяйства, и представила на этот счет соответст-

59

вующие рекомендации. В дальнейшем по предварительным оценкам хода выполнения про-граммы текст ее был расширен и утвержден в 2000 году на пятом совещании Конференции Сторон, состоявшемся в Найроби.

Тематическая программа КБР по сельскохозяйственному БР включает четыре про-граммных элемента:

1. Оценки. Отмечается необходимость проведения Сторонами оценки состояния и тенденций изменения сельскохозяйственного БР. Для повышения эффективности анализа, а также выявления наилучших примеров ведения хозяйства признано целесообразным внедре-ние системы индикаторов и разработка специальных методологий.

2. Гибкие методы управления. Предполагается выявление и широкое внедре-ние адаптивных управленческих практик, технологий и мероприятий, а также мер стимули-рования. Понимание проблемы взаимоотношения между БР, устойчивостью агроэкосистемы и ее продуктивностью и управление этими взаимоотношениями поможет оптимизировать управление БР в процессе сельскохозяйственного производства.

3. Создание потенциала. Предполагает развитие партнерства, включая расширение участия сельского населения, в том числе коренных общин в устойчивом управлении сель-скохозяйственным БР.

4. Актуализация деятельности. Подразумевает повышение эффективности управ-ленческой деятельности путем поддержки национальных стратегий, программ и планов дей-ствий по сохранению и устойчивому использованию сельскохозяйственного БР.

Программа фокусируется на оценке состояния и тенденциях изменения сельскохозяй-ственного БР и причин такого изменения, изучает локальный опыт управления и знаний о сельскохозяйственном БР. Программа уделяет внимание идентификации и внедрению адап-тивных практик управления, технологий, политики и предупреждающих мер. Одной из це-лей является также охрана и устойчивое использование генетических ресурсов, которые представляют важную потенциальную ценность для производства продуктов питания и дальнейшего развития сельского хозяйства. Отмечается важность новых технологий, таких как генетические технологии, ограничивающие использование (ГУРТ, GURT – Genetic Use of Restriction Technologies), и потенциальных возможностей влияния этих технологий на сель-скохозяйственное БР, биобезопасность, фермерство и экономику.

Программа работ подразумевает также изучение воздействия либерализации торговли на сельскохозяйственное БР. Даются рекомендации по формированию национальной поли-тики в области сельскохозяйственного БР, которые могут быть учтены в рамках разработки сельскохозяйственной политики и системы управления.

С марта 2007 г. в рамках Евросоюза осуществляется международный проект TEEB, призванный привлечь внимание мировой общественности к экономической ценности БР на глобальном, региональном и локальном уровнях и постоянно растущим ущербам от сокра-щения БР и деградации экосистем, а также объединить экспертов в областях науки, эконо-мики и политики для совершения практических шагов по интеграции ценности экосистем-ных услуг БР в реальную политику и экономику.

60

В 2007 г. на саммите в Хайлигендамме лидеры стран G8+5 одобрили этот проект, как важный этап на пути к устойчивому развитию. В настоящее время продолжается активная работа по проекту, на его сайте опубликованы отчеты по фазе 1: TEEB Interim Report (2008), TEEB Full Report (2009), TEEB for Policy Makers Summary (2009), TEEB Climate Issues Update (2009).

2.2.7 Сохранение биоразнообразия – необходимое условие выживания человечества

Имеется много способов защиты БР. На уровне видов выделяются два основных стра-тегических пути: in situ – т.е. в месте обитания и ex situ – вне места обитания. Стратегия in situ – основная. При осуществлении этой стратегии отдельные виды или их популяции охра-няются законом, охота и торговля этими видами регулируется, разрабатываются и осуществ-ляются программы по сохранению отдельных, наиболее редких и ценных видов (уссурий-ский тигр, носорог) или по их реинтродукции в дикую природу (лошадь Пржевальского, би-зон, зубр).

При стратегии ex situ для сохранения ограниченного количества особей диких видов используются зоопарки, ботанические сады, аквариумы, коллекции семян и микроорганиз-мов. Выпускаются также Красные книги, содержащие список видов, находящихся под угро-зой исчезновения.

Охрана БР на уровне видов – дорогой и трудоемкий путь, возможный только для от-дельных видов, но не для всего богатства жизни на Земле. Для обеспечения глобальной био-тической регуляции нужны глобальные по размерам территории, занятые природными со-обществами. Наиболее эффективный и экономичный путь охраны БР на экосистемном уров-не – создание сети особо охраняемых природных территорий (ООПТ). 15% общей площади Западной Европы имеет национальный статус природоохранных земель, в Центральной и Восточной Европе эти земли занимают 9%, а в регионе ВЕКЦА (12 стран Восточной Европы, Кавказа и Центральной Азии) – 3%.

Расширение числа и площади ООПТ противоречит использованию земель для других нужд, в особенности учитывая растущее население Земли. Поэтому для охраны БР необхо-димо совершенствовать использование заселенных земель, управление популяциями диких видов и местами их обитания на таких землях. В этих целях разработаны следующие приемы и методы:

- зонирование территорий по степени использования;

- создание коридоров, соединяющих массивы земель с меньшим антропогенным давле-нием (например, леса);

- сокращение степени фрагментации очагов БР;

- управление пограничными зонами между различными элементами ландшафта (экото-нами);

- сохранение природных переувлажненных земель;

61

- управление популяциями диких видов и местами их обитания.

К эффективным способам защиты БР относятся международные соглашения, число которых в области охраны БР постоянно растет. Центральным документом в этой области является КБР (1992). Важным соглашением является Конвенция о международной торговле видами дикой фауны и флоры, находящимися под угрозой исчезновения (CITES. Существует также ряд других конвенций, охраняющих различные аспекты БР: Конвенция по охране миг-рирующих видов диких животных, Конвенция по охране водно-болотных угодий (Рамсар-ская конвенция), Конвенция по защите китов и др. Наряду с глобальными конвенциями су-ществуют многочисленные региональные и двусторонние соглашения, регулирующие кон-кретные вопросы охраны БР.

Для снижения темпов утраты БР человечеству необходимо предпринять беспреце-дентные усилия, поскольку этот процесс будет сохраняться или усиливать свою активность в ближайшем будущем. Надо понимать, что этот путь не сулит сиюминутных выгод, напротив, он потребует существенных сил и средств, но чем раньше человечество осознает эту необхо-димость и перейдет от разрушения природы к её восстановлению, тем меньшими будут эти затраты.

2.3 Экологические проблемы сельских территорий России

В сельском хозяйстве России в настоящее время преобладают негативные процессы, индекс объема продукции сельского хозяйства все ещё ниже уровня 1990 года (рис. 2.29).

Рис. 2.29 Индекс объема продукции сельского хозяйства в России,

% от уровня 1990 года

По данным Минсельхоза РФ к 2010 г. сельскохозяйственные земли занимают около 220 млн га, из них 40 млн га не используется, в том числе 13,9 млн га являются залежными. В конце 1980-х годов в России распахивали почти 115 млн га земель, сейчас в обороте нахо-дится менее 80 млн га. Пашни, оставшиеся без ухода и удобрений, деградируют. Почти в 10 раз сократились объемы мелиорации земель, гипсования и орошения почв. Около трети по-севных площадей не удобряется, а на остальных нормы внесения удобрений снижены по сравнению с оптимальными в 3–4 раза. Правда, последние несколько лет посевы зерновых и

62

масличных культур возрастают, но многолетние насаждения и пастбища занимают все меньшие площади.

В советское время в сельском хозяйстве использовались экстенсивные технологии об-работки почвы. Обычный порядок работы включал вспашку, несколько культиваций, боро-нование, предпосевное выравнивание, сев и прикатывание. Мощность тракторов, глубина вспашки и ширина захвата плугов постоянно росли, из-за этого верхний слой почвы стано-вился рыхлым и его уносило ветром. Эрозия охватила десятки миллионов гектаров, а содер-жание гумуса в лучших черноземах упало с 10–12% до 5–6%. Такая технология, которую до сих пор применяют в большинстве хозяйств, не только истощает почву, но и требует боль-ших затрат на топливо и рабочую силу.

Состояние почвенного покрова и почвенной биоты в России на сельхозугодьях, суще-ственной части лесных земель, а особенно на городских, транспортных и других землях, со-вершенно неудовлетворительное, во многих регионах страны – критическое. Около 56% сельскохозяйственных угодий являются эрозионно-опасными и подвержены водной и ветро-вой эрозии. Эродированность почв и их подверженность эрозии нарастают с севера на юг до зоны черноземов и несколько уменьшаются в зоне каштановых почв. Количество эрозионно-опасных земель и интенсивность смыва коррелируют с рельефом: они минимальны на пло-ских низменностях, увеличиваются на моренных всхолмленных равнинах и достигают мак-симума на возвышенностях, густо расчлененных долинно-балочной сетью.

В европейской части России особенно сильно подвержены смыву почвы Среднерус-ской и Приволжской возвышенностей, Высокого Заволжья, Предуралья, Ставропольской возвышенности и предгорий Кавказа. В лесостепной и степной зонах эрозия привела к силь-ному развитию оврагов. В степной и сухостепной зонах возникла ветровая эрозия, отсутст-вующая в естественной степи.

Территория юга европейской части России представлена сочетанием равнин, предго-рий и гор. На ней расположены 13 субъектов РФ в пределах Южного и Северо-Кавказского федеральных округов. Эта зона отличается плотным населением, на значительной ее части сельское хозяйство ведется интенсивным образом. Анализ качественного состояния земель-ных ресурсов этого региона показывает, что в течение длительного времени на его обшир-ных земледельческих территориях, наблюдается увеличение площадей деградированных зе-мель, в результате воздействия антропогенной деятельности и опасных природных процес-сов. К началу ХХI столетия регион приобрел монофункциональную направленность, при-родные ландшафты превратились практически полностью в агроландшафты, где компоненты природного комплекса, в том числе и земли, в результате глобальной потери видового разно-образия и естественного равновесия, утратили экологические механизмы самоорганизации, самовоспроизводства, саморегуляции, самоочищения и стали полностью зависеть от дейст-вий человека. В настоящее время доля земель сельскохозяйственного назначения в регионе составляет около 80% от общей площади (в Ставропольском крае - более 90%), а площадь пашни – более 50% от общей площади сельскохозяйственных угодий (Глушко, Разумов, 2010).

В Западной Сибири деградация почв охватила уже 9598,8 тыс. га или 22,1% сельхозу-годий, из них в сильной степени 1%, средней –18,4 и в слабой – 80,6%. Пахотные угодья де-

63

градированы на площади 6950 тыс. га (40,2% от пашни), из них смытые почвы распростра-нены на 17,76%, дефлированные на 37,40 % и совместным воздействием ветра и воды дегра-дировано 44,54% от площади пашни. В Омской области деградация почв распространена на площади 1762,5 тыс. га или на 24,6% сельхозугодий, из них в сильной степени – 1,62%, в средней – 22,98%, в слабой – 75,40%. Доля дефлированных почв составляет – 74,5%, смытых – 12,1% и совместного проявления – 14,4%. В южной эрозионно-дефляционной зоне преоб-ладает дефляция, в центральной – совместное проявление эрозии и дефляции, в северной преобладает эрозия почв (Рейнгард, 2009).

Содержание гумуса интенсивнее снижается в южных районах Омской области. Опус-тынивание почв также развивается сильнее на юге области, особенно по Прииртышскому увалу и в степной зоне. Низкая культура использования земельного фонда создала условия слабой устойчивости почвенного покрова к проявлению эрозии, дефляции, суффозии, грави-тации, опустыниванию. Наиболее интенсивно и сильно ухудшаются пахотные почвы лёгкого гранулометрического состава, в них снижается содержание физической глины на 38-60% и более, а в тяжёлых почвах до 20%. Содержание гумуса снизилось в лёгких почвах в 3,04 раза, в тяжёлых – в 1,25 раза. Валовые запасы гумуса снизились в лёгких почвах со 172,6 до 67,5 т/га (в 2,56 раза), а в тяжёлых с 237,5 до 152 т/га (в 1,56 раза) (Рейнгард, 2009).

Западная Сибирь отличается большим разнообразием типов и видов почв, имеющих свои особенности по качеству и уровню естественного плодородия. Общей характеристикой практически всех типов почв является относительно низкий уровень плодородия. Так, по данным агрохимического обследования низкое содержание гумуса отмечено на 31,2% общей площади пашни Западно-Сибирского региона, а если сюда включить почвы черноземного типа с содержанием органического вещества 4–6%, то доля пахотных земель с низким со-держанием гумуса возрастет до 58% от обследованной площади. Особенно большой удар по содержанию гумуса в пахотных землях Западной Сибири нанесло освоение целины в 50- го-ды ХХ века. Уменьшение содержания гумуса из-за бурного развития дефляции в пахотном слое лугово-черноземных почв составило 20%, разных видах чернозема – от 21,6 до 21,9%. Особенно низкое содержание гумуса в пахотных землях отмечается в южных (3,8–4,0%) и ряде северных (2,4–3,1%) районов Омской области, причем тенденция к снижению в регионе гумусированности почв сохраняется. Основной причиной сложившегося положения является продолжающаяся ветровая и водная эрозия почв и низкий уровень применения органических удобрений. В результате ежегодные невосполнимые потери органического вещества почвы составляют 0,3–0,5 т/га (Красницкий, 2008).

Тяжелое положение сложилось в почвах Западной Сибири с обеспеченностью микро-элементами, частично по той причине, что микроудобрения в полевом земледелии не приме-нялись. Большая доля обследованных пашен Омской области имеет низкую обеспеченность подвижными формами цинка (99%), кобальта (73%), меди (50%), марганца (16%), молибдена (13%), и лишь содержание подвижного бора повсеместно высокое (Красницкий, 2008).

Уровень содержания тяжелых металлов в почвах Западно-Сибирского региона невы-сок и в среднем не превышает 0,5 ПДК по каждому из элементов (Cd, Cu, Zn, Cr, Ni, Co). Ис-ключение составляет Кемеровская область с её высоким промышленным потенциалом, здесь максимальные показатели содержания в почвах цинка и кадмия превышают ПДК (Красниц-кий, 2008).

64

Основные угрозы для разнообразия почв и почвенной биоты при традиционных спо-собах ведения сельского хозяйства заключаются в следующем:

- химико-технологический подход к ведению сельского хозяйства, распашка больших площадей ведут к эрозии почвенного покрова, трансформации и исчезновению при-родных видов почв, деградации почв и гибели их биоты;

- загрязнение почв выбросами промышленных предприятий и транспорта, стоками жи-вотноводческих ферм, ядохимикатами, радионуклидами, нефтью и нефтепродуктами; захламление промышленными и бытовыми отходами при широком распространении несанкционированных свалок;

- сведение лесов приводит к эрозии почв в горных и засушливых районах, к заболачи-ванию – на севере. Нерациональные методы лесозаготовок приводят к уничтожению лесной подстилки и разрушению почвы;

- осушение болот и заболоченных почв с помощью неправильно спроектированных осушительных систем вызывает нарушение регионального водного баланса, разруше-ние торфяных массивов;

- нерациональные системы орошения приводят к засолению и заболачиванию почв;

- подтопление земель вследствие строительства водохранилищ;

- резкое сокращение работ по реконструкции ранее созданных мелиоративных систем;

- экологически непродуманная деятельность (строительство, использование наземного транспорта вне дорожно-транспортной сети, нефтяные загрязнения) в районах много-летней мерзлоты приводит к сильнейшей эрозии и уничтожению маломощных север-ных почв;

- отчуждение и нарушение земель при строительстве и разработке полезных ископае-мых (площадь таких земель пока относительно мала, но постоянно растет);

- заражение почв вредителями и возбудителями болезней растений.

65

2.4 Литература

Агроэкология / В.А. Черников, Р.М. Алексахин, А.В. Голубев и др.; Под редакцией В.А. Черникова, А.И. Чекереса. М.: Колос, 2000. 536 с.

Агроэкологическая оценка земель, проектирование адаптивно-ландшафтных систем земледелия и агротехнологий. – М.: Росинформагротех, 2005.

Айдаров И.П. Обустройство агроландшафтов России. – М.: МГУП, 2007.

Баженова О.П. Фитопланктон Верхнего и Среднего Иртыша в условиях зарегулированного стока. Омск: ФГОУ ВПО ОмГАУ, 2005. 248 с.

Биоразнообразие сельскохозяйственных земель в России: современное состояние и тенденции раз-вития. Москва: МСОП – Всемирный союз Conservaton, 2003. 52 с.

Волошко Л.Н., Плющ А.В., Титова А.Н. Токсины цианобактерий (Cyanobacteria, Cyanophyta). Альголо-гия, 2008. Т. 18, № 1. С. 3-20.

Глобальная перспектива в области биоразнообразия 3. Секретариат Конвенции о биологическом раз-нообразии (2010 г.). Монреаль, 94 с.

Глушко А.Я. Деградация земель юга России под воздействием экзогенных процессов / Глушко А.Я., Разумов В.В. // Вопросы современной науки и практики. Университет им. В.И. Вернадского. № 4-6 (29), 2010, с. 13-19.

Голубев Г.Н. Геоэкология: Учебник для студентов вузов. М.: Аспект Пресс, 2006. 288 с.

Защита растений в устойчивых системах землепользования (в 4-х книгах) / Под общей ред. д. с.-х. н., проф., иностр. чл. РАСХН Д. Шпаара. Торжок: ООО Вариант, 2003. Книга 1. 392 с.

Керженцев А.С., Кузьменчук Ю.А. Другой Земли у нас нет. Вестник РАН, 2009. Т.79, № 4. С. 312–319.

Красницкий В.М. Изменение плодородия почв Сибири под влиянием антропогенных воздействий / Агрохимическое и экологическое состояние почв и растений Западной Сибири. – Омск: Вариант-Омск, 2008. С. 81–92.

Лопырев М.И. Основы агроландшафтоведения. – Воронеж, 1995.

Оценка экосистем на пороге тысячелетия, 2005 г., Экосистемы и благосостояние человека: биоразно-образие. Институт мировых ресурсов, Вашингтон, округ Колумбия, 86 с.

Проблемы деградации, охраны и восстановления продуктивности сельскохозяйственных земель Рос-сии. /Под ред. Г.А.Романенко. – М.: ВНИИА, 2007.

Рейнгард Я.Р. Деградация почв экосистем юга Западной Сибири. Лодзь – Польша, 2009. 636 с.

Тающая красота. Изменение климата и его последствия. М.: Фонд им. Генриха Бёлля, Российский ре-гиональный экологический центр, 2009. 26 с.

Xie Biao, Wang Xiaorong, Ding Zhuhong, and Yang Yaping. Critical impact assessment of organic agricul-ture. Journal of Agricultural and Environmental Ethics, 2003, 16, р. 297–311.

Duelli P., Obrist M. K., Schmatz D. R. Biodiversity evaluation in agricultural landscapes: above-ground in-sects. Agriculture, Ecosystems and Environment, 1999, 74, р. 33–64.

Jensen M. E., Bourgeron P. , Everett R. and Goodman I.. Ecosystem management: a landscape ecology perspective. Water Resources Bulletin, 1996, vol. 32, № 2, р. 203–216.

Hamza M.A., Anderson W.K. Soil compaction in cropping systems. A review of the nature, causes and pos-sible solutions. Soil & Tillage Research, 2005, 82, р.121–145.

McLaughlin A., Mineau P.. The impact of agricultural practices on biodiversity. Agriculture, Ecosystems and Environment, 1995, 55, р. 201–212.

and Environment

66

D. Murty, M.U.F. Kirschbaum, R.E. McMurtrie, H. McGilvray. Does conversion of forest to agricultural land change soil carbon and nitrogen a review of the literature. Global Change Biology, 2002, 8, p.105–123.

Karl F. Nordstrom, Shintaro Hotta. Wind erosion from cropland in the USA: a review of problems,solutions and prospects. Geoderma, 2004, 121, р. 157–167.

Maurizio G. Paoletti, David Pimentel. Environmental risks of pesticides versus genetic engineering for agri-cultural pest control. Journal of Agriculture and Environmental Ethics, 2000, 12, р. 279–303.

B. D. Soane, C. van Ouwerkerk. Implications of soil compaction in crop production for the quality of the envi-ronment. Soil & Tillage Research, 1995, 35. p.5–22.

W. Vos, H. Meekes. Trends in European cultural landscape development: perspectives for a sustainable fu-ture. Landscape and Urban Planning, 1999, 46, р. 3–14.

ru.wikipedia.org/wiki/Биоразнообразие

http://www.biodiversity.ru

www.teebweb.org

http://www.well.com/~davidu/extinction.html

https://www.cbd.int/doc/strategic-plan/strategic-plan-01-en.doc http://ec.europa.eu/environment/nature/biodiversity

http://www.ecology-portal.ru

http://www.vestnik.vsu.ru

67

3 Пути решения экологических проблем сельских территорий

В сельских территориях наибольшую экологическую нагрузку на среду создает сель-скохозяйственная деятельность человека. В данной главе рассмотрены основные способы стабилизации и улучшения экологической ситуации в сельских территориях.

3.1 Роль планирования использования земель и ландшафтного менеджмента в решении экологических задач сельских территорий

Для устойчивого развития сельских территорий необходимы научно-обоснованное планирование и организация использования земель. Анализ зарубежного и российского опы-та показывает, что при планировании развития территорий и использовании земель реализу-ются общие принципы. При этом учитываются необходимость комплексного экономически обоснованного развития территорий, удовлетворение социальных потребностей населения, а также предусматривается комплекс мер, направленных на стабилизацию и улучшение эколо-гической ситуации и окультуривания природных ландшафтов. Особенности планирования и менеджмента земель зависят от многих параметров, включая уровень экономического разви-тия, особенности административного деления страны, политические и экономические уста-новки правительства и администраций территорий, экологическое самосознание населения, состояние земель территорий и т.д.

3.1.1 Планирование территории в развитых странах

Анализ опыта экономически развитых стран показывает, что процесс планирования использования земель в основном затрагивает следующие вопросы:

- регулирование отношений земельной собственности и прав её реализации;

- разграничение земель между общинами, т.е. установление их границ (делимитация);

- улучшение условий землевладения и землепользования за счет консолидации и ко-массации земельных участков, устранения недостатков в использовании земли (фрагментации земель, вкрапливаний, мелко- и узкополосицы, и др.) (страны ЕС);

- повышение ландшафтно-экологической устойчивости и эстетической привлекательно-сти территории (страны ЕС);

- осуществление природоохранных, противоэрозионных, мелиоративных, водорегули-рующих и других мероприятий (Германия, Австралия, США, Канада, Китай, Индия);

- экономическая поддержка фермерских хозяйств за счет проведения мер по организа-ции рационального использования и охране их земель и технико-экономического обоснования организации производства с учетом качества земельных участков (страны ЕС);

- землеустроительная поддержка оборота земель и земельного рынка (страны ЕС, США, Канада);

68

укрупнение фермерских хозяйств и обеспечение дифференцированного механизма их поддержки и функционирования (страны ЕС, США, Канады и др.).

В Германии хорошо развита модель планирования ландшафтов. Ландшафтное плани-рование в Германии восходит к началу XIX века, оно возникло как реакция общественности на индустриализацию страны и разрушение природы. В федеральном законе 1976 г. ланд-шафтное планирование было впервые закреплено юридически как планировочный инстру-мент защиты ландшафта, ухода за ландшафтом и его развития. В настоящее время ланд-шафтное планирование превратилось в важный и признанный инструмент охраны природы.

Планированию предшествует сбор информации о состоянии различных характеристик территорий: интенсивности застройки, распределения населения, состояния почв, стоимости земли, биоразнообразия и др. (рис. 3.1) Разрабатываются стратегические планы развития на 10-15 лет и текущие планы. На этапе подготовки планов нижние административные единицы – коммуны формируют предложения по планам развития территорий, передают их на уро-вень земель, земли передают обобщенные предложения на федеральный уровень. На феде-ральном уровне разрабатываются планы, учитывающие как предложения земель и коммун, так и стратегические интересы развития страны.

Мероприятия по охране природы и уходу за ландшафтом для федеральной земли должны быть представлены в ландшафтной программе. Для отдельных территорий регио-нального уровня (округов, областей) составляются ландшафтные рамочные планы. На ком-мунальном уровне, как правило, составляется ландшафтный план. Для частей коммун (об-щин) составляется так называемый зеленый план, предназначенный для детализации и уг-лубления ландшафтного плана.

Ландшафтное планирование сосредоточивает свои усилия на выявлении и оценке функций и свойств ландшафта, а также на разработке предложений по устойчивому сохране-нию почв, вод, воздуха и климата, растений и животных, облика и эстетических качеств ландшафта. Смысл планирования заключается в том, чтобы создать предпосылки для нор-мального функционирования этих компонентов и сохранения взаимосвязей между ними. Вырабатываются рекомендации по экологически устойчивому использованию этих благ природы (Landschaftsplanung, 1997).

При разработке планов развития территорий с индустриальным сельским хозяйством и плотным населением для сохранения биоразнообразия важно оставлять неизменными наи-более богатые биотопы, предусматривать специальные коридоры между биотопами для пе-ремещения особей. Для защиты растительности и животного мира

Рис. 3.1 Карты земли Баден-Вюртемберг (Германия)

69

а – почвенные ресурсы; б – стоимость земли; в – распределение биологического раз-нообразия и коридоры между биотопами.

поддерживается структура ландшафтов, направленная на сохранение и развитие мест обитания растений и животных. Конкретные пути (цели, требования и мероприятия) опреде-ляет ландшафтное планирование. Мероприятия осуществляются совместными усилиями землепользователей и собственников.

Особое внимание уделяется сохранению гармоничного облика ландшафтов, поддерж-ке и развитию его высоких эстетических качеств. При этом речь идет не только о нетрону-той, первобытной природе, но и формированию культурного ландшафта, который бы соот-ветствовал природоохранным и эстетическим критериям - многообразию его элементов, своеобразию и красоте.

Качество ландшафтов рассматривается в Германии не только как элемент, опреде-ляющий социально-психологическое состояние населения, но и как способ поддержания экономики сельских территорий. Экологический и агротуризм обеспечивает дополнительные доходы территориям, поэтому при планировании продумывается доступность для посещения и сохранность таких пространств. В ландшафтное планирование входят задачи по выделе-нию, сохранению и развитию территорий, предназначенных для отдыха людей, не причи-няющего ущерба природе, – рекреационные участки. Развитие рекреационной инфраструк-туры важно не только с социальной и эстетической точки зрения, но и с экономической, по-скольку позволяет территориям получать дополнительные доходы.

При наличии множества воздействий и намерений, исходящих как от государствен-ных или общественных планировщиков, так и от частных инвесторов, что характерно для Германии, необходимо прогностическое и координирующее планирование. Участвуя в ландшафтном планировании, общественность и власти регионов постоянно сталкиваются с проблемами охраны природы и окружающей среды, ищут пути разрешения этих проблем, приближаясь тем самым к пониманию экологических взаимосвязей и получая сведения о ценности местного ландшафта. Ландшафтное планирование своими установками способст-вует укреплению взаимосвязей между требованиями охраны окружающей среды и экономи-ческими, социальными и культурными интересами людей, побуждая их следовать целям ус-тойчивого развития регионов. Оно смягчает или устраняет конфликты в сфере природополь-зования и закладывает основы устойчивого развития.

Примером активного управления развитием территорий и ландшафтов является спе-циальная программа по реструктуризации и консолидации участков земли, реализуемая в Германии в земле Баден-Вюртемберг. Земля Баден-Вюртемберг – регион с высокой плотно-стью населения (130 чел./кв. км) с интенсивно развитой промышленностью и сельским хо-зяйством. В земле преобладает фермерский тип ведения сельского хозяйства, причем исто-рически сложилась традиция передачи наследникам равных долей земельных участков. Со временем на территории сложилась система землевладения, состоящая из мелких участков, часто разделенных пространственно (рис. 3.2). При такой ситуации затрудняется обработка территории, нарушается система севооборотов, снижается экономическая эффективность хо-зяйств, исчезают очаги естественного биоразнообразия.

70

При осуществлении программы консолидации участков на территории отдельных общин собственники земельных участков на добровольной основе соглашаются на оценку земель, а затем приходят к соглашению об обмене участками с учетом их стоимости и цен-ности для хозяйства. Затем разрабатывается и реализуется план реструктуризации террито-рии. В результате участки земель укрупняются, одновременно проводятся инфраструктур-ные преобразования в виде постройки дорог, выделении мест под биотопы и места туризма, обустройство водоемов, выделение обязательных участков для сохранения биоразнообразия (не менее 5 % территории) (рис. 3.3, 3.4). При таком подходе к планированию и управлению ландшафтами решаются основные задачи устойчивого развития: улучшение экономики, ре-шение экологических проблем и улучшение социальной среды. Программы по консолидации земель требуют существенных затрат, в Германии средства на их реализацию вносят собст-венники земель, коммуны, земля, федеральное правительство, ЕС.

Рис. 3.2 Реструктуризация и консолидация сельскохозяйственных территорий в земле Баден-Вюртемберг (Германия): а, в – план и вид территории до консолидации; б, г – после консолидации.

Политика ЕС и отдельных государств направлена на сохранение земель сельскохозяй-ственного назначения, включая труднодоступные и малопригодные для обработки участки в горах или в заболоченных местностях. Для поддержания естественных биотопов и культур-ных ландшафтов в ЕС осуществляются специальные программы – например, европейская программа NATURA-2000, программы земли Баден-Вюртемберг МЕКА (приложение) и

71

PLENUM. Сходные по смыслу программы реализуются в других странах. Примеры про-грамм, реализуемых во Франции и Словакии, описаны в модуле 1. При реализации этих про-грамм уделяется особое внимание как развитию естественных биотопов, так и менеджменту культурных ландшафтов. При этом проводится работа по развитию экологического самосоз-нания населения. Кроме того, разработана система премий для фермеров, участвующих в поддержании культурных ландшафтов и улучшающих экологическое состояние собственных участков.

В России в начале 1990-х гг. сформировался новый земельный строй, введено много-образие форм собственности и хозяйствования. По состоянию на 1 января 2009 года в собст-венности граждан и юридических лиц находилось 133 млн. га земель, или 7,8% земельного фонда страны. Из них в собственности граждан насчитывается 124 млн. га, в том числе 107 млн. га в виде земельных долей. Доля приватизированных сельскохозяйственных угодий со-ставляет 80 %. Кроме того, почти 11 млн. га сельскохозяйственных угодий за годы реформы были застроены или заросли лесом и выведены из хозяйственного оборота, а около 30 млн. га пока по разным причинам не используются. На сегодняшний день наличие долевой собст-венности, по сути, тормозит развитие хозяйственной деятельности на землях сельскохозяй-ственного назначения (www.komitet4.km.duma.gov.ru).

Со временем при передаче земельных долей наследникам можно ожидать прояв ления дробления участков, и развития ситуации, сходной с ситуацией в землях южной Германии. Для перспективного развития сельских территорий России необходимо уделять пристальное внимание перспективным планам устойчивого развития территорий, чтобы избежать в бу-дущем больших затрат на совершенствование земельных отношений, организацию террито-рии и использования земель.

3.1.2 Планирование сельских территорий в России

Целью планирования является совершенствование распределения земель в соответст-вии с перспективами развития экономики, улучшения организации территорий и определе-ния иных направлений рационального использования земель и их охраны в Российской фе-дерации, субъектах Российской федерации и муниципальных образованиях [5].

Планирование территорий осуществляется на основе социально-экономических про-грамм, землеустроительной, градостроительной, природоохранной и иной документации.

До начала земельной реформы в Российской Федерации функционировала сравни-тельно четкая система землеустроительного обеспечения планирования использования и ох-раны земельных ресурсов на союзном, республиканском, региональном, районном и хозяй-ственном уровнях [2].

Эта система включала разработку: прогнозов, общесоюзных и региональных про-грамм использования и охраны земель; схем использования и охраны земельных ресурсов и схем землеустройства на союзном, рес-публиканском, региональном, областном и районном уровнях; проектов территориального (межхозяйственного) землеустройства; проектов внутрихозяйст-венного землеустройства; рабочих проектов на отдельные участки и мероприятия.

72

Землеустройство развивалось в трех направлениях: государственное, муниципальное и хозяйственное (инициативное) [9].

Государственные мероприятия направлены на регулирование земельных отношений, изменение системы организации использования земли и землепользований. Задачами госу-дарственного землеустройства являются организация наиболее полного, научно обоснован-ного, рационального и эффективного использования земель, повышение культуры земледе-лия и охрана земель. Государственные мероприятия осуществляются периодически или по мере надобности в идее территориального (межхозяйственного) и внутрихозяйственного землеустройства. Результаты государственных мероприятий обязательны для исполнения всеми землепользователями независимо от формы собственности и организационно-правовой формы предприятия. Государственные мероприятия в зависимости от инициатора землеустройства подразделяются на федеральные и субъекта Федерации. В настоящее время землеустройство как система государственных мероприятий делится на следующие группы мероприятий: первая связана с изучением состояния земель, вторая – с планированием и ор-ганизацией рационального использования земель и их охраны, третья – с территориальным землеустройством и четвертая – с внутрихозяйственным землеустройством.

Муниципальные мероприятия проводятся для осуществления программ развития тер-риторий местного самоуправления за счет их средств. В том случае, если они не противоре-чат государственному землеустройству, федеральным законам и законам субъектов Федера-ции, их реализация обязательна для всех землепользователей на территории местного само-управления.

Хозяйственные (инициативные) мероприятия осуществляются как реализация прав землевладельцев и за счет их средств самими предприятиями, фермерскими хозяйствами, учреждениями и отдельными гражданами. Они носят необязательный характер и выполня-ются только по желанию заказчика. Индивидуальные мероприятия по организации исполь-зования земли осуществляются отдельными гражданами на своих надельных, приусадебных, садово-огородных, дачных, кооперативных участках.

Сочетание этих мероприятий позволит обеспечить постоянное приспособление орга-низации использования земли к задачам производства, рекреации, удовлетворения физиоло-гических потребностей человека. Если при государственном землеустройстве намечаемые мероприятия имеют экологический, экономический и социальный характер, то при проведе-нии хозяйственных мероприятий – преимущественно экономический. Только в том случае, когда государственное землеустройство поддержано муниципальным, а муниципальное, в свою очередь, хозяйственным или индивидуальными мероприятиями, обеспечивается наи-больший эффект организации использования земли.

Вместе с тем реформирование существовавшей системы землепользования, перерас-пределение земель привели к разрушению существовавшей системы организации террито-рии и использования земель, стабильность и компактность землепользований. Главным ме-ханизмом осуществления земельных преобразований должно было стать землеустройство. Принятие Земельного кодекса РФ, Федерального закона "О землеустройстве", а также цело-го ряда подзаконных нормативных актов вывело землеустройство на новый качественный уровень.

73

В то же время, отсутствие научно обоснованной концепции землеустройства, сведе-ние его роли только к оформлению решений, принимаемых местными органами самоуправ-ления по вопросам перераспределения земель и наделение земельными участками граждан привело к существенным недостаткам (дальноземелье, чересполосица, изломанность и не-правильность границ и др.)

В дальнейшем отсутствие надлежащих организации и финансирования землеустрой-ства, отказ от разработки установленной землеустроительной документации, отсутствие зем-леустройства на землях сельскохозяйственного назначения привели к нарушению устойчи-вости землепользования, обострению проблем деградации земель, нанесению существенного ущерба окружающей природной среде и всей экономики страны.

Восстановление устойчивости землепользования в перспективе возможно только на основе развития землеустройства. Комплексное, устойчивое, эффективное развитие сельских территорий является основополагающей целью землеустройства и иных систем мероприя-тий, направленных на преобразование земле- и природопользования.

В настоящее время регионам России даны широкие полномочия по решению социаль-но-экономических проблем своих территорий. В качестве одного из направлений регулиро-вания сельской экономики с целью обеспечения устойчивого его развития провозглашено стратегическое планирование.

С 2009 года Президентом РФ, Правительством РФ, Минэкономразвития (Росреестр), Минрегионразвития и Минсельхозом на основе межведомственного взаимодействия осуще-ствляется модернизация системы общероссийского планирования эффективного использова-ния земельных ресурсов страны для устойчивого развития сельских территорий.

Разрабатывается система долгосрочного планирования использования сельскохозяй-ственных земель всех форм собственности для применения муниципальными, региональны-ми органами власти и частными землепользователями. Данная система позволяет местным органам власти осуществить планирование сельских территорий на основе проектной зем-леустроительной документации, в комплексе увязывающей правовые, экономические и эко-логические условия для повышения эффективности производства, достижения экологиче-ской стабильности в условиях недостаточного инвестирования, технического и технологиче-ского обеспечения.

Таким образом, в современных условиях ускоренный экономический рост сельских территорий путем включения земельно-имущественного комплекса в активный экономиче-ский оборот требуют существенного развития системы землеустройства и территориального планирования. Действующее законодательство предусматривает возможность территори-ального планирования и планирования рационального использования земель и их охраны на основе градостроительной и землеустроительной документации.

До недавнего времени не было нормативно-правовых документов, обязывающих ор-ганы власти регионов и муниципальных образований использовать стратегическое планиро-вание при выборе перспектив развития территории. С введением в действие Градостроитель-ного кодекса Российской Федерации, органы государственной власти и органы местного са-моуправления обязаны проводить территориальное планирование. Согласно части 1 статьи 9

74

Градостроительного кодекса «Территориальное планирование направлено на определение в документах территориального планирования назначения территорий, исходя из совокупно-сти социальных, экономических, экологических и иных факторов в целях обеспечения ус-тойчивого развития территорий, развития инженерной, транспортной и социальной инфра-структур, обеспечения учета интересов граждан и их объединений, Российской Федерации, субъектов Российской Федерации, муниципальных образований» [3]. Система и содержание территориального планирования в Российской Федерации представлена на рис.3.1.

Федеральным законом «О введении в действие Градостроительного кодекса Россий-ской Федерации» от 29.12.2004 г. №191-ФЗ предусмотрено, что с 1 января 2010 года при от-сутствии документов территориального планирования субъектов Российской Федерации не допускается принятие органами государственной власти, органами местного самоуправле-ния решений о резервировании земель, об изъятии (в том числе путем выкупа) земельных участков для государственных или муниципальных нужд, о переводе земель из одной катего-рии в другую. С 1 января 2010 не допускается выдача разрешений на строительство при от-сутствии документов территориального планирования. После этих контрольных сроков про-куратура вправе опротестовывать принятые решения.

В связи с этим, в настоящее время схема территориального планирования стала основ-ным обязательным для исполнения документом, определяющим земельную политику регио-на, пространственное использование территории в нем. Именно на подготовку и реализацию данного документа изыскиваются средства из различных бюджетов.

Схемы территориального планирования Российской Федерации, субъектов Российской Федерации и муниципальных районов решают вопросы, развития транспорта, обороны, энер-гетики и других отраслей, размещения объектов капитального строительства, соответствен-но, федерального, регионального и местного значения. По данным вопросам они должны быть согласованы со схемами землеустройства соответствующего уровня.

Организация рационального использования сельскохозяйственных угодий в составе земель сельскохозяйственного назначения, земель лесного, водного фондов, земель запаса, большей части особоохраняемых природных территорий не охватывается градостроительны-ми регламентами и должна планироваться и осуществляться на основании землеустроитель-ной документации. Данный порядок предусматривает одновременную и технологически взаимосвязанную разработку схем территориального планирования и схем землеустройства соответствующих уровней. При проведении такой работы должны служить материалы уста-новления границ муниципальных и иных административно-территориальных образований и предварительные сведения по разграничению земель по формам собственности, содержа-щиеся в схемах землеустройства (рис. 3.2).

Градостроительная документация нижнего уровня, начиная с генерального пла-на поселения (городского округа), должна охватывать территории городских и сельских по-селений. Организация рационального использования земель и их охраны на межселенных территориях, за чертой населенных пунктов, и, прежде всего земель сельскохозяйственного назначения и земель иных категорий земельного фонда, должна осуществляться на основе схем и проектов землеустройства, как это принято в мировой практике.

75

Данное положение законодательно подтверждается статьёй 19 Федерального закона от 18.06.2001 №78-ФЗ «О землеустройстве». В состав землеустроительной документации входят: генеральная схема землеустройства территории Российской Федерации; схемы землеустрой-ства территорий субъектов Российской Федерации; схемы землеустройства территорий му-ниципальных и других административно-территориальных образований; схемы использова-ния и охраны земель.

Рис. 3.3 Структура и содержание территориального планирования в системе градо-строительной документации

76

Рис. 3.4 Распределение вопросов планирования и организации рационального использова-ния земель и их охраны между землеустроительной и градостроительной доку-ментацией [2].

Генеральная схема землеустройства территории Российской Федерации является средством:

- согласования территориальных и земельно-имущественных интересов Российской Федерации и ее субъектов;

- оценки земельно-ресурсного потенциала страны и включения его в экономику госу-дарства;

- - совершенствования федеральных и региональных систем землевладения, землеполь-зования и регулирования земельных отношений;

- - научно обоснованного и сбалансированного использования свойств земли как при-родного объекта, охраняемого в качестве важнейшей составной части природы; при-родного ресурса, являющегося главным средством производства в сельском и лесном хозяйстве и основой осуществления хозяйственной и иной деятельности на террито-рии России; как недвижимого имущества, объекта права собственности и иных прав на землю.

77

Схема землеустройства территории субъекта Российской Федерации должна разраба-тываться на основе главного землеустроительного документа, определяющего основные на-правления развития землепользования в стране - Генеральной схемы землеустройства терри-тории Российской Федерации, природно-сельскохозяйственного районирования территории субъекта Российской Федерации, перспектив развития экономики субъекта Российской Фе-дерации с учётом схемы территориального планирования субъекта Российской Федерации.

Схема землеустройства территории субъекта Российской Федерации, как главный до-кумент планирования использования земель в регионе, относится к долговременной плано-вой документации. Ее необходимо разрабатывать на перспективный период, составляющий, как правило, 15-25 лет с возможностью внесения корректив в виду трансформации природной среды, земельных отношений и социально-экономической ситуации в стране и регионе, а также на расчётный период - от 3-х до 5-ти лет.

На перспективный период разрабатываются предложения по созданию завершённой системы землевладений и землепользовании, рационального использования и охраны земель, полному мелиоративному, природоохранному и инженерному обустройству территории субъекта Российской Федерации, обеспечивающих реализацию ресурсного потенциала земли.

На расчётный период предложения разрабатываются исходя из оценки сложившейся системы земельных отношений, системы землевладений и землепользовании и тенденций в их развитии, эффективности использования земель и их агроэкологического состояния, реальных экономических возможностей органов государственной власти, органов местного самоуправ-ления, предприятий, учреждений, организаций и граждан по осуществлению мероприятий по планированию рационального использования земель и их охране на ближайшую перспективу.

Материалы схемы должны быть предназначены для обеспечения органов государст-венной исполнительной власти и управления достоверной информацией общегосударствен-ного значения о приоритетных направлениях развития землепользования и землеустройства в регионе.

Основной задачей разработки схемы землеустройства муниципального района являет-ся выявление наиболее эффективных направлений использования и охраны земельных ре-сурсов для обеспечения дальнейшего развития сельского хозяйства и других отраслей на-родного хозяйства.

Выполнение этой задачи достигается решением следующих вопросов:

- создание благоприятных территориальных предпосылок для социально-экономических преобразований в сельской местности и перехода к регулируемому рыночному хозяйствованию;

- организация комплексного многоцелевого использования земельных ресурсов по-средством их разумного перераспределения для обеспечения разнообразных произ-водств и предприятий необходимой земельно-ресурсной базой и формирования мно-гоукладной экономики;

78

- совершенствование использования земель в отраслях АПК в соответствии с дейст-вующим законодательством, агроэкологическим качеством земель, размещением сельских населённых пунктов, инфраструктурной обеспеченностью;

- -поддержание устойчивости ландшафтов, организация надёжной охраны земельных и иных природных ресурсов.

Как уже отмечалось выше, при разработке схем землеустройства различного уровня решается весь комплекс вопросов по использованию и охране земель на всей территории, соответственно, Российской Федерации, субъекта Российской Федерации, муниципального образования. Вместе с тем имеется настоятельная необходимость в решении конкретных проблем по использованию земель и их охране. При этом могут составлять схемы, связанные с определением земель, в границах которых гражданам и юридическим лицам могут быть предоставлены земельные участки, определением земель, которые могут быть включены в специальные земельные фонды, определением земель, отнесенным к категориям и видам, установленным законодательством Российской Федерации.

Состав, содержание и степень детализации указанных схем устанавливается заказчи-ком с учетом характера конкретно решаемых задач, а также природных, экономических и социальных условий. Разработка таких схем регламентируется соответствующими норма-тивными правовыми актами.

На основе схем землеустройства разрабатываются проекты. Землеустроительные про-екты - это социально-экономическая, техническая и правовая документация, разработанная в процессе землеустройства. При землеустройстве разрабатываются три основных вида проек-тов: территориального (межхозяйственного) землеустройства, внутрихозяйственного земле-устройства и рабочие проекты на отдельные составные части и элементы проекта внутрихо-зяйственного землеустройства, обеспечивающие их практическую реализацию.

Проекты территориального (межхозяйственного) землеустройства охватывают боль-шой круг землеустроительных действий, связанных с перераспределением земель, изъятием и предоставлением земельных участков, образованием новых и упорядочением существую-щих объектов землеустройства, установлением, восстановлением их границ на местности, изготовлением карты (плана) объекта землеустройства и др.

Проекты внутрихозяйственного землеустройства предусматривают систему меро-приятий по организации рационального и эффективного использования земель сельскохо-зяйственного назначения и их охраны и территориальной организации производства в сель-скохозяйственных организациях и крестьянских (фермерских) хозяйствах.

Рабочие проекты разрабатываются на те мероприятия, по которым надлежит соста-вить рабочие чертежи и сметные расчеты для финансирования и их практической реализа-ции.

В целом представленная система прогнозирования, планирования и проектирования отличается комплексным подходом по развитию конкретных территорий с учетом современ-ных социально-экономических условий, решению вопросов рационального использования и

79

охраны земель, формированию устойчивых землевладений и землепользований, стабилизации экологической обстановки, сохранению природных свойств земли.

Научно-обоснованное планирование использования земель и выполнение задуман-ных мероприятий являются экономически эффективными инструментами как для повыше-ния экономической эффективности землепользования, так и улучшения экологической об-становки в сельских территориях. В частности, своевременная оценка стоимости и ценно-сти земель приводит к снижению необоснованного отчуждения земель сельскохозяйствен-ного использования. Развитие оптимальной транспортной инфраструктуры снижает излиш-ние транспортные издержки и снижает загрязнение среды топливо-смазочными материала-ми. Большое значение имеет планирование и выполнение мер по охране водных ресурсов территорий, охране наиболее ценных биотопов, расширению биоразнообразия флоры и фау-ны.

3.2 Общие экологические мероприятия

Многочисленными разработками российских ученых (Биоразнообразие сельскохозяй-ственных.., 2003; Агроэкологическая оценка.., 2005) установлено, что для сохранения БР и устойчивости почвенных экосистем в России необходимо:

- обеспечить рациональное соотношение земельных угодий разного типа, выделить особо охраняемые участки на территориях разного типа землепользования (земле-дельческого, мелиоративно-земледельческого, лугово-животноводческого, лесохозяй-ственного и др.) все хозяйственные и природоохранные мероприятия должны быть строго дифференцированы в соответствии с зонально-региональными особенностями почвенного покрова России;

- создать единую государственную политику в области охраны почв. Совершенствовать механизмы межведомственной координации и принять Комплексный план действий по вопросам использования и охраны почв;

- перейти от химико-технологической концепции сельского хозяйства к экологически сбалансированным принципам и системам землепользования.

- создавать Красные книги особо ценных и редких почв и их биоты;

- организовать прямую и косвенную охрану почвенных объектов. Создать единую го-сударственную систему мониторинга охраняемых почв. Разработать разделы Земель-ного кадастра Российской Федерации и субъектов Федерации, касающиеся охраняе-мых почвенных объектов;

- включить критерии охраны почв в планирование системы особо охраняемых природ-ных территорий. Создавать почвенные заказники, заповедники, памятники природы;

Также выделяются ключевые для сохранения БР регионы и приоритетные виды. К числу последних относятся редкие и находящиеся под угрозой исчезновения, мигрирующие, эксплуатируемые, эндемичные виды, редкие и находящиеся под угрозой исчезновения поро-ды домашних животных и сорта растений. Редкие и находящиеся под угрозой исчезновения

80

породы домашних животных и сорта растений являются приоритетными объектами охраны по следующим причинам:

- любая форма измененных человеком живых организмов является носителем уникаль-ной генетической информации о наследственных качествах, как используемых сего-дня в хозяйстве, так и неиспользуемых, включая еще неизвестные свойства, которые могут оказаться полезными в будущем;

- разнообразие пород и сортов является необходимым условием развития экологически сбалансированного сельского хозяйства на территории России, отличающейся огром-ным разнообразием природных и социально-экономических условий, определяет воз-можности селекции быстро отвечать на изменения экологической (включая измене-ния климата), экономической и социальной ситуаций и, таким образом, является не-обходимым условием устойчивого развития сельского хозяйства и обеспечения про-довольственной безопасности страны;

- местные породы и сорта являются неотъемлемыми элементами традиционной культу-ры природопользования, они представляют собой «живое культурное наследие».

В качестве приоритетных экосистем на федеральном уровне выделяются наиболее крупные категории наземных и морских экосистем, в целом находящиеся в России в крити-ческом состоянии:

- лесостепные, степные и полупустынные экосистемы;

- экосистемы Каспийского, Азовского, Черного и Балтийского морей;

- экосистемы более низких уровней, требующие особого внимания.

Лесостепные, степные и полупустынные экосистемы в России в наибольшей степени преобразованы человеком. Они сохранились лишь в виде изолированных участков, многие из которых уже утратили способность к самовосстановлению. Для сохранения экосистем этих биомов на территории России необходима охрана всех сохранившихся участков при-родных сообществ, активные меры по их восстановлению и развитие экологически безопас-ного сельского хозяйства в этих регионах.

Глобальные изменения природной среды приводят к необходимости перестройки сложившейся системы управления, пересмотру многих социальных парадигм и ценностей общественного развития. Потребуется определить новые приоритеты в науке и технике, раз-работать механизм снижения рисков в социально-экономической сфере, оптимизировать процессы управления в сфере инновационных и социально-экономических технологий в ус-ловиях быстрого нарастания неблагоприятных природных изменений. Приспособляемость человека и общества к изменяющимся параметрам окружающей среды прямо связана с ха-рактерным временем смены поколений (20-25 лет). Серьёзные изменения социальных пара-дигм развития общества, как правило, возможны лишь на протяжении жизни трёх-четырёх поколений (50–80 лет).

В связи с вышеизложенным, особо важное значение приобретает обучение админист-ративных работников и управленцев в сфере сельского хозяйства по программе TEMPUS-

81

RUDECO, основной целью которой является формирование современных экологических представлений о развитии сельского хозяйства.

3.3 Экологизация земледелия

Для стабилизации и улучшения экологического состояния сельских территорий су-щественное значение имеет применение экологически обоснованных технологий растение-водства, разработанных с учетом зоны. Решение экологических проблем необходимо осуще-ствлять комплексно. Для этого необходима разработка системы земледелия для каждого конкретного хозяйства с учетом природных условий и возможностей производителя сель-скохозяйственной продукции.

3.3.1 Восстановление (поддержание) плодородия почв

Борьба с эрозией и дегумификацией почв

Для борьбы с эрозией разработаны зональные комплексы взаимодополняющих агро-технических, лесомелиоративных, гидротехнических и организационно-хозяйственных про-тивоэрозионных мероприятий. Агротехнические мероприятия (обработка участков и посев поперёк склонов, глубокая, более 22 см, вспашка, чередуемая через 2–3 года с обычной вспашкой, плоскорезная и безотвальная обработка почвы, весеннее рыхление зяби полосами, щелевание, залужение склонов) способствуют регулированию стока талых и дождевых вод и значительно уменьшают смыв почвы.

В районах распространения ветровой эрозии вместо вспашки применяют плоскорез-ную обработку почвы культиваторами-плоскорезами с сохранением стерни на поверхности (почвозащитная технология обработки почвы), что уменьшает распыление и способствует большему накоплению почвенной влаги. Во всех районах, подверженных эрозии, большое значение имеют почвозащитные севообороты, а также посевы сельскохозяйственных куль-тур между кулис из высокостебельных растений. Полезно также внедрение лугопастбищных севооборотов, правильное чередование культур, нарезка полей перпендикулярно направле-нию ветров, полосное размещение культур и другие приемы. Из лесомелиоративных меро-приятий эффективны защитные лесные насаждения (полезащитные, приовражные и приба-лочные лесные полосы). В совокупности это позволит свести к минимуму разрушение поч-вы, обеспечить рациональное использование земли, повысить урожай сельхозкультур.

При угрозе вводной эрозии применяют террасирование на крутых склонах, сооружа-ют водозадерживающие валы и водоотводящие канавы, быстротоки и перепады в руслах ов-рагов и ложбин. Противоэрозионные организационно-хозяйственные мероприятия обычно разрабатывают при землеустройстве.

Большое значение в борьбе с эрозией имеют рациональные методы управления, кото-рые могут стать наиболее эффективным, если их осознанно принимают земледельцы и фер-меры, как это показано на примере борьбы с ветровой эрозией в США (Nordstrom, Hotta, 2004).

На территории России наблюдается большое разнообразие агроэкологических зон, а также территорий по плотности населения и интенсивности сельского хозяйства (рис. 35).

82

3.3.2 Борьба с загрязнением почв и водных ресурсов удобрениями

Основными источниками биогенной нагрузки на сельских территориях являются сельскохозяйственные угодья, объекты животноводства, склады минеральных удобрений, сельские населенные пункты и территории садово-огородных товариществ, а также естест-венный растительный покров и атмосферные осадки. Эти источники подразделяются на рас-сеянные (диффузные или площадные) и точечные (сконцентрированные в пределах ограни-ченного пространства). Эродированные почвы, доля которых в России превышает половину общей площади сельхозугодий (56%), являются мощным источником поступления биоген-ных веществ в водные объекты. Дополнительный транспорт биогенов может быть связан с традиционными агротехническими приемами. Так например, осенняя подготовка почвы под яровые и пропашные культуры вместо весенней способствует сокращению выноса биогенов из-за уменьшения поверхностного склонового стока. Однако, зяблевая вспашка нарушает противоэрозионную устойчивость почвенного покрова и благоприятствует тем самым выно-су биогенов с продуктами эрозии.

При интенсивном земледелии в почву вносят высокие дозы азотных удобрений (до 170 кг/га), а также в качестве удобрений применяют навоз с животноводческих ферм. При несбалансированном внесении азотных удобрений в почве и грунтовых водах накапливаются вредные для здоровья людей и животных нитраты. Чтобы снизить нагрузку животноводства на экологическую ситуацию в странах ЕС регламентируется количество животных, которое может содержать фермер. Запрещено внесение удобрений в зимний период, по снегу, а также в водоохраной зоне.

Возрастает вынос биогенов при длительном применении больших доз минеральных удобрений, которые в этом случае накапливаются в пахотном слое. То же самое происходит при внесении удобрений по мерзлой почве и особенно весной по талому снегу. Биогенное загрязнение вод также усиливается при эрозии почв. Например, из-за эрозионного разруше-ния почв в условиях интенсивного эвтрофирования находятся водоемы Нечерноземной зоны России (Агроэкология, 2005), эвтрофированы все реки и большинство озер.

Существенное влияние на вынос биогенных элементов оказывает лесная раститель-ность. Например, лесные полосы шириной 10 м перехватывают 32% фосфора, в лесных по-лосах шириной 20 м содержание азота также меньше на 25-40%, чем в стоке с необлесенной территории. Защитные полосы из хвойных пород в 2,5 раза эффективнее, чем из лиственных. Кроме леса на миграцию биогенов оказывают влияние и другие угодья, например культур-ный луг шириной 500 м снижает концентрацию растворенного фосфора в проходящем через него стоке в 28 раз. Таким образом, чем больше поверхностные воды соприкасаются с нерас-паханными угодьями, тем меньше биогенов выносится ими в водные объекты (Агроэколо-гия, 2005).

В странах ЕС с 70-х гг. ХХ в. реализуются специальные программы, направленные на улучшение экологического состояния сельских территорий. предпринимаются меры по сни-жению загрязнения почвы и вод удобрениями и пестицидами, снижение интенсификации производства и перевод его на экстенсивный путь. Характерной для Западной Европы явля-ется агроэкологическая программа МЕКА, которая реализуется в земле Баден-Вюртемберг Германии (Приложение-МЕКА). Фермеры участвуют в программе сознательно и на добро-вольной основе. Для программы разработан комплекс понятных фермерам и легко контроли-

83

руемых мероприятий, способствующих улучшению экологического состояния сельских тер-риторий. К таким мерам относятся:

- снижение доз удобрений и пестицидов;

- уменьшение интенсификации использования почв за счет удлинения севооборотов, организации традиционных пастбищ, более позднего скашивания травы на пастби-щах;

- снижение животноводческой нагрузки на ландшафты за счет лимитирования поголо-вья скота;

- поддержание биоразнообразия за счет содержания местных пород животных, старых плодовых насаждений, подсева цветов;

- обработка неудобных для земледелия крутых склонов и т.д.

При проведении этих мероприятий доходы фермеров снижаются либо они имеют прямые затраты на проведение экологически обоснованных мероприятий. Дл компенсации финансового ущерба фермеры получают экономически обоснованные доплаты в форме пре-мий. Такая политика позволяет гибко воздействовать на экологическую обстановку в сель-скохозяйственных территориях, а также поддерживать высокое качество культурных ланд-шафтов, чему уделяется большое внимание в странах ЕС.

Оптимизация системы удобрений в севооборотах России

Применение удобрений в любой зоне должно проводиться на научной основе. В За-падной Европе минеральные удобрения применяются в высоких дозах, что приводит к за-грязнению почвы. В то же время в большинстве территорий России с экстенсивным и тради-ционным ведением хозяйства дозы удобрений слишком низки и не обеспечивают восстанов-ления плодородия почв. Необходимо существенно увеличить объемы внесения всех видов удобрений, прежде всего органических, особенно в северных районах: навоза, торфокомпо-ста, соломы, сидеральных удобрений. При разложении органических удобрений в почве на-капливаются минеральные соединения – азотные, фосфорные, калийные. Так, в наших опы-тах (1995-2004 г.г.) при посеве пшеницы после чистого пара в почве пахотного слоя содер-жалось 13,5 мг/кг нитратного азота, а после сидерального донникового пара – 14,4 мг/кг. Да-же после таких лучших предшественников обеспеченность им оставалась низкой. На второй – третьей культуре содержание нитратного азота еще ниже – 7,8-11,2 мг/кг. Это свидетельст-вует о необходимости увеличения доз удобрений для получения приемлемого уровня уро-жайности.

По мнению В.И.Кирюшина, чтобы вырваться из экологических противоречий экстен-сивного земледелия, необходимо расширить применение средств интенсификации до опти-мального экологически приемлемого уровня. Это особенно важно при использовании небла-гополучных пахотных земель (эрозионных, солонцовых, засоленных и других) либо вывести часть их из активного оборота и более интенсивно использовать лучшие земли.

Применение химических средств, при несовершенстве технологий возделывания сельскохозяйственных культур приводит к загрязнению продукции и окружающей среды. Часть проблем можно решить за счет оптимизации норм удобрений внесения сообразно с

84

потребностями растений, содержанием NPK в почве, с учетом культуры, ее места в севообо-роте, сроков и норм высева, погодных условий конкретного года, технических средств вне-сения и т. д. Системы удобрений культур должны осуществляться для конкретной почвенно-климатической зоны.

Для повышения эффективности использования минимальных доз минеральных удоб-рений следует их вносить в почву. На сегодняшний день реально внесение аммофоса при по-севе яровой пшеницы первой культурой после чистого пара одновременно с посевом (на-пример, 20-30 кг действующего вещества фосфора на 1 га). Это даст толчок более полному использованию накопившегося за период парования нитратного азота. Соответствующее увеличение урожая повлечет рост массы корней, пожнивных остатков и соломы. В обороте будет возрастать объем органического вещества. Этому же будет способствовать внесение минимальных доз азотного удобрения (N 20-30) при посеве второй – третьей культуры после пара.

При значительных расстояниях полей от животноводческих ферм, экономически це-лесообразно использование навоза только в прифермных севооборотах, там можно обойтись вообще без минеральных удобрений. По мере продвижения на север и улучшения влагообес-печенности почвы и растений возможности применения как органических, так и минераль-ных удобрений возрастают. Кроме тех позиций, которые мы отметили для степной зоны, здесь расширяются возможности использования сидеральных удобрений и, особенно, бобо-вых культур. Однако нужно помнить, что азотфиксация будет проходить в значимых мас-штабах только при условии хорошего развития бобовых растений. Значит, следует целена-правленно создавать эти условия, вплоть до применения бактериальных удобрений, которые исчезли из практики хозяйств.

3.3.3 Борьба с загрязнением среды пестицидами

Совершенствование систем земледелия

С развитием химической защиты растений стало очевидно, что чрезмерное и односто-роннее её использование приводит к отрицательным побочным действиям. Они впервые вы-явлены у инсектицидов и акарицидов, позже у гербицидов и фунгицидов (Защита растений, 2003). Уже в 1965 г. появился доклад экспертного совета президента США «Восстановить качество нашей внешней среды», где в числе отрицательных факторов химической защиты растений назывались:

- нарушение природных механизмов регуляции в аграрных и соседних экосистемах;

- отрицательное влияние на численность диких видов растений и животных;

- загрязнение почвы, поверхностных и грунтовых вод;

- накопление пестицидов в пищевых цепях и возможные остатки в продуктах питания;

- селекцию резистентных к пестицидам форм вредных организмов (President`s Science, 1965).

85

Наиболее действенной мерой снижения нагрузки на окружающую среду является снижение расхода пестицидов. В Германии оно снизилось с 3,09 до 1,79 кг д..в../ га сельхозу-годий за период с 1988 по 1992 гг., позже дозы колебались в пределах 1,54 – 1,94 кг д.в./га сельхозугодий (Защита растений, 2003). Значительно выше эти показатели в Бельгии, Гол-ландии, Франции и Италии. В России применяемые дозы пестицидов ниже, но для улучше-ния экологической обстановки желательно уменьшить их применение. Для улучшения эко-логической обстановки в странах ЕС предлагаются меры, за соблюдение которых фермерам выплачиваются премии:

- использование пестицидов, которые не склонны к инфильтрации в грунтовые воды;

- запрет или ограничение применения средств защиты растений в санитарных зонах ис-точников водоснабжения;

- ограничение максимальных норм расхода пестицидов, частоты и сроков внесения.

- особое внимание должно уделяться производству новых химических средств с мень-шей токсичностью. Хотя нужно иметь в виду, что этот процесс приводит к удорожа-нию препаратов.

Значительное количество пестицидов (гербицидов) тратится для защиты растений от сорняков, в этом вопросе содержится наибольшее число противоречий между необходимо-стью подавления сорняков и соблюдением норм экологической безопасности.

В борьбе с сорняками реально применение двух типов мероприятий: предупредитель-ные и истребительные. Из предупредительных мер выполняется противосорняковый каран-тин на государственном уровне. Однако ряд карантинных объектов за последние годы про-рвали заградительные кордоны. Так, в Западной Сибири появились такие сорняки, как пас-лен трехцветковый, горчак ползучий и некоторые виды повилик.

Предупредительные мероприятия в форме обкашивание полей, дорог, линий электро-передач и т.п. выполняются далеко не всегда. Еще меньше уделяется внимания правильному хранению навоза, что приводит к созданию колоссальных рассадников сорняков у животно-водческих ферм и населенных пунктов. Мало внимания обращается и на приготовление кор-мов. В результате, семена ряда сорняков проходят через пищеварительный тракт животных не теряя жизнеспособности и усугубляют проблему качества навоза. Способы снижения эко-логической нагрузки животноводческих комплексов на окружающую среду описаны в моду-ле 5,

Фитоценотические предупредительные меры в форме севооборотов, обеспечивающих некомфортные условия для отдельных групп сорняков. Например, введение в севооборот озимых культур создает неблагоприятные условия для яровых сорняков, которые преобла-дают в сибирском регионе. Конечно, в условиях Ставропольского и Краснодарского краев возможности использования озимых культур несравнимо лучше. Вместе с тем, посевы ози-мой ржи могут занять в Западной Сибири более солидную долю. Снижение засоренности по-севов может произойти с увеличением площадей многолетних и однолетних трав. При их уборке реальна ликвидация части сорняков, что снижает пестицидную нагрузку на пашню в целом.

86

Дополнительный эффект дают фитоценотические меры в виде оптимальных нормы высева и сроков сева. Например, борьба с сорняками такой биологической группы как ран-ние яровые должны быть основаны на использовании сроков сева после появления их массо-вых всходов. Даже в борьбе с поздними яровыми сорняками, массовые всходы которых по-являются обычно после завершения сева основных культур, можно использовать посев од-нолетних трав в летний период. Для горохоовсяной смеси – июнь, для ярового рапса, суре-пицы и редьки масличной – июль. Обычно в зональных рекомендациях для различных куль-тур предлагается интервал оптимальных норм высева. Использование верхних пределов, ча-ще всего, позволяет усилить подавление многих видов сорных растений.

В отличие от южных регионов страны, в Западной Сибири существенно сокращаются возможности подавления сорняков из-за коротких переходных периодов – весны и осени. В северных регионах с благоприятным водным режимом, возможности снижения гербицидной нагрузки больше за счет более широкого использования однолетних и многолетних трав, а также отвальной системы обработки почв.

Хотелось бы остановиться на перспективах чистого пара в свете экологизации земле-делия. На практике чаще обращают внимание на положительные стороны чистого пара, за-бывая о повышении эрозионной опасности, сокращении поступления органики в почву, чрезмерной минерализации гумуса, потери азота, подтягивания водорастворимых солей в пахотный горизонт и т.д. Однако, для выполнения одной из основных функций пара – унич-тожения сорняков, особенно многолетних, приходится прибегать к применению гербицидов. Использование их в чистом пару многократно уменьшает прямой контакт химических ве-ществ с культурными растениями. На современном этапе практически невозможно рассчи-тывать на хорошие урожаи основных сельскохозяйственных культур без истребительных мер борьбы с сорняками, особенно многолетними. Здесь и сосредоточены основные проти-воречия с экологией.

Если на посевах культуры возникает потребность обязательного применения герби-цидов, то обработки нужно проводить так, чтобы наносить минимальный вред. и здесь нуж-но искать пути минимизации экологического вреда. При оптимальных сроках опрыскивания растений можно снизить дозы гербицида и достичь максимального результата. Химическая промышленность внесла существенный вклад в снижение гербицидной нагрузки в агроцено-зах. Так, нормы внесения гербицидов группы сульфонилмочевин уменьшилось до десятка миллилитров на гектар, против 2,5 л/га аминной соли 2,4-Д, при условии одновременного снижения в несколько раз такого показателя, как ЛД50.

Необходимо использовать опрыскиватели с более высокой производительностью. Желательно проводить опрыскивание в ночные часы, когда испарение гербицидов в атмо-сферу минимальное. Такую возможность дает техника со спутниковой навигацией.

В странах ЕС ширится движение в сторону органического земледелия, предусматри-вающего полный отказ от химических удобрений и средств защиты (модуль 5). Однако во многих регионах России с коротким безморозным периодом, и малым количеством осадков получение приемлемого урожая без удобрений и минимального применения средств химиче-ской защиты растений проблематично. Поэтому говорить о больших масштабах получения экологически чистой продукции пока затруднительно. Высокую урожайность можно полу-

87

чить при переходе на интенсивные технологии, обеспечивающие оптимальный уровень ми-нерального питания и защиты от сорняков, болезней, вредителей и полегания посевов. По-этому необходимо направлять усилия на минимизацию вредных воздействий на окружаю-щую среду. Одно из направлений работы – интегрированная защита растений, сочетающая агротехнические и химические меры подавления сорняков.

При громадном разнообразии регионов Российской Федерации и уровне развития хо-зяйств любые рекомендации должны быть адаптированы к экономическим, почвенно-климатическим, экологическим и иным условиям сельских территорий.

3.3.4 Перспективы экологизации земледелия на примере Западной Сибири

Особенностью Западной Сибири является разнообразие природно-климатических зон и разная степень развития сельских территорий, на ее примере могут быть проиллюстриро-ваны меры по улучшению экологической обстановки в сельских территориях. В Западной Сибири выделяют засушливую степную зону, лесостепную зону с более благоприятным уровнем осадков, подтаежную и таежную зоны.

Степная зона. На современном этапе мы пожинаем плоды необдуманного масштабно-го освоения целинных земель в аридной зоне. Глобальное изменение естественных биогео-ценозов привело к целому ряду отрицательных последствий. Прежде всего, был нарушен травяной покров почвы, что привело к резкому изменению водного, воздушного и теплового режимов. Кардинально изменились условия для почвенной биоты. За несколько десятилетий значительно уменьшилось содержание гумуса в почве, особенно заметное первые годы после распашки целины, когда терялись наименее прочные соединения гумусовых веществ. По ме-ре дальнейшей эксплуатации целинных земель содержание гумуса могло стабилизироваться и темпы его потерь уменьшиться за счет того, что в почве остались наиболее прочные к внешним воздействиям фракции. Однако, применение отвальных приемов обработки почвы на обширных площадях создало условия для мощного развития ветровой эрозии. Это и сей-час является одной из основных причин потерь гумуса, хотя на основных территориях в на-стоящее время применяется система безотвальной обработки почвы.

В большинстве хозяйств степной зоны преобладают зернопаровые севообороты с максимальным их насыщением посевами яровой пшеницы. Экономические возможности из-менений пока минимальны. Что же можно предпринять в ближайшие годы?

Во-первых, стремиться к максимально возможному выводу из пашни участков с наи-менее плодородными почвами (солонцеватые и засоленные). После залужения они будут вы-полнять хотя бы функцию защиты поверхности почв от ветровой эрозии и давать, пусть и скудный, пастбищный корм.

Во-вторых, необходимо придерживаться принципа минимизации обработки почв. На сегодняшний день становится модной так называемая «нулевая» обработка почв. Наиболее ярким сторонником данного направления является профессор В. Двуреченский (Основные агротехнические правила, 2008), его поддерживает профессор университета Саскатун (Кана-да) Т. Кинг (семинар по технологиям возделывания культур. – Омск, 2010). Процессы дегра-дации почв и ландшафтов при экстенсивном земледелии безусловно имеют место, их невоз-можно остановить без применения удобрений, мелиорантов, пестицидов (Кирюшин, 1996).

88

После массового внедрения системы безотвальной обработки почвы по методу А.И.Бараева в засушливой степи Западной Сибири существенно снизились масштабы ветро-вой эрозии, (Почвозащитное земледелие, 1975). Учеными СибНИИСХ (г. Омск) были разра-ботаны почвозащитные ресурсосберегающие технологии возделывания культур в лесостепи Западной Сибири (Холмов, Юшкевич, 2006). Однако, последние годы перестали выполнять-ся ряд мероприятий из рекомендованной системы земледелия. Прежде всего, сведены к ми-нимуму влагонакопительные мероприятия. Чистые пары должны быть кулисными, но в про-изводстве встречаются все реже. С учетом того, что механическое снегозадержание практи-чески прекратилось, накопление твердых осадков уменьшилось.

Из положительных тенденций следует отметить возрастающие объемы дробления и разбрасывания соломы на полях, что позволяет снизить потери влаги из почвы. Однако, та-кое экологически полезное мероприятие, не обеспечивает увеличения урожайности культур из-за нехватки минерального азота в почве. В результате, микроорганизмы, ведущие разло-жение соломы, отнимают часть азота для своей жизнедеятельности у культурных растений. Налицо необходимость и целесообразность внесения минимум 10 кг действующего вещества азота на 1 т соломы. С нашей точки зрения не создаст экологических проблем и внесение фосфорных удобрений под первую культуру после пара. Обычно за год парования накапли-вается значительное количество минерального азота в почве, что чревато его частичной по-терей. Создание благоприятного соотношения N:P позволит материализовать в урожае этот дополнительный азот. Кроме этого, более мощное развитие растений яровой пшеницы уси-ливает ее конкурентоспособность в борьбе с сорняками и увеличивает массу соломы.

Рассмотренные меры улучшения экологической обстановки недостаточны для степ-ной зоны. Кардинальная защита почв от эрозии здесь возможна при введении почвозащит-ных севооборотов, с полосным размещением многолетних трав. Одна из лучших схем:

1. Чистый пар - многолетние травы 3-го года пользования

2. Пшеница - многолетние травы 4-го года пользования

3. Пшеница с подсевом - многолетние травы 5-го года пользования

многолетних трав

4. Многолетние травы

1-го года пользования - пшеница

5. Многолетние травы

6. 2-го года пользования - пшеница

В таком севообороте половина любого поля занята многолетними травами, что обес-печивает защиту почв от эрозии, создает определенное биоразнообразие фауны на поле. Ес-тественно, внедрение таких схем ведет к существенным изменениям структуры пашни за счет значительного уменьшения площади зерновых культур, но появляется реальная воз-можность улучшения кормовой базы животноводства и увеличения его доли в общем балан-се производства.

89

Следует признать скудные возможности подбора видов многолетних трав. Наиболее надежным в этой зоне проявляет себя засухоустойчивый многолетний злак – житняк (пырей гребенчатый). Дополнением из злаковых трав может быть использован кострец безостый. Желательно увеличить биоразнообразие и за счет бобовых трав, хотя их выбор не велик – люцерна желтая и синегибридная, эспарцет. При этом последний может быть подспорьем злаковым компонентам травосмеси в первые 2-3 года. Реальны и одновидовые посевы лю-церны, но с конкретной целью – получение семян. Расширение ассортимента культур повы-сит экологическую устойчивость агроценозов и биоразнообразие.

Для развития животноводство в степной зоне потребуются различные корма. Кроме сена, это и силос, и зеленая масса, и корнеплоды. Возделывание культур такого направления возможно на территории вокруг животноводческих ферм, поскольку перевозка значительных масс корма экономически целесообразна на ограниченном расстоянии. В прифермерных се-вооборотах возможности увеличения биоразнообразия выше. Это силосные культуры, преж-де всего кукуруза, это однолетние и многолетние травы, чаще всего злаково-бобовые тра-восмеси, это корне- и клубнеплоды. Значительно выше возможности использования органи-ческих удобрений. Все это увеличивает возможности экологической защиты сельских терри-торий.

Лесостепная зона. В этой зоне здесь более благоприятный водный режим почвы. Но различия по обеспеченности растений влагой в комплексе с тепловым режимом внутри этой зоны достаточно велики.

Для зоны характерны также преимущественно зернопаровые севообороты. Но воз-можности частичной замены чистых паров на другие виды значительно выше. Прежде всего, шире могут быть использованы сидеральные пары (Рендов, 2008). Важно подобрать площа-ди, где сидеральные пары могут обеспечить максимальный эффект. Это, прежде всего, луго-во-черноземные почвы, где за счет близкого залегания грунтовых вод (3-6 м от поверхности) создаются оптимальные условия увлажнения сидеральных культур. Значительные площади таких почв имеются даже в южной лесостепи.

В отношении подбора сидеральных культур, возможны варианты. Наиболее приемле-мо использование донника. Его плюсы – это бобовое растение, а значит, реальна дополни-тельная азотфиксация за счет симбиоза с клубеньковыми бактериями. Как двулетнее расте-ние, донник может подсеваться под предшествующую культуру. Растения донника за счет мощной стержневой корневой системы переносят гипсосодержащие соединения в пахотный слой и способствуют определенной самомелиорации солонцеватых почв. Урожайность зеле-ной массы достигает 30 и более тонн с гектара, а с учетом пожнивных остатков и корневой массы в 1,5-2 раза больше. Донник интересен и тем, что заделку сидеральный массы можно провести уже во второй декаде июня. Это позволяет за оставшийся период до ухода в зиму решить проблему сорняков агротехническими мерами без увеличения пестицидной нагрузки на пашню.

В зависимости от условий хозяйства возможно использование в качестве сидеральных культур ярового рапса, но при условии летнего посева до 30 июля и заделки сидерата в нача-ле сентября. Заменить рапс можно сурепицей или редькой масличной (Казанцев, 2001). Ре-ально использование для сидерации гороха (Моторин, 1996). Для солонцовой лесостепи ока-

90

зывается эффективным использование подсолнечника в качестве сидерального растения (Га-вар, 1997).

Наши исследования показали, что основная часть сидеральной массы расходуется на образование элементов минерального питания и меньшая - лабильного органического веще-ства, но это позволяет приблизить время образования элементов минерального питания к пе-риоду их массового потребления культурными растениями.

В условиях лесостепной зоны есть возможность более широкого, по сравнению со степью, использования занятых паров. Если в южной части, это, прежде всего на лугово-черноземных почвах, то в северной – на любых. Занятые пары существенно расширяют био-разнообразие. Используя разные парозанимающие культуры, можно создавать более полный зеленый конвейер. Весной и в начале лета желательно иметь посевы озимых зерновых куль-тур. В зависимости от погодных условий весны первые урожаи зеленой массы может обес-печить озимая рожь (II- III декады мая) и озимое тритикале (III декады мая – I декады июня). Следующие сборы зеленой массы (I –II декады июня) могут обеспечить козлятник (его посе-вы последние годы стали расширяться) и донник. Важно начинать уборку в фазу бутониза-ции – начало цветения. Если козлятник, как долголетняя многолетняя трава, требует вывода определенных полей из севооборота, то донник легко вводится в основные зональные схемы.

Достойного внимания требует и традиционная для региона парозанимающая травос-месь гороха и овса. При этом реально растянуть сроки посева от конца апреля до июля. Со-ответственно расширятся и сроки уборки зеленой массы.

Последние годы в структуре посевных площадей хозяйств с наличием животноводче-ской отрасли определенное место стал занимать яровой рапс. Он обеспечивает высокобелко-вым зеленым кормом животных в критический осенний период, вплоть до замерзания над-земной части. При этом пищевая ценность и поедаемость рапса существенно не страдает.

По мере развития животноводства в лесостепной зоне возрастает потребность в сене. Набор многолетних трав достаточно разнообразен. Это традиционные для зоны кострец без-остый и люцерна (желательно их смеси) что обеспечивает наиболее благоприятное исполь-зование элементов минерального питания и накопления органического вещества в почве. По мере развития семеноводства многолетних трав могут быть использованы бобовые – эспар-цет, донник и клевер.

Для увеличения биоразнообразия крайне необходима частичная замена яровой пше-ницы зернобобовыми культурами. Предпринимаются попытки расширения посевных пло-щадей сои, но пока эта культура остается достаточно проблемной. Возможности увеличения посевов гороха выглядят более реально, особенно после того, как в государственный реестр внесены так называемые «усатые» сорта местной селекции. Значительное упрощение уборки урожая таких сортов, вплоть до прямого комбайнирования, вызвало интерес у производст-венников.

Еще одно направление увеличения биоразнообразия, это наметившаяся тенденция роста посевных площадей масличных культур, особенно подсолнечника, ярового рапса, ры-жика и льна.

91

В лесостепной зоне, особенно в центральной солонцовой части, произошло естест-венное изменение состава пахотных земель. Из пашни выведены солонцы и другие низко-плодородные почвы. Конечно, было бы целесообразным залужение таких участков и созда-ние пастбищ, пусть и низкопродуктивных. Однако, в пашне остается значительное количест-во солонцеватых, осолоделых и других почв. Это создает сложности для их одновременной обработки, посева и уборки. Поэтому дальнейшая экологизация земледелия в этой зоне должна идти с одновременной химической мелиорацией почв, прежде всего гипсованием со-лонцеватых почв. Только в этом случае мы вправе надеяться и на увеличение урожайности культур и на улучшение экологической обстановки на землях сельскохозяйственного назна-чения.

Подтаежная и таежная зона. Эти зоны имеет хорошее ежегодное обеспечение влагой, в отдельные годы – избыточное. Но существуют проблемы с теплообеспечением, с обеспе-чением элементами минерального питания, с состоянием почв по реакции почвенного рас-твора и т.д.

Перекосы в ценовой политике привели к тому, что значительную долю пашни стали занимать посевы яровой пшеницы. Хотя заведомо ясно, что получить зерно хорошего каче-ства здесь редко удается.

С учетом диверсификации сельского хозяйства и перспектив развития животноводст-ва в этой зоне необходимо произвести ряд изменений в системы земледелия.

Во-первых, при хорошем увлажнении необходимо снижать роль чистого пара как на-копителя влаги, при этом можно увеличить доли занятых паров и посевов многолетних трав.

Во-вторых необходимо расширять видовое разнообразие культур. В свое время стра-ны Западной Европы как минимум удвоили урожайность сельскохозяйственных культур за счет широкого внедрения клевера в севообороты. На сегодняшний день в ряде хозяйств се-верной зоны Сибири его вообще нет. Клевер луговой по своим биологическим особенностям позволяет вводить его в севообороты. Лучше, если он высевается в смеси со злаковыми тра-вами, например с тимофеевкой луговой, что обеспечивает хорошие урожаи сена в течение двух лет и позволяет накопить в почве запасы органического вещества. Для рассматриваемой зоны характерно низкое содержание гумуса в почве и любое мероприятие рассматривается под углом зрения возможностей его пополнения. Однако многие почвы зоны имеют повы-шенную кислотность почвенного раствора, поэтому необходимо их известкование. Отсутст-вие такой химической мелиорации в последние десятилетия уже привело к существенному увеличению площадей кислых почв и уровня их кислотности (Красницкий, 1999). Увеличе-ние в структуре пашни доли однолетних и многолетних трав, зернобобовых и силосных культур позволит возродить производство льна-долгунца, поскольку появится возможность использования продуктивных семипольных севооборотов. Это обеспечит предотвращение льноутомления почвы.

В третьих, для подтаежной и таежной зоны необходимо существенное увеличение объемов применения органических и химических удобрений. Если производство навоза рез-ко сократилось из-за уменьшения поголовья крупного рогатого скота, то запасы торфа, в том числе пригодного для подготовки компостов, здесь зачастую значительные. Для большинст-ва почв зоны характерно низкое содержание основных элементов минерального питания,

92

особенно азота. Поэтому применение и минеральных удобрений здесь будет более чем уме-стно.

3.4 Биологическая защита растений как способ снижения загрязнения среды пестицидами и повышения биоразнообразия

3.4.1 Биологический метод контроля над вредителями и фитопатогенами −−−− направление, гарантирующее стабильность окружающей среды

В ХХ в. основным способом защиты растений было широкое применение пестицидов. Последняя треть ХХ и начало ХХ1 вв. ознаменованы поисками путей сохранения окружаю-щей среды. Pesticides pose highly variable environmental and human health risk. A wide range of activity is underway to promote more biologically based less disruptive and hazardous pest man-agement system (Benbrook, 2002). Решение этой проблемы рассматривается как важнейшее условие устойчивого развития (модуль1). В обстановке ответственности за состояние окру-жающей среды наука и практика защиты растений всё больше обращается к нехимическим методам. 15 Международный конгресс по защите растений, прошедший в Пекине (2004г.), определил биологический метод контроля вредных организмов приоритетным направлением развития.

Биологический метод защиты растений практически не имеет альтернативы в лесном хозяйстве, в защищенном грунте, в курортных, водоохранных зонах, при получении детского и диетического питания. В последние годы увеличивается роль биологического метода в по-леводстве при возделывании зерновых культур. Применение биологических препаратов за-пускает механизмы экологически безопасной защиты растений. Обладая избирательным действием, биоагенты обеспечивают активное участие других естественных регуляторов численности в подавлении фитофагов, возбудителей болезней и сорных растений (Павлю-шин, 1998; Огарков, 2000; Штерншис, 2002; Новожилов, 2003; Van Frankenhuyzen, 2000; Pigott, 2007; Sanchis, 2009).

Основным направлением биологического метода длительное время являлось исполь-зование для защиты растений от вредных организмов их естественных врагов−хищников, паразитов, антагонистов, гербифагов. В связи с крупными достижениями последних лет в области физиологии, биохимии, экологии, генетики и микробиологии наметились новые перспективные направления в области биологических методов защиты растений. Это нашло отражение в более широкой трактовке термина «биологическая защита растений», закреп-лённой уставом Международной организации биологической борьбы (МОББ), который был принят в 1971 году. Согласно этому документу под биологическим методом понимается ис-пользование живых организмов или продуктов их жизнедеятельности для предотвращения или уменьшения вреда, причиняемого вредными организмами.

В соответствии с «Концепцией перехода Российской Федерации к устойчивому раз-витию» (раздел 1), предусматривающей постепенное восстановление экосистем до уровня, гарантирующего стабильность окружающей среды путём биологизации атмосферы вообще и защиты растений − в частности, необходимо фитосанитарное оздоровление агроэкосистем (рис.3.5).

93

Рис. 3.5 Схема фитосанитарной оптимизации агроэкосистем

(по В.А. Павлюшину, 1998)

Биоценотическое управление фитосанитарными процессами в агроэкосистемах бази-руется на экологической философии. Оно предполагает максимальное использование при-родных механизмов сдерживания и подавления развития вредных организмов, среди кото-рых важная роль отводиться энтомофагам и микроорганизмам: микробам−антагонистам и

грибам−продуцентам биологически активных веществ (БАВ).

Согласно представленной схеме фитосанитарной оптимизации агроэкосистем ключе-вое место занимают устойчивые сорта. Работа по их созданию описана в разделе 3.5. В при-роде всегда присутствуют фитопатогены и их естественные враги: микроорганиз-мы−антагонисты и гиперпаразиты; фитофаги сельскохозяйственных растений и насекомые, питающиеся ими, энтомофаги, а также энтомопатогены, вызывающие патологический про-цесс в организме вредных насекомых и приводящих их к гибели. У сорных растений есть свои враги: фитопатогены, вызывающие заболевания сорняков и фитофаги, питающиеся ими. Таким образом, в природе существует большой набор разных организмов, которые на-ходятся в постоянном взаимодействии, которое нужно регулировать. На схеме показаны

94

факторы, которые способствуют стабилизации биоценотических взаимоотношений и факто-ры, дестабилизирующие их.

К настоящему времени известно 8 тысяч видов микроорганизмов, играющих роль в биоценотической регуляции, часть из которых составляет основу микробиологической защи-ты растений и хорошо вписывается в фитосанитарную оптимизацию агроэкосистем. К 80−м годам сложились основные научные направления микробиологической защиты растений:

− использование биопрепаратов против вредных насекомых, клещей и грызунов;

− подавление возбудителей болезней растений антибиотиками, биопрепаратами на

основе микробов−антагонистов, бактериофагов и гиперпаразитов, вирусной вакцинацией и микробными препаратами−индукторами защитных реакций растений;

− учёт и прогноз природных массовых заболеваний (эпизоотий) насекомых в целях регламентации истребительных мероприятий;

− использование генов инсектицидности при создании трансгенных растений и ассо-циативных ризосферных микробных культур (Павлюшин, 1998; Sanchis, 2009).

Организацией производства биологических средств защиты растений в России в 2001 году занимались 65 областных биологических лабораторий и 40 тепличных комбинатов. Бы-ло получено 1640 т микробиологических средств 23 наименований, что на 360 т больше, чем в 2000 г. В защищенном грунте биологические средства на овощных культурах применялись на 18,7 тыс. га. Из них 38% − биопрепараты и 62% − энтомофаги. В среднем в тепличных комбинатах России доля биометода в общем объёме защитных мероприятий составила 61%, хотя по разным областям она различается, в Омской области − от 52 до 80 % (Петрова, 2002).

3.4.2 Специфические векторы и их применение

В природной обстановке организмы живут не изолированно друг от друга, а в виде сообществ – биоценозов. Мы рассмотрим лишь важнейшие формы взаимоотношений между организмами, которые имеют более близкое отношение к теории и практике биологического метода защиты растений.

Паразитизм − такая форма антагонистических отношений, когда один организм −па-разит живёт длительное время за счёт другого организма − хозяина, постепенно приводя его к гибели или сильно истощая. Явление паразитизма более специфично и встречается сре-ди ограниченного числа групп животных. Так, у насекомых паразиты встречаются лишь в 5 отрядах с полным превращением (среди жуков, веерокрылых, чешуекрылых, перепончато-крылых и двукрылых). Но количество паразитических видов очень велико. В настоящий мо-мент насчитывается в отряде перепончатокрылых 60 тысяч паразитических видов. Хищни-чество −−−− такая форма антагонистических отношений, при которой один организм хищник питается другим − жертвой, обычно приводя его к гибели в течение короткого времени. Эта форма взаимоотношений встречается как у представителей отрядов с неполным превраще-нием (прямокрылые, богомоловые, уховертки, клопы, трипсы, стрекозы), так и с полным превращением (жуки, сетчатокрылые, верблюдки, чешуекрылые, перепончатокрылые, дву-

95

крылые). Среди клещей хищниками является большинство представителей семейства фито-сейид из отряда паразитоидных.

3.4.3 Бактериальные препараты против насекомых и грызунов

Одним из путей смягчения кризисной экологической ситуации и получения высоко-качественного продовольствия является применения микробиологического средств защиты растений в борьбе с вредителями.

Бактерии составляют наиболее распространённый тип микроорганизмов, связанных с насекомыми. В кишечнике насекомых и грызунов обитает большое количество бактерий. Многие из них сапрофиты, комменсалы. В ряде случаев это симбионты, важные для жизни животных. А также виды токсичные для организма. При попадании в кровь они быстро раз-множаются и вызывают общее отравление − септицемию и смерть насекомого. Есть первич-ные патогены, способные проникать через стенки кишечника или покровов организма. Это осуществляется путём выделения токсина или ферментов.

В настоящее время описано свыше 100 видов бактерий, вызывающих болезни насеко-мых и вредных грызунов. В настоящее время многие из них используется для изготовления в заводских условиях бактериальных препаратов для борьбы с вредными насекомыми и гры-зунами.

Бактерии, представляющие интерес для биологической защиты растений, относятся к эубактериям. Они широко распространены в природе и входят в состав семейств: Pseudomonadaceae, Enterobacteriaceae, Bacillaceae.

Из кристаллоносных или кристаллообразующих большое значение имеют B. thuringiensis (Bt), разновидности которой широко используются для приготовления бактери-альных препаратов против вредных насекомых. В отличие от других видов рода Bacillus бактерии thuringiensis образует кристаллы эндотоксина (Барайщук, 2006). Между кристалла-ми и спорами Bt наблюдается синергизм. Хотя действие кристалла − ключевой момент в проявлении токсичности Bt, но смесь спор и кристаллов может проявлять значительно более высокую инсектицидную активность, чем индивидуальные компоненты (Штерншис, 2000; Marvier, 2007; Pigott, 2007).

Примеры успешного применения биопрепаратов

В 1949 г. профессор Иркутского государственного университета Е.В.Талалаев во вре-мя эпизоотии сибирского шелкопряда (Dendrolimus sibiricus Tchetw.) в кедровых лесах в районе Больше−Глубоковского очага выделил из погибших гусениц чистую культуру бакте-рий, названную Bacillus dendrolimus s.sp. и активную против сибирского шелкопряда (Тала-лаева, 2002). В 80−е годы ХХ века во время эпизоотии мельничной огнёвки (Ephestia kuhniella Zell.) в лабораторных условиях Э.Р.Зурабовой выделен возбудитель болезни гусе-ниц − штамм Z−52 Bt subsp. kurstaki и на его основе создании препарат лепидоцид. В 1990 г. получен патент на бактериальный препарат ЛЕСТ (лепидоцид стабилизированный). При ис-пользовании нового препарата против непарного шелкопряда его требовалось в два раза меньше, чем лепидоцида концентрированного. А также увеличился срок хранения ЛЕСТа.

96

При испытании битоксибациллина против личинок колорадского жука в Омской об-ласти было выявлено, что на картофеле эффективность битоксибациллина и бацикола соста-вила 69−97 % соответственно, а урожайность увеличилась на 16−21 ц/га. Эталон − фьюри вызывал гибель 82% личинок колорадского жука и увеличение урожайности на 15 ц/га (Ба-райщук , 1994; . Боровая, 2003).

На озимой пшенице сорта Саратница бацикол снижал численность пьявицы на 81%, битоксибациллин − на 80%, фьюри (химический препарат)− на 85% (Боровая, 2003). На по-лях, где вместо химических применяют биологические препараты для подавления вредите-лей, численность и видовой состав полезных энтомофагов заметно возрастают (Яркулов, 2002).

Ярким примером применения Вt в Омском регионе является подавление численности непарного шелкопряда в 2004-2006 гг. В 2004 была обоснована необходимость проведения наземных защитных мероприятий против непарного шелкопряда. Шелкопряд (Lymantria dispar) является многоядным вредителем, повреждая в Сибири лиственницу, березу, кара-гану, черемуху, плодовые деревья и ещё около 300 видов растений (Гродницкий, 1999). По-скольку распространение непарного шелкопряда по лесам Омской области приобрело массо-вый характер, вопрос о регулировании численности этого фитофага был очень важен. В 2005-06 гг. была проведена наземно−очаговая обработка аэрозольным методом лесов лесни-честв Агентства лесного хозяйства по Омской области усовершенствованным биологиче-ским препаратом Лепидоцид, Было обработано 4585 га, биологическая эффективность пре-парата колебалась от 73 до 94%. Оставшиеся в живых особи непарного шелкопряда, подвер-гаются нападению энтомофагов, живущих в лесном биоценозе: практически все найденные личинки были заселены либо апантелесом шелкопрядным (от 1 до 5 гусениц), либо мухами − тахинами (от 2 до 10 гусениц). Полученные данные указывают на активизацию природных популяций энтомофагов после обработки леса экологически безопасным препаратом. В ре-зультате гибели не всей популяции хозяина сохраняется кормовая база для комплекса энто-мофагов непарного шелкопряда после проведения защитных мероприятий, которые эффек-тивно препятствуют росту его численности (Барайщук, 2008).

3.4.4 Грибные препараты против насекомых

Грибы, поражающие насекомых, широко распространены в природе. Заражение гриб-ными болезнями различных видов насекомых в большинстве случаев связано с проникнове-нием гиф гриба через кожные покровы насекомых. В этом имеется определённое сходство с действием на насекомых контактных инсектицидов. Энтомопатогенные грибы проходят в организме хозяина только один цикл развития, от прорастания споры до нового их образова-ния.

Среди грибов известны такие, которые могут использовать в пищу простейших, нема-тод, мелких первичнокрылых насекомых. На мицелии хищных грибов развиваются различ-ные ловчие приспособления, чаще всего клейкие ловушки. Прикоснувшись к клейкой сети, нематода прилипает, и пытаясь освободиться, всё больше захватывается сетью. Вскоре после захвата из сети развивается гифа, растворяющая кутикулу и проникающая в тело нематоды. Процесс поглощения грибом содержимого тела длится не более суток.

97

Мицелий хищных грибов развивается в почве на растительных остатках, но часть пи-тательных веществ получают из тканей захваченной ими жертвы. Тело жертвы представляет для них только пищу, но не среду обитания, и захват жертвы является единичным актом, а не процессом совместного сосуществования, как при паразитизме.

Большое значение для ограничения численности вредных насекомых, наряду с пред-ставителями отдела Deuteromycota, имеют грибы отдела Zygomycota и, в частности, энто-мофторовые. Среди энтомофторовых грибов известно 220 описанных патогенных видов. Около 30% из них обладают способностью действовать на насекомых и клещей. Энтомофто-розом поражаются насекомые из 12 отрядов: Orthoptera, Dermaptera, Homoptera, Hemiptera, Thysanoptera, Coleoptera, Rhaphidioptera, Neuroptera, Trichoptera, Lepidoptera, Hymenoptera, Diptera, а также паутинные клещи (Acarina, Tethranychidae), представители трех семейств многоножек и пауков (Воронина, 2002). На развитие болезней в известной мере оказывает влияние температура и влажность среды.

Так, наработанные в 1993 г. биолабораторией Омской областной станцией защиты растений, опытные партии микоафидина−Т показали высокую биологическую эффектив-ность против бахчевой тли на огурцах, где она составила 99,1 %, против персиковой тли на перцах − 88−98 %, против гороховой тли на горохе − 93−95 %, яблоневой на яблоне − 98−100

%, против сливовой тли на сливе − 100 % (Петрова, 1995; Барайщук, 2002).

Совместными исследованиями сотрудниками НГАУ и Бердского завода установлена эффективность боверина против личинок итальянского пруса в лабораторных условиях, но первые опыты в поле были не столь успешными. Вероятно, это связано с мощным прессом факторов окружающей среды на энтомопатоген. Действительно, по данным отечественных и зарубежных учёных, эффективность гриба в полевых условиях лимитируют многочисленные факторы окружающей среды (температура, влажность, ультрафиолетовое излучение). Для уменьшения влияния влажности на B. bassiana предложено использовать масляную суспен-зию гриба. Боверин с положительными результатами также испытывался против яблонной плодожорки, колорадского жука, яблонного плодового пилильщика, кукурузного мотылька, вредной черепашки, древесницы вьедливой, аргасовых клещей и постельных клопов, обле-пиховой моли, монофагов хвойных пород (Огарков, 2000).

Наибольшие успехи достигнуты при использовании препаратов на основе грибов рода Metarhizium. Оптимальным агентом оказался M. anisopliae var. acridum, в первых публикаци-ях значившийся как M.flavoviride. Штамм IMI 330189 был обнаружен в популяциях саранчо-вых в Африке, где он вызывает периодические локальные эпизоотии. В рамках Междуна-родной программы LUBILOSA (аббревиатура французского названия «Биологическая борьба с саранчовыми») разработан биологический препарат на основе спор этого штамма под тор-говой маркой GREEN MUSCLE («Зелёная сила»). В настоящее время в России применяют метаризин для контроля численности некоторых видов насекомых. Исследования, проведен-ные в Новосибирском ГАУ показали, что в лабораторных условиях можно добиться доста-точно высокой гибели личинок итальянского пруса под действием M. anisopliae (Штерншис, 2002).

98

3.4.5 Вирусные препараты против насекомых

Работа с энтомопатогенными вирусами была поставлена на научную основу после классических работ Д.И. Ивановского, то есть после 1892 г., когда была установлена вирус-ная природа мозаичной болезни табака. В первые десятилетия текущего столетия были вы-делены вирусы−возбудители полиэдрозных заболеваний насекомых− массовых вредителей сельского и лесного хозяйства: монашеньки, непарного шелкопряда и др. Большой объём работ по поиску энтомопатогенных вирусов, начиная с 1958 г., проведён в лаборатории мик-робиологии насекомых Биологического института СО АНСССР в г. Новосибирске. В этом институте в 1964 г. была создана первая в стране специализированная лаборатория по виру-сам насекомых (Гулий, 1981).

Вирусы широко распространены в популяциях насекомых и играют важную роль в динамике их численности. К настоящему времени вирусные болезни зарегистрированы при-мерно у 500 видов насекомых, клещей и других групп беспозвоночных животных мировой фауны, среди которых многие являются серьёзными вредителями сельскохозяйственных и лесных культур. Исследования специалистов в промышленно развитых странах привели к созданию ряда препаратов. В частности, в США на основе вирусов−возбудителей ядерного полиэдроза производятся препараты Биотрол VHZ, Битрол VTN, Вирон H2 и некоторые дру-гие с успехом используемые для борьбы с хвое− и листогрызущими насекомыми. Вирусные

препараты применяют 5−9 раз в течение сезона. В нашей стране производят вирусные пре-параты (вирины) на основе бакуловирусов. Высокая специфичность этой группы энтомопа-тогенных вирусов обусловливает их действие преимущественно на одного вредителя, что обычно отражено в названии вирусного препарата.

Вирусные препараты действуют в течение 5−20 дней в зависимости от климатических условий. Рекомендуется применять препараты для личинок младших возрастов. Сроки и кратность обработок (1-2 обработки) зависят от конкретных условий. При высокой числен-ности насекомых, растянутом периоде отрождения личинок и температуре ниже 21оС необ-ходима двукратная обработка с интервалом 5−7 дней. Эпизоотический эффект проявляется в популяциях вредителей после применения вирусных препаратов в последующих поколениях насекомых (долговременное регулирование численности вредителя). Вирусным препаратам свойственны и эффекты последействия: снижения плодовитости самок, проявление терато-генеза в последующих фазах развития насекомых.

3.4.6 Микроорганизмы −−−− антагонисты и их метаболиты

К естественным регуляторам численности возбудителей болезней растений относятся микроорганизмы-антагонисты. Наибольшее количество антагонистов−микробов находится в почве, имеющей обильную микрофлору. Чем более заселена почва микроорганизмами, тем острее между ними идет борьба за существование, и тем чаще в ней встречаются микроор-ганизмы−антагонисты. Образование антибиотиков происходит в культурах многих споро-носных и бесспоровых бактерий, актиномицетов, грибов, водорослей. Антагонистические отношения всё шире используются в практике биологической защиты. Их применение осу-ществляется: в использовании антибиотиков, продуцируемыми микроорганизмами − антаго-нистами.

99

За последние 25 лет проведены исследования по испытанию натуральных антибиоти-ков для борьбы с возбудителями болезней растений. По сравнению с химическими фунгици-дами антибиотики обладают рядом преимуществ в борьбе с фитопатогенными микроорга-низмами:

1) они легко проникают в органы и ткани растений, поэтому их действие в меньшей сте-пени зависит от неблагоприятных климатических условий

2) обладает антибактериальным действием в тканях растений

3) сравнительно медленно инактивируются

4) не оказывают отрицательного эффекта на рост и развитие растений

В основе использования бактериальных препаратов лежит главным образом механизм антибиоза. Наиболее велика роль антибиоза в зоне ризопланы (зоны ризосферы, окружаю-щая корни и корневые волоски растений в пределах 100 мкм). The microflora associated with the roots affects plant growth and health. Indeed, some bacterial populations are pathogenic, whereas other are beneficial. Beneficial rhizobacteria include both symbiotic and free-living mi-croorganisms. Among the latter, a special attention has been given to the fluorescent pseudomonad group. Positive effects on plant growth and health of inoculations of bacterial strains belonging to this bacterial group have been reported since the late 1970s (Bakker et al., 1987).

В настоящее время наиболее распространены бактериальные препараты против бо-лезней растений на основе бактерий двух родов: Pseudomonas и Bacillus.

Бактерии рода Pseudomonas. Наиболее распространены сапрофитные псевдомонады, заселяющие ризосферу как естественные регуляторы фитопатогенных микроорганизмов. Эти бактерии хорошо усваивают различные органические субстраты, характеризуются быстрым ростом, продуцируют антибиотики, бактериоцины, сидерофоры и ростовые стимуляторы.

Сидерофоры − соединения, осуществляющие транспорт железа, образующие стабильные комплексы с трёхвалентным железом. Связывая ионы трёхвалентного железа в почве, сиде-рофоры лишают многие виды фитопатогенных грибов необходимого элемента питания, что приводит к остановке развития последних. Под их действием тормозится рост грибов Rhizoctonia solani, Sclerotinia scleorotiorum, Phytophthora megasperme и др. Наряду с фитопа-тогенными грибами угнетается рост некоторых бактерий, например, Erwinia carotovora. Сидерофоры не только уменьшают популяцию патогенов, но и стимулируют рост растений.

Широкомасштабное применение препаратов на основе псевдомонад началось в нашей стране в конце 80−х годов с разработки препарата ризоплана (современное название − план-риз) на основе Pseudomonas fluorescens штамма АР 33, который продуцирует флуоресци-рующий пигмент (голубой или слабо−коричневый) (Штерншис, 2000). Этот вид псевдомонад распространен в ризоплане пшеницы, кукурузы, подсолнечника, люцерны и других расте-ний. Разными авторами показана возможность подавления этой бактерией таких фитопато-генных организмов как Septoria tritici, Xanthomonas campestris, Ervinia carotovora, Agrobacterium tumefaciens.

Бактерии рода Bacillus. Наибольшее значение как биологический агент подавления численности фитопатогенов имеет Bacillus subtilis. Эта бактерия известна под названием

100

сенной палочки. Распространена в почве, воде, воздухе. Bacillus subtilis хорошо развивается в ризосфере ячменя, кукурузы, риса. Bacillus subtilis является наиболее подуктивной из рода Bacillus по синтезу антибиотиков (более 70). Это установлено сотрудниками ГНЦ приклад-

ной микробиологии в отношении штамма ИПМ−215 Bacillus subtilis (основы препарата бак-тофит). Сотрудниками ВИЗРа выявлен штамм Bacillus subtilis−10−ВИЗР с высокой биологи-ческой активностью при ингибировании прорастания и развития мицелия фузариозных гри-бов как за счёт синтеза БАВ, так и за счёт других факторов конкуренции. На основе этого штамма предложен препарат алирин−−−−Б, состоящий из живых микробных клеток и продук-тов их метаболизма. Другой штамм Bacillus subtilis −М−22−ВИЗР запатентован как основа препарата гамаир для защиты томатов от возбудителей бактериозов (Павлюшин, 1998).

Грибы рода Trichoderma подавляют развитие других микроорганизмов, в том числе фитопатогенов, путём прямого паразитирования, конкуренции за субстрат, выделения фер-ментов, антибиотиков и других биологически активных веществ. Они продуцируют целый ряд антибиотиков (глиоксин, виридин, триходермин и др.), которые угнетают развитие мно-гих видов возбудителей заболеваний, тормозят репродуктивную способность патогенов. За счёт высокой биологической активности грибы рода триходерма быстро осваивают субстрат, активно участвуют в разложении органических соединений, процессах аммонификации и нитрификации, усиливают мобилизацию фосфора и калия, обогащают почву подвижными питательными веществами. Антагонистические свойства грибов проявляются двояко: с од-ной стороны, жизнедеятельность патогенов подавляется токсическими действиями антибио-тических веществ, продуцируемых антагонистами, с другой стороны, мелкие гифы грибов оплетают гифы патогенов, нарушая клеточное строение и обмен веществ последних, что приводит к их гибели. Гифы рода триходерма повышают фунгицидную активность клеточ-ного сока растений и соответственно устойчивость к заболеванию (Твердюков, 1993).

В список разрешенных препаратов (Россия) входят: Триходермин, Г (гранулирован-ная препаративная форма); Триходермин, Ж (жидкая препаративная форма); Триходер-мин−БЛ (сухой порошок). Решается вопрос с регистрацией применения биопрепаратов для защиты яблок от гнилей при хранении. Так, обработка яблок сорта Делишес триходерми-ном, планризом и микофитом в 3 раза снижало число загнивших плодов (Боровая, 2001).В США на основе грибов рода триходерма нарабатывается двенадцать продуктов: Bio−Fungus,

Binab−T, RootShield, Supresivit, T−22G, T−22HB, Trichodex, Trichopel, Trichoseal, Trichoject, Trichodowels, Trichoderma 2000 (Burges, 1981). Для контроля над разными патогенами, включая Botrytis, Fusarium, Gaeumannomyces, Pythium, Rhizoctonia, Sclerotinia, Sclerotium, Verticillium и другие. Препаративные формы Trichoderma варьируют в зависимости от ис-пользования.

3.4.7 Препараты против нематод

Среди грибов известны такие, которые могут использовать в пищу простейших, нема-тод, мелких первичнокрылых насекомых. На мицелии хищных грибов (Arthrobotrys oligospora) развиваются различные ловчие приспособления, чаще всего клейкие ловушки. Прикоснувшись к клейкой сети, нематода прилипает, и пытаясь освободиться, всё больше захватывается сетью. Вскоре после захвата из сети развивается гифа, растворяющая кутику-

101

лу и проникающая в тело нематоды. Процесс поглощения грибом содержимого тела длится не более суток.

Мицелий хищных грибов развивается в почве на растительных остатках, но часть пи-тательных веществ получают из тканей захваченной ими жертвы. Тело жертвы представляет для них только пищу, но не среду обитания, и захват жертвы является единичным актом, а не процессом совместного сосуществования, как при паразитизме.

В последние десятилетия выявлены новые биологические активные вещества − авер-мектины (продуценты Streptomyces avermitilis), на основе которых производятся препараты как для борьбы с гельминтами сельскохозяйственных животных, так и с фитонематодами: авертроп, аверсект, вертимек, ивомек, рустомектин, фитоверм. Их эффективность против

галловой нематоды достигает 95−98%. Помимо этого авермектины щадяще действуют на полезную фауну, малотоксичны для хищных клещей, трихограммы, дождевых червей. При обработке их водными 0,1% растворами происходит паралич инвазионных личинок галловой

нематоды через 20−40 мин, при более низких концентрациях − через 1−1,5 ч. Фитотоксичное действие препаратов не выявлено (Вялых, 2001).

Основные препараты против болезней и вредителей растений приведены в приложе-нии.

3.4.8 Использование полезной энтомофауны

Один из основных методов регулирования численности вредных насекомых является использование полезной энтомофауны. Энтомофаги и акарифаги играют значительную роль в регулировании численности фитофагов в природе (описание полезных насекомых приведе-но в приложении). В тех случаях, когда деятельность человека сводится к наблюдению, речь идёт о пассивной биологической защите растений. В тех случаях, когда природные популя-ции полезных насекомых не могут сдерживать численность вредителей на достаточно низ-ком уровне, важным способом регуляции численности фитофагов служит обогащение био-ценозов новыми энтомофагами, что относится к активной биологической защите растений (Бабенко, 2001).

В странах Европы после второй мировой войны, в основном, защита растений разви-валась как химически ориентированная наука. Препятствием для дальнейшего развития хи-мического метода защиты растений послужила резистентность, возникающая у вредных ор-ганизмов в результате многократного применения химических средств. Альтернативой хи-мическому методу стало использование естественных врагов, которые в первую очередь ста-ли применяться в теплицах. Использование паразитических перепончатокрылых и хищных клещей является лидирующим направлением в биологическом контроле и в настоящее время (Malsam, 1998; Pas, 2000). Защищенный грунт − это возможность получения урожая свежих овощей круглый год. В Нидерландах 0,5% площади занято теплицами, это около 10 га и они дают 20% общей сельскохозяйственной продукции. Применение естественных врагов в гол-ландских теплицах началось с 60−х годов (Lenteren, 2000). В Дании под теплицами занято около 500 га, из них на 375 га выращиваются декоративные культуры. Биологический кон-троль в них стал осуществляться только с 1980 года (Enkegaard, 1998).

102

. В Омской области биологические средства защиты растений применяются более 20 лет. Прежде всего их используют в защищенном грунте, где комфортные условия (относи-тельно постоянная температура и влажность) способствуют массовому размножению основ-

ных вредителей тепличных огурцов и томатов − паутинного клеща, тлей, трипсов, в некото-рые годы тепличной белокрылки. Эти вредители могут полностью контролироваться их ес-тественными врагами. В биолаборатории на базе Омского тепличного комбината, созданной в начале 70−х годов, начали размножать фитосейулюса − хищного клеща против паутинного

клеща, затем в 1980 г. начали производство и применение целого комплекса афидофагов − циклонеды, божьей коровки, интродуцированной с Кубы, и хищной галлицы афидимизы, в 1982 − энкарзии − паразита тепличной белокрылки. Использование фитосейулюса − один из самых удачных примеров использования интродуцированного объекта против местного вре-дителя. Практически против паутинного клеща химические средства в теплицах Омской об-ласти не применяются, хищник обеспечивает снижение численности вредителя до хозяйст-венно неощутимого уровня (Петрова, 2002).

3.4.9 Интегрированный подход к регуляции численности вредителей в агроценозах и закрытом грунте

Доступными приёмами насыщение агроценозов энтомофагами и повышения их эф-фективности за счёт обеспечения флористического разнообразия агросистем считаются: под-сев нектароносов, привлекающих энтомофагов, создание микрозаповедников и обогащение прилегающих территорий растительностью, служащей резерватом для энтомофагов и не способствующей накоплению вредителей (Воронин, 2002).

Дешевым и доступным способом борьбы с вредителями является улучшение условий обитания местных видов энтомофагов. Заключается он в наиболее рациональном примене-нии пестицидов в тех случаях, когда это вызвано действительной необходимостью в связи с угрозой урожаю, а также в использовании агротехнических и иных приёмов, способствую-щих активизации деятельности естественных врагов вредных организмов. Это прежде всего приёмы для создания кормовой базы для дополнительного питания взрослой стадии парази-тов и хищников, что способствует увеличению продолжительности жизни и значительному повышению их плодовитости. Меры содействия местным энтомофагам могут быть весьма разнообразными. Например, посев медоносов и многолетних бобовых, посадка цветущих нектароносных кустарников, создают благоприятные условия для дополнительного питания энтомофагов и повышения их плодовитости. Однако часто нектароносами являются сорняки, например гречишка татарская. Уничтожение сорняков лишает пищи паразитических насеко-мых, что нежелательно. С другой стороны, нектаром этого же растения питается и бабочка лугового мотылька, в уменьшении численности которого заинтересован каждый агроном. Цветущая люцерна привлекает массу паразитических насекомых, так как у многих видов ли-чинка паразитирует, а имаго питается нектаром. В связи с этим рекомендуется подсев в меж-дурядья нектароносов.

Высадка семенников зонтичных культур и лука близ посадок капусты способствует привлечению мух тахин и повышает заселённость ими гусениц капустной совки. В качестве нектароносов целесообразнее использовать анис, кориандр, укроп, так как на них не питают-ся бабочки вредителей и они не подвержены общим с капустой заболеваниям.

103

Приближение к капустному полю нектароносов повышает зараженность вредителей энтомофагами природных популяций. В 50−метровой краевой полосе пораженность гусениц капустной совки паразитом эрнестией достигает 30−35%, экзетастесом − 60−63%. Для по-вышения эффективности защиты капусты от белянки на полях менее 5 га нектароносы нуж-

но подсевать в ряды капусты через 30−45 м, тогда зараженность вредителей апантелесом

достигает 60−65% и птеромослусом − 25−30%. На больших плантациях капусты в связи с концентрацией гусениц белянки в основном на окраинах полей нектароносы целесообразно высевать по периметру участков. Однако и в этом случае расстояние между посевами некта-роносов не должно превышать 250 м. (Колесова, 1995).

Подсев горчицы, рапса и лекарственных растений по периметру полей капусты в Ле-нинградской области повышал зараженность гусениц капустной белянки апантелесом до 90%. СНИФС разработан метод насыщения плантаций земляники и других ягодников хищ-ными клещами Amblyseius reductus, A. finiandicus. ВНИИБЗР разработаны приёмы привле-чения энтомофагов вредной черепашки, хлопковой совки, калифорнийской щитовки в агро-ценозы путём использования феромонов этих насекомых. Например, размещение феромон-ных ловушек хлопковой совки на посадках томата и болгарского перца увеличило количест-во паразитированных гусениц совки на 20%.

Для повышения полезной роли местных энтомофагов существуют методы разумного ограничения химической борьбы. Например, ленточная обработка. Это позволяет энтомофа-гам сконцентрироваться на необработанных лентах (полосах) и тем самым уйти от действия яда.

Сезонная колонизация. Этот способ заключается в искусственном разведении и еже-годном массовом выпуске естественных врагов вредных организмов в природу. Он необхо-дим в тех случаях, когда местные полезные организмы по разным причинам (плохая син-хронизация годичного цикла с развитием хозяина, большая смертность в результате пони-женной холодостойкости, уничтожение значительной части популяции пестицидами и др.) не могут контролировать размножение вредных организмов. Поэтому массовый выпуск эн-томофагов или обработка растений микробиологическими препаратами в начале размноже-ния вредителя имеет важное практическое значение. Примерами является широкое примене-ние различных видов трихограммы в борьбе с совками и другими видами чешуекрылых, фитосейулюса в борьбе с паутинными клещами, хищных галлиц − с тлями, энкарзии − с оранжерейной белокрылкой в защищённом грунте и др. (Бондаренко, 1986).

Агрофирма «Белая дача» является одним из основных поставщиков тепличной овощ-ной продукции в Московском регионе. Фирма производит следующий ассортимент энтомо-фагов. Это − фитосейулюс, энкарзия, афидиус, амблисейулюс, подизус, пикромерус. За год их производится более 300 млн. особей.

Специалистам агрофирмы удалось победить трипса с помощью хищного клеща Amblyseius cucumeris. Амблисейус вносится в теплицы путём развешивания бумажных паке-тов с хищником, где он продолжает размножаться ещё 3−4 недели. На огурце с февраля по

май проводится 6−8 выпусков с расходом 1000−1500 особей хищника на 1 м2 . Большой про-блемой при выращивании перца, баклажана, а в некоторых хозяйствах и томата стали раз-личные виды совок. Кроме того, что совка сама по себе причиняет огромный вред растениям,

104

она разрывает цепочку биологической защиты в теплицах. Против совок на агрофирме при-меняют хищных клопов−щитников: подизуса (Podisus maculiventris Say) и пикромеруса (Picromerus bidens L.) (Гуменная, 2002).

Внутриареальное расселение. Этот способ заключается в массовом переселении эф-фективных, чаще всего специализированных естественных врагов вредителей, возбудителей болезней и сорняков из старых очагов размножения вредных организмов во вновь возни-кающие очаги в пределах зоны, где эти враги отсутствуют или по разным причинам не нако-пились в достаточном количестве. Хорошие результаты получены при расселении паразита яиц кольчатого шелкопряда −теленомуса гладковатого в очаги вредителя в Башкирии, Крас-нодарского края, на Украине и в других районах (Бондаренко, 1986).

В лесном хозяйстве наибольший успех получили внутриареальное переселение энто-мофагов, которое состоит в массовом выпуске специализированных паразитов или хищников в возникающие очаги вредителей путём переноса энтомофагов из затухающих очагов. Тео-ретической основой этого приёма является положение, что специализированные энтомофаги способны оказывать существенное влияние на ограничение размножения насекомых в пери-од их видовой депрессии, тогда как роль многоядных энтомофагов проявляется, главным об-разом, в подавлении уже массовой вспышки.

Метод внутриареального переселения нельзя считать универсальным. Этот метод не-обходимо сочетать с созданием в новых местах поселения энтомофагов условий, обеспечи-вающих их нормальное развитие. В первую очередь должна быть создана база дополнитель-

ного питания энтомофагов, а в отдельных случаях − условия для зимовки.

Содействие естественному размножению энтомофагов проводится путём производст-ва простейших лесохозяйственных мероприятий. Для привлечения энтомофагов и их допол-нительного питания рекомендуется сохранение травянистой растительности, разведение на опушках и на лесокультурных площадях нектароносов, рыхление лесной подстилки для об-легчения работы птиц, сохранение дуплистых деревьев и других мест зимовки энтомофагов.

Огромным достоинством биологической защиты растений является ее безопасность для человека и животных, что подтверждено многочисленными исследованиями. Благодаря безопасности для среды биопрепараты широко применяются в различных странах для регу-ляции численности вредителей, а также возбудителей болезней растений. Их применение разрешено в хозяйствах, производящих продовольствие, а также в местах проживания и от-дыха людей. При этом отпадает необходимость использования химических пестицидов, при-водящих к загрязнению среды.

Многие описанные меры усиливают биоразнообразие в агроценоазах и лесных цено-зах, восстанавливают естественные способы регуляции численности видов, перешедших в разряд вредителей. В связи с этими преимуществами роль биологическая средств в защите растений усиливается. Особенно ценно это направление для органического земледелия (мо-дуль 5).

105

3.5 Селекция устойчивых к стрессам растений как перспектива снижения пестицидной нагрузки и повышения биоразнообразия культур

3.5.1 Роль селекции в устойчивом развитии растениеводства

Устойчивое развитие сельских территорий зависит от многих факторов, среди кото-рых важнейшее значение имеют экономическая эффективность производства и создание комфортной среды обитания населения. В предыдущих разделах показаны последствия не-эффективного землепользования, в существенной мере обострившее экологическую обста-новку на планете. Необходимо находить баланс между потребностями человечества в обес-печении населения полноценным высококачественным питанием и поддержанием (улучше-нием) приемлемых экологических условий в сельских территориях.

Как правило, базовой отраслью в сельских территориях является растениеводство, с ним связаны животноводство и перерабатывающие отрасли. Для высокой экономической эффективности растениеводства и гарантированного производства продукции необходимо использовать высокопродуктивные сорта и оптимальные для почвенно-климатических усло-вий системы земледелия. Повышение урожайности может быть достигнуто использованием сортов, адаптированных к конкретным почвенно-климатическим условиям региона (Кошкин и др., 2010).

Селекция растений направлена на постоянное улучшение свойств растений. С момен-та возникновения земледельческой культуры человек сначала отбирал наиболее пригодные в пищу виды растений, а затем повышал их продуктивность и улучшал свойства. Примером важнейшей роли селекции растений в производстве продуктов питания является «зеленая революция», осуществленная в 60-х гг. ХХ в. Она произошла в результате создания низко-рослых высокопродуктивных сорта пшеницы и риса, устойчивых к полеганию. Генетической основой для снижения высоты растений были гены карликовости. Карликовые и полукарли-ковые сорта пшеницы и риса получили широкое распространение в мире, они позволили многократно повысить производство зерна и в значительной степени решить проблему голо-да в развивающихся странах (Борлоуг, 2001). Крупной вехой в истории селекции было соз-дание гетерозисных гибридов кукурузы с использованием эффекта цитоплазматической мужской стерильности (ЦМС), отличавшихся высокой продуктивностью. Гетерозис-ные гибриды кукурузы с высоким содержанием незаменимой аминокислоты лизина позволили поднять производство ценного в пищевом и фуражном отношении зерна, что привело к росту продуктивности животноводства (Частная селекции, 2005). Су-ществуют и другие примеры скачкообразного повышения урожайности и качества продукции благодаря созданию сортов с уникальными генами. Анализ факторов, влияющих на повышение урожайности основных сельскохозяйственных культур в мире с 1948 по 1980 гг. , показал, что более половины прибавки обеспечивалась за счет селекцион-ного улучшения растений, остальная часть – за счет совершенствования технологий расте-ниеводства (рис 3.6.).

106

Рис. 3.6 Роль селекции в повышении средней урожайности основных сельскохозяйствен-ных культур в мире (по данным Рива, 1987, цит. по Шаманин, 2002)

В силу особенностей географического положения и исторического развития сельских территорий России интенсивные технологии применяются небольшом числе регионов евро-пейской части России (Ставрополь, Краснодар, Поволжье) и (рис. – Мин-во). На значитель-ной части территории России растениеводство развивалось экстенсивно, при этом использо-вание новых высокопродуктивных сортов приобретает особое значение. Повышение общего выхода продукции за счет генетического потенциала растений позволит не увеличивать до-лю агроценозов в сельскохозяйственных угодьях, и более эффективно использовать остав-шуюся площадь для улучшения экологической обстановки за счет лесов, лугов, особо охра-няемых территорий и т.д. Кроме того, возможности селекции позволяют обогащать генофонд новыми генами, что усиливает генетическое биоразнообразие наиболее ценных видов. Ис-пользование в производстве устойчивых к болезням и вредителям сортов устраняет необхо-димость применения пестицидов, что улучшает экологическую обстановку в агроценозах. Таким образом, селекция растений позволяет решать ряд проблем, мешающих устойчивому развитию сельских территорий.

3.5.2 Стрессовые факторы и адаптация к ним растений

Территория России отличается большим разнообразием почвенно-климатических ус-ловий – от холодных и переувлажненных до жарких и сухих. На большей части площади бывшего СССР (72 %) климат либо крайне холодный либо засушливый, и только на 28 % территории условия сравнительно благоприятны для растениеводства. В противоположность этому в США только 21% земельных площадей находятся в холодном климате, а 79 % – в умеренном, теплом и жарком. Серьезную проблему для сельского хозяйства создает неста-бильность климата в разных регионах страны. Во многих регионах страны наблюдаются рез-кие перепады температур, количества осадков, сроках наступления заморозков, регулярное выпадение града и т.д. В таких регионах не удается стабильно получать высокие урожаи, их называют «зоной рискованного земледелия» (Агрометеорология, 2002).

Культурные растения в процессе роста и развития подвержены многочисленным по-вреждениям и болезням, вызываемым воздействиями среды (абиотические факторы) и жи-вых существ (биотические факторы). Нормальный рост и развитие, определяющие уро-жайность, происходят только тогда, когда воздействие абиотических и биотических факто-

4

9

4 9

4 9

4

0 0 0 0 0 0

редняя Вклад новых сортов

107

ров не превышают пределов, к которым адаптировано растение (Кошкин, 2010). Чем боль-ше действие факторов отличается от оптимальных для данного вида или сорта растений, тем выше их отрицательное действие (Защита растений, 2003).

Растения постоянно находятся в состоянии стресса в результате воздействия небла-гоприятных климатических условий, недостатка или недоступности питательных веществ, антропогенных воздействий и т.д. Под стрессом понимают «нагрузку на организм, которая вызывает сначала дестабилизацию, потом нормализацию и повышение устойчивости, а при пре-вышении приспособляемости – отмирание целых растений или их частей». Факторы, вызы-вающие стресс, называют стрессовыми (Чиркова, 2002).

Большой ущерб урожаю наносят абиотические факторы – недостаток влаги, низкие или высокие температуры и т.д. В зависимости от погодных условий урожайность сельско-хозяйственных культур может снижаться в 2-3 раза в зоне устойчивого увлажнения, в 5-6 раз в зоне неустойчивого (Коваль, Шаманин, 1999). Недобор урожая более значительный, если действие стрессовых факторов совпадает с «критическими периодами» роста растений. Кри-тическими называют периоды, в которые происходят важные для дальнейшего развития процессы морфогенеза растений. Например, заморозок в фазе всходов у гороха снижает урожайность на 60-100 %, высокие температуры и засуха во время кущения и колошения резко снижают урожай зерновых. В случае длительного и интенсивного воздействия стрес-совых факторов урожай может быть потерян полностью. Такие потери часто возникают при длительной засухе, суровой зиме, наводнении и др. (Частная физиология, 2005). При дейст-вии биотических факторов – возбудителей болезней (патогенов – грибов, болезней и виру-сов) и вредителей повреждаются или отмирают целые органы растений.

Недостаточная или слабая устойчивость растений к набору абиотических и биотиче-ских факторов среды приводит к гигантским потерям урожая. В настоящее время за счет се-лекционной работы достигнута высокая потенциальная урожайность основных видов сель-скохозяйственных растений, однако реальная средняя урожайность культур ниже рекордной в 3,5–10 раз (рис. 3.7). Мировые данные по восьми основным культурам показывают, что без химической защиты растений потери урожая из-за биотических факторов могут достигать 70%, при этом отрицательное влияние болезней, вредителей и сорняков сопоставимы (рис. 3.8). Это подчеркивает необходимость создания сортов, устойчивых к комплексу абиотиче-ских и биотических факторов среды, а также применения научно-обоснованных технологий, способствующих формированию урожая и снижающих его потери.

108

Рис. 3.7 Средняя урожайность основных сельскохозяйственных культур в мире (Шпаар и др., 2002).

Рис. 3.8 Распределение потерь урожая основных сельскохозяйственных культур в резуль-тате действия абиотических и биотических факторов (Oerke et al., 1994).

Способность растений выдерживать действие абиотических факторов стресса осно-вана на устойчивости и уходе от стресса. (избегании) Устойчивый организм, приспосабли-вает свои морфологические, физиологические и биохимические свойства и выдерживает стрессовые ситуации. Уход от стресса связан с тем, что развитие уязвимых стадий расте-ний не совпадает с действием стрессового фактора. Так, поздно цветущие сорта плодовых уходят от весенних заморозков, а ранние сорта полевых культур – от болезней, развиваю-щихся к концу вегетации (Чиркова, 2002; Плотникова, 2007).

Растения приспосабливаются к существованию в сложной постоянно меняющейся среде. Адаптация – процесс или результат изменений в структуре или функциях организма, обеспечивающих способность к существованию в данной среде. Адаптивность – способность организма к приспособлению в какой-то определенной или любой среде (Частная физиоло-гия, 2005). Способность к адаптации выражена у видов и сортов в разной степени. Свойство вида занимать разные местообитания с различающимися факторами среды, называется эко-логической пластичностью (Жученко, 2001). Распространенность видов культурных расте-

109

ний в существенной степени зависит от их экологической пластичности, она хорошо выра-жена у наиболее важных культур – пшеницы, овса, ячменя, картофеля, ржи. В меньшей сте-пени к ней способны виды южного происхождения – кукуруза, соя, рис. Поэтому их возде-лывание сосредоточено преимущественно в южных регионах планеты. Экологическая пла-стичность видов широко используется человеком при интродукции – внедрении вида в но-вые регионы, что используется для обогащения видового разнообразия местной флоры (Жу-ченко, 2004).

Адаптивные свойства растений могут быть существенно повышены за селекционной работы. Именно благодаря селекционной работе кукуруза и картофель, возникшие в жарких странах американского континента, распространились в зонах с умеренным, а иногда и хо-лодным климатом (Жученко, 2004). В России картофель возделывается во всех основных аг-роклиматических зонах, а кукуруза постепенно распространяется в северо-западном и вос-точном направлениях. Большую роль в распространении культур имеет создание высокопро-дуктивных скороспелых гибридов, способных сформировать урожай за короткое время, и «уйти» от заморозков (Трунова, 2007).

Виды растений в процессе эволюции приспособились к определенным условиям су-ществования – экологическим нишам. В результате эволюции внутри видов появились экологические типы, приспособленные к определенным условиям существования. Эти же особенности имеют виды, окультуренные человеком. Например, в России мягкая пшеница насчитывает 11 экологических групп, среди них наибольшее значение имеют северорус-ская, степная и лесостепная (Зыкин и др., 2000).

Рост и развитие культурных растений определяется климатом и метеорологически-ми условиями (погодой) во время вегетации растений, а также почвенными условиями (Чиркова, 2002). На территории России имеется набор почвенно-климатических зон, и растения должны быть адаптированы для существования в них (Жученко, 1988). Несоот-ветствие почвенных условий потребностям растений приводят к существенному сниже-нию урожайности.

Размещение культур и сортов в сельскохозяйственных зонах должно осуществляться с учетом особенностей реакции на климатические и почвенные условия, что обеспечивает лучшую адаптацию к условиям выращивания и большую устойчивость к стрессовым факто-рам (Жученко, 1994, 2001). На хорошо окультуренных почвах с достаточным содержанием органических веществ, растения меньше страдают от недостатка влаги и нарушения аэрации корней, чем на эродированных почвах в районах с низкой культурой земледелия (Кирюшин, 2000).

Спектр возбудителей болезней и вредителей зависит от размещения сортов и поч-венно-климатических условий. Как правило, в засушливых условиях на первое место вы-ступают вредители, а в более увлажненных регионах больший вред наносят грибные и бак-териальные болезни. С годовыми колебаниями метеорологических условий связаны коле-бания в степени поражения посевов вредителями и болезнями (Зубков, 2000; Защита рас-тений, 2002).

Как правило, после действия факторов, ослабляющих растения, повышается их вос-приимчивость к некротрофным организмам, вызывающим отмирание или гнили органов, и

110

повреждение их грызущими вредителями. Например, частой причиной гибели озимых зла-ков является выпревание, при этом создаются благоприятные условия для развития плес-невых грибов, например, снежной плесени. (Плотникова, 2007).

3.5.3 Селекция растений на адаптивность к абиотическим факторам

Высокая и стабильная урожайность сельскохозяйственного производства возможна при сочетании в сорте высокой потенциальной продуктивности и устойчивости к неблаго-приятным факторам. В связи с этим использование сортов полевых культур инорайонной селекции, созданных для других экологических условий, весьма проблематично. Эти сорта, как правило, не приспособлены к почвенно-климатическим условиям регионов России. В то же время в теплицах и на поливе можно создать хорошие и стабильные условия для роста и развития растений, при этом сорта и гибриды, созданные в других странах и регионах, могут быть высоко продуктивными.

Создание сорта представляет собой сложный научно-обоснованный процесс. Как пра-вило, работа выполняется в 2 этапа – сначала проводится изучение и скрещивание родитель-ских форм, а затем в течение ряда поколений проводится оценка потомства и отбор лучших форм, сочетающих высокую урожайность с устойчивостью к различным факторам среды (Пыльнев и др., 2005). Для создания растений с новыми или улучшенными свойствами в ка-честве источников полезных генов используют:

– дикие или культурные родственные виды, у которых в процессе длительной эволю-ции сформировались адаптивные признаки к разным факторам. Например, для селекции кар-тофеля широко используют дикие виды картофеля. Виды пырея (род Agropyron) проявляют высокую зимостойкость, устойчивость к солонцеватым почвам и различным болезням. Соз-данные на их основе пшенично-пырейные гибриды широко применяются в селекции пшени-цы;

– лучшие сорта зарубежной селекции и местные сорта (стародавние сорта, ландрасы). Русские местные сорта льна-долгунца, подсолнечника и других сельскохозяйствен-ных культур широко используются селекционерами разных стран;

– новые линии растений, полученные с помощью экспериментального мутаге-неза, изменчивости в культурах клеток и тканей, а также генетической инженерии. Этот материал может быть донором самых разнообразных генов, включая гены ус-тойчивости к стрессовым факторам среды, болезням и вредителям (Мережко, 2005; Коновалов, 2002)

Сочетание в одном сорте высокой потенциальной продуктивности, качества продук-ции и устойчивости к неблагоприятным факторам затруднено отрицательной корреляцией между этими признаками. Как правило, высокая адаптивность снижает урожайность расте-ний. Поэтому предпочитают создавать не универсальные сорта, а сорта, ориентированные на определенные технологии или предназначенные для выращивания в сложных условиях (Жу-ченко, 2001) Высокопродуктивные сорта интенсивного типа предназначены для благопри-ятных условий (достаточное влаго- и теплообеспечение, богатые почвы и др.), а также для интенсивных технологий. В то же время для регионов с суровым климатом и зон рискован-

111

ного земледелия необходимо вести селекцию на повышенную адаптивность и экологическую пластичность.

В ряде случаев при создании сортов одной и той же культуры, предназначенных для разных регионов, приходится вести селекцию на разные признаки. Так, сорта озимой пшени-цы для южных регионов России должны быть устойчивы к выпреванию, снежной плесени, ледяной корке. В то же время для Поволжья и Сибири с сухими морозными зимами необхо-димы сорта с повышенной морозостойкостью и устойчивостью к зимней засухе. В районах с суровыми зимами использование озимых культур ограничено, предпочтение отдается яро-вым формам. Большая часть сельских территорий России расположена в зонах неблагопри-ятных для земледелия, поэтому селекция на устойчивость к абиотическим факторам крайне важна.

Как правило, в пределах одной агроклиматической зоны наблюдаются различия в рельефе, качестве почва, обеспечении влагой и т.д. Поэтому селекционные учреждения ведут создание сортов разных экологических групп (Пыльнев и др., 2005). Для стабилизации по-лучения урожая очень важно возделывать в хозяйствах не один лучший, а набор сор-тов, отличающихся вегетационным периодом и адаптированных к разным стрессо-вым факторам (Жученко, 1994). Такой подход усиливает генетическое разнообразие культур в агроценозах.

Во многих регионах планеты под влиянием длительного естественного и искус-ственного отбора в течение веков сформировались местные (стародавние) сорта (landraces), они обладают комплексами генов, обеспечивающих адаптацию к условиям среды раз-ных регионов. Преимущество местных сортов проявляется особенно резко в местно-стях с суровыми природными условиями, например с засушливым климатом, бес-снежными зимами, солонцеватыми почвами, в предгорьях и т. п. В этих условиях местные сорта достаточно стабильно дают урожай, хотя в благоприятные годы про-игрывают по урожайности новым сортам. Местные сорта широко используются в се-лекции на адаптивность к абиотическим факторам (Мережко, 2005). В частности, сорта западносибирских и волжских пшениц являются мировыми стандартами по признаку засухоустойчивости и широко используются в мире для улучшения этого признака.(Шаманин, 1994). Ландрасы могут иметь важное значение в органическом и традиционном сельском хозяйстве.

Мировой селекционной практикой доказана необходимость вовлечения в скрещивания местных сортов и географически и экологически отдаленных форм. При этом местные сорта передают комплексы генов, обеспечивающие адаптацию растений к эко-логическим условиям, а инорайонные сорта – гены, повышающие качество продукции, ус-тойчивость к болезням и вредителям и другие свойства. Значительное повышение урожайно-сти пшеницы в России в 50-80-х гг. ХХ связано с внедрением в производство сортов, создан-ных по этому принципу известными селекционерами: П.П. Лукьяненко, В.Н. Ремесло, Ф.Г. Кириченко и др. При выведении широко известного сорта Безостая 1 П.П. Лукьяненко ис-пользовал 20 форм (сортов) пшеницы, полученных из 12 стран различных континен-тов. Этот сорт отличался исключительной экологической пластичностью, урожайно-стью и качеством зерна. В 1971 г. этот сорт высевали на площади 13,3 млн. га в СССР и за рубежом. Также очень большие площади занимал сорт озимой пшеницы

112

Мироновская 808 созданный В.Н. Ремесло. Благодаря работам отечественных ученых удалось добиться совмещения в сортах трудно сочетаемых свойств – высокой урожайности и хорошего качества продукции с адаптивностью (Лукьяненко, 1973).

Однако большой успех российских селекционеров привел к тому, что в качестве ро-дительских форм стали использовать небольшой набор лучших по урожайности, качеству продукции и адаптивности сортов. В результате в 1998 г. 95% озимых пшениц, включенных в Государственный реестр селекционных достижений России, относились к двум большим группам, родоначальниками которых были Безостая 1 и Мироновская 808 (рис. 3.9). Особен-но низкое генетическое разнообразие сортов было характерно для Северо-Западного, Цен-трального и Волго-Вятского регионов (Мартынов, Добротворская, 2001).

Аналогичные явления снижения генетического разнообразия наблюдаются по разным культурам и за рубежом. Широкое распространение ограниченного набора лучших интенсивных сортов ускоряет спад генетического разнообразия в первичных и вторичных центрах. Так, использование гибридов кукурузы в Европе привело к уничтожению вторичных центров этой культуры в Италии и на Балканском полуост-рове. В 20-х гг. ХХ в. русским ученым Н.И. Вавиловым в районах Средиземноморья, Ближнего Востока и Центральной Азии были собраны обширные коллекции образцов пшеницы, ячменя и других культур. Через полвека в этих зонах многие виды и мест-ные сорта растений исчезли или стали очень редкими. Аналогичная ситуация сложи-лась и в других частях мира, поэтому ученые говорят о них, как о «центрах бывшего разнообразия» (Смирнов, 2005).

Рис. 3.9 Генетический вклад отдельных сортов (w) в родословную сортов озимой пшени-цы, возделывавшихся в регионах России и Украины в 1998 г. (Мартынов, Добро-творская, 2001)

Во многих экономически развитых странах осознали угрозу потери биоразнообразия и предпринимают меры по его поддержанию. Генетические ресурсы растений сохраняются в научных учреждениях в виде обширных коллекций, включающихся сотни тысяч видов и об-разцов. В России такую работу осуществляет Всероссийский институт растениеводства им. Н.И. Вавилова (ВИР, г. Санкт-Петербург) (Смирнов, 2005). Кроме того, предпринимаются

113

меры по увеличению видового и генетического биоразнообразия агроценозов. В частности, в США при Министерстве сельского хозяйства создан комитет, в задачи которого входит пре-дупреждение повсеместного распространения генетически однообразных сортов основных сельскохозяйственных культур. В Германии и Италии экономически стимулируется возде-лывание фермерами местных сортов.

В России создание сортов сельскохозяйственных культур осуществляет широкая сеть селекционных учреждений, расположенных по всей территории страны от Калининграда до Владивостока в основных агроклиматических зонах. Такая организация работы связана с необходимостью создания сортов, адаптированных к крайне разнообразным почвенно-климатическим и биотическим факторам регионов. В соответствии с законодательством созданные сорта проходят независимую государственную оценку. По результатам 3-х-летних испытаний их рекомендуют для возделывания в соответствующей агроклиматической зоне. Описания сортов и рекомендации по их использованию приведены на сайте Государствен-ной комиссии РФ по испытанию и охране селекционных достижений - www.gossort.com. По сложившейся практике специалисты региональных селекционных учреждений демонстри-руют свои достижения на регулярных выставках, полевых испытаниях, в прессе. Фермеры и хозяйства разных форм собственности могут выбрать необходимый набор сортов.

3.5.4 Селекция растений на устойчивость к болезням и вредителям

Влияние деятельности человека на эволюцию вредных организмов

В биогеоценозах существуют десятки тысяч видов растений, микроорганизмов, жи-вотных. При этом взаимоотношения видов сбалансированы, большого ущерба, приводящего к угнетению роста и развития растений, не наблюдается. В агроценозах биоразнообразие уменьшается, а часть видов грибов, бактерий, насекомых начинает приносить ощутимый вред. Их свойства меняются, регулярно возникают новые формы, преодолевающие устойчи-вость растений (Дьяков, 1998).

Хозяйственная деятельность человека оказывает все более усиливающееся влияние на биосферу в целом и на патогенные организмы в частности. Человек влияет на размещение сельскохозяйственных культур и определяет сортовую политику. В специализированных сельскохозяйственных регионах огромные площади заняты монокультурами. Так, на северо-американском континенте пшеница выращивается на гигантской территории от южных рай-онов Мексики до центральных провинций Канады, занимая около 30 млн га. Огромные пло-щади посевов этой культуры существуют в Австралии и в России. В центральных штатах США большую площадь занимает кукуруза, а. в странах Юго-восточной Азии – рис (Eversmeyer, Kramer, 2000).

Интенсификация сельского хозяйства приводит к сокращению ротации севооборотов, повышению доз удобрений и пестицидов, усиливающих появление мутаций. При этом сни-жается видовое разнообразие популяций патогенов и вредителей, исчезает межвидовая кон-куренция. В такой ситуации посевы основных сельскохозяйственных культур представляют собой гигантские полигоны для селекции агрессивных форм микроорганизмов и вредителей, способных преодолеть устойчивость растений (вирулентные расы, штаммы). Регулярно вспыхивают массовые болезни растений (Монастырский, 1998).

114

Происходит расширение спектра заболеваний основных сельскохозяйственных куль-тура, в основном за счет грибов, которые ранее существовали преимущественно на расти-тельных остатках (сапрофиты). На зерновых культурах в 80–90-х гг. ХХ в. усилилась вредо-носность септориоза и фузариоза колоса, прикорневых гнилей. Особенно усилились эволю-ционные процессы в популяциях токсинообразующих почвенных грибов, вызывающих увя-дания и гнили растений (роды Fusarium, Cochliobolus (Helminthosporium), Penicillium, Aspergillus и др.). Увеличивается количество штаммов, вырабатывающих большое количе-ство вредных микотоксинов. Их развитие приводит не только к снижению урожая, но и к от-равлению зерна токсинами, что делает его непригодным в пищу и для фуража (Монастыр-ский, 1998) Аналогичные процессы микроэволюции происходят в популяциях вредителей растений. В ряде сельскохозяйственных зон России возрастает численность колорадского жука, проволочников, клопа вредной черепашки, саранчовых и т.д. (Санин, 1997).

Самые большие проблемы встают в защите основных сельскохозяйственных культур, создающих мировой фонд продовольствия (табл. 3.1). Наиболее вредоносны болезни, возбу-дители которых распространяются по воздуху или с потоками воды на большие расстояния, к ним прежде всего относятся ржавчинные, мучнисторосяные грибы, возбудитель фитофто-роза. Эволюционные процессы в популяциях патогенов часто опережают темпы работы се-лекционеров и вновь созданные сорта быстро теряют устойчивость.

Таблица 3.1 Быстро прогрессирующие болезни сельскохозяйственных растений

Культура Болезнь Пшеница Стеблевая ржавчина, бурая ржавчина

желтая ржавчина, мучнистая роса Кукуруза Ржавчина

Овес Корончатая ржавчина Ячмень Пыльная головня, мучнистая роса,

ринхоспориоз Картофель Фитофтороз

Рис Пирикуляриоз, бактериальный ожог

Существенное роль в распространении болезней и вредителей в новые регионы игра-ют экономические связи между регионами и странами. Карантин растений не всегда может предотвратить проникновение на территорию новых вредоносных организмов. При этом с семенным и посадочным материалами, продуктами сельского и лесного хозяйства могут пе-ремещаться возбудители болезней и вредители. Примером являются завоз с американского континента в Европу колорадского жука, который в настоящее время достиг Западной Сиби-ри (Шапиро, Вилкова, 1986). Серьезный ущерб посевам картофеля наносит фитофтороз. Его возбудитель Phytophthora infestans был завезен с клубнями из Мексики в Европу, После Вто-рой мировой войны из Мексики в Европу были завезены новые агрессивные штаммы гриба. Скрещивание штаммов фитофторы привело к резкому усилению вредоносности болезни (Дьяков, 1998). В 1985 г. новые агрессивные штаммы гриба были обнаружены на территории Беларуси, а затем России (Киселев, Новоселов, 2001).

Особенно сильно деятельность человека сказывается на распространении патогенов, имеющих ограниченные возможности миграции в природе: бактерий, вирусов, нематод, поч-

115

венных грибов. В Западной Европе, отличающейся развитым земледелием и интенсивными экономическими связями, усиливается вредоносность вирусных болезней растений. В по-следние 40 лет из 88 описанных видов вирусов 58 получили распространение в странах ЕС. За 17 лет вирусы желтой и слабой мозаики ячменя распространились на территории боль-шинства земель Германии (рис. 3.10). Причинами увеличения количества и вредоносности вирусов является интенсификация земледелия, а также развитые экономические и туристи-ческие отношения между регионами (Шпаар и др., 2002). В России также увеличивается вре-доносность вирусных болезней злаков, картофеля, овощных культур.

Рис. 3.10 Распространение вирусов желтой и слабой мозаики ячменя в Германии (Шпаар и др., 2002)

Создание сортов, устойчивых к болезням и вредителям

Преимущества использования устойчивых сортов заключаются в том, что появляется возможность сокращения доз пестицидов или полного отказа от них, при этом повышается урожайность и качество продукции. В Германии отменили ряд премий фермерам, поскольку достижения селекции позволили обходиться без пестицидов (программа МЕКА). Следует отметить, что создание высокоурожайных сортов с улучшенными питательными и техноло-гическими качествами привело к общему снижению их устойчивости к болезням и вредите-лям (Жученко, 2001).

Во всех странах, включая Россию, ведут постоянную работу по селекции растений на устойчивость к наиболее вредоносным организмам. Однако в России доля устойчивых сор-тов в производстве невелика, и составляла в 2006 г. по данным Государственной комиссии РФ по испытанию и охране селекционных достижений от 8 до 20% в разных регионах (Меш-кова, 2006). Одной из причин такого положения является регулярная потеря сортами устой-чивости к болезням и вредителям.

Спектр болезней и вредителей основных культур в сельскохозяйственных зонах Рос-сии существенно различается (табл. 3.2) (Санин, 1997). Вспышки размножения возбудителей болезней и вредителей проявляются регулярно, при этом каждая из них значительно снижает урожайность растений (от 10 до 50%). Селекцию растений ведут на устойчивость к наиболее вредоносным в регионе организмам наносящим ощутимый экономический ущерб (Плотни-кова, 2007).

116

Таблица 3.2 Распространенность и вредоносность наиболее опасных болезней и вредите-лей сельскохозяйственных культур в РФ (Санин, 1997)

Болезни, вреди-тели Культуры

Зона наибольшего

распространения

Частота вспы-шек размноже-ния (лет из 10)

Поте-ри уро-жая, %

Болезни

Бурая

ржавчина

Пшеница, рожь Северный Кавказ, ЦЧР,

Нечерноземная зона, Запад-ная Сибирь, Поволжье

4-6 15-30

Карликовая ржав-чина

Ячмень Северный Кавказ, ЦЧР,

Поволжье

2-3 10-20

Фузариоз колоса Пшеница,

ячмень, овес

Северный Кавказ,

Нечерноземная зона,

Западная Сибирь

3-5 10-20

Септориоз Пшеница,

ячмень, рожь, овес

Северный Кавказ,

Нечерноземная зона,

Западная Сибирь

4-5 15-40

Мучнистая роса Пшеница, рожь,

ячмень

Северный Кавказ,

Нечерноземная зона,

Западная Сибирь

6-8 10-20

Снежная плесень Пшеница, рожь Северный Кавказ,

Нечерноземная зона

3-5 10-20

Головня (пыль-ная, твердая и др.)

Пшеница, рожь,

ячмень, овес

Поволжье 1-2 до 30

Фитофтороз Картофель, тома-ты

Нечерноземная зона, ЦЧР, Северный Кавказ,

Дальний Восток

5-8 20-50

Серая гниль Подсолнечник Северный Кавказ, ЦЧР,

Поволжье

2-3 10-15

Белая гниль Подсолнечник Северный Кавказ, ЦЧР,

Поволжье

2-3 15-20

Фомопсис Подсолнечник Северный Кавказ, ЦЧР,

Поволжье

2-3 15-20

Вредители

Серая

зерновая

совка

Пшеница, рожь Западная Сибирь, юг Урала 3-4 10-20

Пьявица Зерновые злаки, злаковые травы

Северный Кавказ, ЦЧР,

Поволжье

4 10-20

Саранча Овощи, бахчевые, зерновые, крупя-ные

Поволжье, Сибирь, Северный Кавказ

Нарастание в последние годы

до 50

Клоп-черепашка Пшеница,

меньше ячмень, рожь

Северный Кавказ,

ЦЧР, Поволжье

3-4 до 20

Злаковые тли Зерновые Повсеместно 2-3 до 15

117

Капустная совка Сахарная свекла, овощи

Повсеместно Ежегодно до 25

Стеблевой моты-лек

Кукуруза, просо Северный Кавказ, ЦЧР 2-3 до 30

Колорадский жук Картофель Европейская часть, Урал, За-падная Сибирь

Ежегодно до 50

Выше было показано, что для получения высоких урожаев необходимо возделывать

сорта, адаптированные к условиям конкретного региона. Это особенно важно, поскольку многие патогены (преимущественно возбудители разного рода гнилей и пятнистостей) ата-куют ослабленные растения. Повышение обшей адаптивности растений одновременно за-щищает их от многих болезней. Поэтому при селекции на устойчивость к болезням и вреди-телям в качестве материнской формы используют лучшие сорта, рекомендованные для воз-делывания в зоне. Источниками генов устойчивости могут быть как формы растений, сфор-мировавшиеся в природе, так и созданные искусственно.

Особую роль для селекции имеют устойчивые виды растений (преимущественно ди-кие), которые сформировались в ходе длительной совместной (сопряженной) эволюции с вредными организмами. Наибольшая концентрация таких форм наблюдается в центрах про-исхождения культурных растений (Вавилов, 1986). Так, наибольшее разнообразие устойчи-вых к болезням и вредителям форм злаков обнаружено в Переднеазиатском генцентре, включающем Закавказье, а картофеля – в Мексике и Перу. Устойчивые к бактериальному ожогу формы риса обнаружены в Юго-восточной Азии и т.д. Введение в генофонды чуже-родных генов является важным ресурсом повышения генетического разнообразия сельскохо-зяйственных культур. В последние десятилетия основными источниками генов устойчивости пшеницы к болезням стали дикие виды эгилопсов и пыреев (роды Aegilops и Agropyron) (Ла-почкина, 2005). В настоящее время ведутся работы по переносу в геном пшеницы генов ус-тойчивости к болезням риса. Для защиты культурного картофеля от вирусных и грибных бо-лезней в его генофонд переносят гены устойчивости не только от многочисленных диких ви-дов картофеля, но и от баклажана, табака, томатов (Frazer, 2000; Киселев, Новоселов, 2001).

В ХХ в. ученые стали активно создавать гены устойчивости, сначала с помощью экс-периментального мутагенеза, а затем с помощью биотехнологии. Многочисленные мутант-ные формы с измененными полезными свойствами. активно использовались в селекции мно-гих сельскохозяйственных культур. Этот процесс аналогичен появлению полезных мутаций в природе и закреплению их в ходе естественного отбора, но реализуется селекционерами значительно быстрее (Гончаров, Гончаров, 2009). .

В 80-х гг. ХХ в. сформировалось новое научно-производственное направление – био-технология. Биотехнология основана на работе с культурами клеток и тканей в искусствен-ных условиях (in vitro). Оказалось, что в клеточных культурах можно получать огромное ко-личество мутаций, а также эффективно отбирать редкие полезные мутации. В настоящее время ведутся интенсивные работы по созданию линий разных видов растений, устойчивых к токсинообразующим грибам, вредоносность которых резко усилилась в последнее время (роды Fusarium, Cochliobolus и др.) (Сельскохозяйственная биотехнология, 2003). В ряде стран существенную роль в защите растений от стрессовых факторов среды, а также болез-ней и вредителей начинает играть генетическая инженерия. Перспективы, реальные дости-жения и проблемы биобезопасности этого направления описаны ниже.

118

В настоящее время человечество в целом осознало угрозу голода и необходимость увеличения производства продовольствия в мире, в том числе, за счет селекции растений. Поэтому работы по обогащению генофонда культурных видов, обмену информацией и гена-ми часто проводятся в рамках международных программ и в сотрудничестве с международ-ными организациями. В частности, такое взаимодействие происходит в рамках сотрудниче-ства российских учреждений с Международным центром селекции кукурузы и пшеницы CIMMYT (Мексика) (Гончаров, Гончаров, 2009). Описание генов и их действия приведены на сайтах в Интернете, например, на сайте http://www.cdl.umn.edu/Res_Gene/res_gene.html приведена информация о генах устойчивости к болезням зерновых культур. Продовольст-венная и сельскохозяйственная организация ООН ФАО (Food and Agriculture Organization of the United Nations) – предоставляет информацию об устойчивости сортов различных культур. Реализуется ряд международных программ по созданию и изучению банков генетических ресурсов культурных растений. Одним из основных направлений их работы является изуче-ние устойчивости растений к наиболее вредоносным видам, особенно в эпицентрах эпиде-мий, фитосанитарный мониторинг на различных материках. Эта информация необходима для защиты растений от патогенов, распространяющихся воздушным путем на далекие рас-стояния.

В популяциях возбудителей болезней и вредителей регулярно возникают новые расы и штаммы, способные преодолеть защиту растений. Фитосанитарный мониторинг позволяет оценивать состояние посевов и сделать прогноз о возможной численности и потенциальной вредоносности возбудителей болезней и вредителей (Фитосанитарная диагностика, 1994). В России фитосанитарный мониторинг осуществляется сетью научно-исследовательских ин-ститутов и станций защиты растений, расположенных в основных агроклиматических зонах. Координацию их деятельности осуществляют центральные научно-исследовательские учре-ждения: Всероссийский институт защиты растений (ВИЗР), отдел иммунитета Всероссий-ского института растениеводства (ВИР) и Всероссийский институт фитопатологии (ВНИ-ИФ).

При создании устойчивого сорта сначала подбирают родительские формы, включая доноры признака устойчивости. Затем проводят скрещивания и отбор в потомстве устойчи-вых форм. В некоторых случаях, сорт может быть надежно защищен одним геном устойчи-вости, в частности, против мало подвижных почвенных грибов (Parlevliet, 1985). Однако, значительно чаще приходится вводить в сорт несколько генов (Pederson, 1988). Поскольку каждый ген устойчивости снижает урожайность, то предпочтительно создать сорта, устой-чивые к отдельным болезням и вредителям, и не универсально устойчивый низкоурожайный сорт (Крупнов, Сибикеев, 2005). По существующим правилам сорт рекомендуется для ис-пользования в производстве, если его урожайность в среднем за 3 года превысила показатели лучших сортов (стандартов). При этом устойчивые к болезням и вредителям сорта имеют преимущества по сравнению с восприимчивыми.

Проблема сохранения длительной устойчивости и политика размещения сортов

Вся практика растениеводства представляет собой историю потери сортами устойчи-вости к болезням в результате адаптации к ним фитопатогенных организмов (Рассел, 1969).

119

Эти процессы настолько ускорились в последние десятилетия, что были образно названы «гонкой вооружения» между вредными организмами и человеком (Leach, 2001).

Длительный мировой опыт показал, что устойчивость растений может сохраняться различное время. В некоторых случаях сорта сохраняют устойчивость длительное время (от 10 до нескольких десятков лет), но устойчивость сортов к наиболее специализированным па-тогенам (табл. 3.2 ) часто преодолевается через 2-3 года после введения в производство. Это поставило перед селекционерами проблему длительной (durable) устойчивости (Johnson, 1983).

Решение проблемы длительной устойчивости к ржавчинным болезням пшеницы было предложено ученым международного центра CIMMYT. Ими были созданы сорта пшеницы, сохранявшие устойчивость к бурой и желтой ржавчине под прессом патогенов в течение бо-лее четверти века. Генетической основой защиты этих сортов служили гены, проявляющиеся на поздних стадиях развития растений – так называемые гены «возрастной» устойчивости Lr13 и Lr34, к ним добавляли 2-3 дополнительных гена. Эффект генов Lr13 и Lr34, приводит к замедлению развитию ржавчинных болезней пшеницы (медленному ржавлению – slow rusting), что позволяет получать удовлетворительный урожай (Rajaram, 2001). Сейчас по этому пути создаются сорта других культур.

Устойчивость сортов сильно зависит от биологии патогенов и вредителей. К концу се-зона у возбудителей многократно размножающихся болезней накапливается гигантское ко-личество инокулюма, пропорционально возрастает количество полезных мутаций. Большин-ство вредителей образуют меньше потомства, поэтому устойчивость растений к ним сохра-няется достаточно долго.

На скорость преодоления устойчивости растений большое влияние оказывает способ распространения вредных организмов. Почвенные грибы, вирусы остаются в почве и расти-тельных остатках того же поля. Эти организмы без помощи человека не способны переме-щаться между регионами, в результате устойчивость может сохраняться долго. Создание панцирных сортов подсолнечника с утолщенной кожурой навсегда решило проблему защиты от подсолнечниковой огневки на юге России. Введение сортов пшеницы с опушенными ли-стьями привело к подавлению размножения гессенской мухи, наносящей серьезный ущерб в начале ХХ в (Шапиро, Вилкова, 1986).

В то же время споры ржавчинных и мучнисторосяных грибов способны мигрировать с воздушными потоками по континентам и между континентами. Зарегистрированы переме-щения спор ржавчинных грибов из Африки через Тихий океан в Австралию. Установлена возможность распространения ржавчинной инфекции с Ближнего Востока на территорию Северного Кавказа. Дальше занос спор с воздушными массами происходит в Украину, цен-трально-черноземные области и Поволжье (рис. 4.6) (Павлова, Михайлова, 1997). В течение сезона с атлантическими циклонами происходит дальнейший перенос спор из Поволжья в Северный Казахстан и Западную Сибирь. Phytophthora infestans образует несколько поколе-ний в сезон, его споры способны переноситься с влажными воздушными массами на 800 км в сутки, пересекая границы разных стран, а также распространяются человеком путем завоза зараженных клубней. Поэтому устойчивость к фитофторозу часто преодолевается за 1–3 го-да.

120

В настоящее время иммунологи и селекционеры пшеницы встревожены появлением новой высоко агрессивной расы стеблевой ржавчины пшеницы, преодолевшей известные ге-ны устойчивости. Раса была обнаружена в Уганде в 1999 г. и получила обозначение Ug99, за 10 лет она распространилась из Уганды до Турции. На территорию Европы и России занос спор может произойти вышеописанным путем. При развитии эпидемии стеблевая ржавчина может привести к 70%-ной потере урожая, поэтому иммунологи и селекционеры всего мира объединили усилия в поиске эффективных генов против расы Ug99, а также создании устой-чивых к ней сортов (Singh, 2009). Для изучения устойчи

Рис. 3.11 Траектория распространения спор возбудителя бурой ржавчины пшеницы с воз-душными массами с Ближнего Востока. Сравнительное количество осевших спор показано толщиной стрелки (Павлова, Михайлова, 1997)

вости растений к быстро изменяющимся ржавчинным и мучнисторосяным грибам, а также для фитосанитарного мониторинга этих болезней в мире создана специальная между-народная организация ученых – Борлауговская глобальная ржавчинная инициатива (Borlaug Global Rust Initiative). Кроме того, большую координационную и собственную научную ра-боту проводит Международный центр селекции кукурузы и пшеницы CYMMIT. Таким обра-зом, в настоящее время стало понятно, что устойчивость культурных растений зависит от изменчивости и распространения патогенов в глобальном масштабе. Поэтому в защита рас-тений становится международной проблемой.

Важнейшим фактором, влияющим на длительность устойчивости сорта, является площадь, занятая посевами растений, защищенных одним геном. Как правило, фермеры и руководители хозяйств предпочитают использовать один лучший сорт, что проще с точки зрения технологии производства. Однако, на примере развития эпидемий бурой ржавчины показано, что критической для возникновения новых вирулентных рас является доля одно-

121

типных сортов в посевах 9% или более 12 тыс. га. Нарушение этого правила приводит к ре-гулярной потере сортами устойчивости и вспышкам болезней (Дьяков, 1998).

В настоящее время доказано, что в биоценозах с высоким биоразнообразием появле-ние новых рас замедляется, в результате устойчивость поддерживается длительное время. В агроценозах генетическое разнообразие культур может быть создано за счет специальной схемы размещения посевов, предусматривающей чередование сортов с разными генами и механизмами устойчивости – «мозаики сортов». Выбор и размещение сортов должны осуще-ствляться с учетом рекомендаций селекционных учреждений соответствующей зоны. При-мером высоко эффективной работы является деятельность Краснодарского НИИСХ им. П.П. Лукьяненко, осуществляющего селекцию сортов пшеницы и координацию их возделывания в Краснодарском крае. Учеными этого учреждения создан большой набор сортов различных экологических групп, защищенных разными механизмами устойчивости от ржавчинных бо-лезней, мучнистой росы, септориоза и фузариоза колоса (Беспалова и др., 2001). Для каждо-го хозяйства рекомендовано использование 5-7 сортов адаптированных к почвенно-климатическим условиям района. Размещение сортов на небольших площадях в форме мел-кой мозаики (рис. 3.12) позволяет в течение многих лет сдерживать развитие болезней в сложном по эпидемиологической обстановке Краснодарском крае, что позволяет снижать дозы фунгицидов (или совсем отказываться от них), что приводит к оздоровлению экологи-ческой обстановки в регионе.

Рис. 3.12 Мозаика сортов озимой пшеницы в Краснодарском крае , 2007г. (Абло-ва, 2008).

Уникальной особенностью России является огромная протяженность страны. При этом в зонах, пригодных для растениеводства, посевы зерновых культур и картофеля тянутся непрерывными массивами от Украины до Сибири. С учетом переноса инокулюма патоген-ных грибов в том же направлении необходимо возделывать в регионах, расположенных на пути распространения инфекции, сорта с разными генами устойчивости. Такой прием назы-вается «районирование генов устойчивости» (Новожилов, 1998). Подобное размещение ге-нов подавляет образование новых рас и сохраняет устойчивость растений. В России эта ра-

122

бота координируется на регулярных встречах специалистов по иммунитету и селекции рас-тений. Подобное районирование генов устойчивости к корончатой ржавчине овса было осу-ществлено в США и доказало высокую эффективность в 70-80-х гг. ХХ в.

Существенную роль в повышении генетического и видового разнообразия в сельских территориях могут играть смешанные посевы, их создают на одной территории на основе разных сортов или видов растений. Такие посевы высокоэффективны против листостебель-ных болезней - ржавчины, мучнистой росы, септориоза зерновых, ринхоспориоза ячменя, пирикуляриоза риса и др. Снижение пораженности проявляется тем сильнее, чем равномер-нее распределены устойчивые и восприимчивые растения, поэтому для смешанных посевов желательно подбирать такие виды растений, семена которых можно смешивать перед посе-вом. Возможно использование чересполосных посевов разных видов в пределах одного поля. Лучшие результаты достигнуты в сортосмесях, сходных по агрономическим свойствам. Смешанные популяции сортов одного или разных видов повышают адаптивность посевов к неблагоприятным воздействиям среды и дают возможность получать более стабильные уро-жаи без применения пестицидов. Отрицательной чертой смешанных посевов является их неоднородность по технологическим свойствам и качеству продукции, поэтому их исполь-зуют прежде всего для кормовых целей. Примером являются горохоовсяные и викоовсяные смеси.

Наиболее эффективным способом снижения вспышек болезней и преодоления устой-чивости растений является чередование в регионе посевов различных культур, причем в виде достаточно мелкой мозаики, а также восстановление естественных лугов, пастбищ, лесов. Такой прием повышает видовое разнообразие в сельских территориях, создает барьеры для распространения патогенных микроорганизмов и вредителей, что благоприятно сказывается на фитосанитарной и экологической ситуации в регионах.

Таким образом, постоянная селекция растений необходима для повышения урожайно-сти и снижения потерь урожая от неблагоприятных факторов среды, болезней и вредителей. Для повышения устойчивости растениеводства использование и размещение в хозяйствах сортов должно быть научно обоснованно. Использование устойчивых к болезням, хорошо адаптированных к агроклиматическим условиям сортов позволяет увеличить экономическую эффективность производства и улучшить экологической состояние сельских территорий за счет отказа от пестицидов.

3.5.5 Генетическая инженерия растений и биобезопасность

Генетическая инженерия сформировалась в 70-80-х гг. ХХ в. на основе знаний о структуре и функциях нуклеиновых кислот и обменных процессов в клетках. Исследования в области молекулярной генетики и биологии выявили удивительную особенность живых су-ществ – процессы на молекулярном и клеточном уровне происходят по одним законам как у низших организмов (бактерий, водорослей, грибов), так и у высших (растений и животных) (Жимулев, 2006). В связи с этим возможен перенос и функционирование «чужих» генов (трансгенов) у разных организмов. Первая трансгенная бактерия была получена в 1972 г., растение – в 1983 г, животное – в 1985 г. (Щелкунов, 2004).

123

Работы в области генетической инженерии проводятся сначала в искусственных усло-виях (in vitro) на культурах клеток и тканей, затем добиваются развития организмов из еди-ничных клеток – регенерации. В настоящее время достижения генетической инженерии ак-тивно используются в различных отраслях производства, связанных с использованием мик-роорганизмов и растений: производстве лекарств, заквасок для молочных продуктов, вита-минов и т.д.

Чтобы понять возможности генетической инженерии и потенциальные проблемы биобезопасности использования организмов, созданных с ее помощью (генно-модифицированные – ГМ-организмы), необходимо иметь общее представление о методах работы. Работы в области генетической инженерии проводят на молекулярном уровне. Ин-струментами для работы являются молекулы со специальными функциями – ферменты и векторы. С помощью ферментов из ДНК разных организмов выделяют гены, расшифровы-вают их структуру, получают многочисленные копии (клонирование генов).

Для переноса генов в клетки разных организмов используют специальные молекулы – векторы. Уникальной особенностью векторов является способность проникать в клетки и яд-ра видов, принадлежащих разным царствам живых существ, а также встраивать чужие гены в хромосомы. В качестве векторов преимущественно используют природные штаммы вирусов (вирусные векторы), а также небольшие кольцевые ДНК бактерий (плазмиды) (Глик, Пас-тернак, 2002). Для работы с растениями часто используют векторы, созданные на основе Ti-плазмиды, выделенной из бактерии Agrobacterium tumefacies, вызывающей образование на-ростов на корнях (рак корней). В хромосому растения встраивается только часть плазмиды – Т-область (рис. 3.13). Из природных плазмид удалили все гены, вызывающие болезни расте-ний, а в Т-область стали встраивать гены, которые необходимо перенести в растения (Potrykus, 1991). Для эффективного отбора модифицированных клеток в векторы вводят мар-керы – гены со специальными функциями или последовательности нуклеотидов. Часто в ка-честве маркеров используют гены устойчивости к антибиотикам, либо гены, приводящие к свечению клеток в темноте или под ультрафиолетом светом (Gelvin, 2003; Щелкунов, 2004).

124

Рис. 3.13 Создание генно-модифицированного растения хлопка с Bt-геном устойчивости к вредителям

С 1994 г. коммерческие сорта растений начали в прогрессирующих масштабах возде-лывать сначала в США, затем в других странах. Первоначально к ГМ-растениям отношение было очень настороженным, но по мере их санитарно-эпидемиологического и экологическо-го испытания, а также доказательства экономической эффективности, площади стали быстро расти (рис. 4.9) (Devos et al., 2009). В производстве наиболее активно используются ГМ-сорта сои, кукурузы, хлопчатника и рапса, но расширение спектра модифицированных куль-тур происходит постоянно (рис. 4.10). На рынке представлено большое количество овощных, плодовых, ландшафтных, декоративных культур, эти культуры на рынке США в 2003 г. обеспечивали 47% доходов от ГМ-растений (Economic Research, 2003) Лидерами в исполь-зовании ГМ-сортов стали США, Аргентина, Бразилия и Канада. В США в 2007 г. ГМ-кукуруза составляла 75% посевов, ГМ-соя – до 94-96% в некоторых штатах (Abbott, Schiermeier, 2007; Bonny, 2009). В последние годы ГМ-сорта стали в прогрессирующем мас-штабе выращиваться в Китае.

125

Рис. 3.14 Динамика площади посевов, занятых ГМ-культурами в мире, млн га

Рис. 3.15 Соотношение площадей, занятых ГМ-сортами сельскохозяйственных культур в мире, 2003 г., %

В то же время в ЕС в 2007 г. они занимали только 110 тыс. га, основную площадь за-нимает кукуруза с инсектицидным геном Cry 1Ab от Bacillus thurigiensis, защищеная от гу-сениц европейского и средиземноморского пилильщика (borer ). При этом ГМ-кукуруза еще до коммерческого использования была признана безвредной (Sanvido et al., 2007). В странах ЕС ГМ-кукуруза возделывается с 2004 г. в районах, где оба эти вредителя наносят сущест-венный вред. Основная часть посевов в 2007 г. была сосредоточена в Испании – 69%, Фран-ции – 19, а Германии, Португалии, Чешской Республике – по 3-5% (Abbott, Schiermeier, 2007). В России в настоящее время выращивание ГМ-растений не разрешено.

Основные направления генетической инженерии растений

В настоящее время генетическая инженерия наиболее широкое применение получила в области защиты растений от неблагоприятных факторов среды, гербицидов, вредителей и болезней. Большое внимание уделяется работам по совершенствованию качества продук-ции, а также регуляции роста и развития растений.

Основные направления защиты растений:

126

– от гербицидов. Необходимость защиты связана с тем, что гербициды имеют не-большую специфичность, поэтому не только уничтожают сорняки, но и угнетают рост куль-турных растений. Кроме того, широкомасштабное применение гербицидов при интенсивных технологиях наносит большой ущерб окружающей среде. Создание устойчивых к гербици-дам ГМ-растений ведут с использованием двух подходов. 1) в хромосому вводят ген, коди-рующий устойчивую к гербициду молекулу; 2) вводят ген фермента, разрушающего герби-цид. Возделывание устойчивых к гербицидам растений позволяет использовать дешевые гербициды сплошного действия, а также применять меньшие дозы гербицида по вегетирую-щим растениям. Особенно выгодно возделывать растения способные разрушать в своих клетках гербициды, т.к. при этом снижается их содержание в продукции. Как правило, семе-на поступают на рынок в комплекте с соответствующим гербицидом. В 2006 г. 4 страны – США, Канада, Аргентина, Бразилия выращивали 88% ГМ-растений, из них 81 % приходился на гербицидоустойчивые (James, 2007). Экологические преимущества связаны с употребле-нием меньших доз пестицида, меньшего уплотнения почвы за счет меньших количеств обра-боток; возможностью применять нулевые технологии обработки почвы. Кроме того, глифо-сат замещает другие более токсичные гербициды, что снижает экотоксикологические риски и воздействие на среду (Gardner, Nelson, 2007; Bonny, 2009).

- от засухи и экстремальных температур. В растения вводят гены, усиливающие ес-тественные механизмы устойчивости растений – осмотическое давление, синтез стрессовых белков. Гены могут быть получены из разных организмов, например, в томаты был введен ген рыб, повышающий холодоустойчивость (Sakamoto et al., 1998; Щелкунов, 2004)

– от вредителей. Основные работы проведены с генами токсичных для насекомых белков, выделенных из бактерии Bacillus thurigiensis (Bt-гены) (Alstad, Andow,1995). Эта бак-терия широко используется для производства безвредных биопрепаратов. За рубежом созда-но большое число сортов: картофеля, устойчивых к колорадскому жуку: хлопчатника, овощных и лесных культур, устойчивых к разным вредителям (Dalecky et al., 2006). В по-следние годы в связи с недоверием части потребителей к растениям, несущим чужеродные для растений Bt-гены, делается упор на защиту растений с помощью естественных механиз-мов. Для этого в растения вводят дополнительные гены защитных белков растений, нару-шающих питание специализированных вредителей (ингибиторы протеиназ, хитиназы) (Рыб-чин, 1999).

- от вирусов. Для защиты от вирусных болезней эффективно введение в растения ге-нов белков оболочек вирусов, а также белков растений, подавляющих передвижение вирусов по тканям. Первый прием имитирует «перекрестной защиты», когда слабый штамм вируса блокирует развитие агрессивного. До появления коммерческих ГМ-сортов в производстве широко применялась вакцинация неагрессивными формами вирусов для перекрестной за-щиты томатов, кабачков, кофе, цитрусовых и других культур от вирусов (Pausl., 1995).

- от грибных болезней. В последние годы сделаны важные открытия в области изуче-ния механизмов устойчивости растений к грибам. Эти сведения используют для поиска генов растений, кодирующих основные защитные механизмы: синтез защитных белков, фитонци-дов, фитоалексинов. Введение таких генов усиливает естественную защиту растений от бо-лезней, часто создавая широкий неспецифический эффект против многих рас (Дьяков и др., 2001).

127

Улучшение качества продукции

Это направление имеет наибольшие успехи в повышении качества белков. Основные сельскохозяйственные культуры (зерновые, картофель, рис) дефицитны по незаменимым аминокислотам – лизину, треонину, метионину. Потому питание людей не сбалансировано, а кормление животных мало эффективно. С помощью генетической инженерии состав бел-ков улучшают двумя способами: 1) введением в геном растений дополнительных копий ге-нов белков богатых незаменимыми кислотами; 2) переносом генов высокобелковых культур. В настоящее время гены гороха и сои введены в люцерну, кукурузу, картофель, что повыси-ло содержание в них незаменимых аминокислот (Рыбчин. 1999; Глик, Пастернак, 2002). Кроме того, ведутся работы со созданию растений с улучшенным составом жиров и витами-нов (Topfer et al., 1995; Ye et al., 2000).

В настоящее время проводятся перспективные исследования по улучшению биологи-ческой фиксации азота и повышению интенсивности фотосинтеза. В будущем результаты этих работ помогут существенно снизить потребление азотных удобрений, а также улучшить усвоение растениями солнечной энергии и поднять урожайность (Щелкунов, 2004).

Проблемы биобезопасности ГМ-растений

ГМ-сорта дает экономические преимущества связанные с повышением продуктивно-сти, повышением эффективности производства, снижением затрат (Alston et al., 2002; Demont et al., 2004, 2007; Marra, Piggion, 2006). Но отношение к их биобезопасности противоречивое. В ряде высоко развитых стран с высоким уровнем экологических стандартов (США, Арген-тине, Бразилии, Канаде) они не считаются опасными для людей и среды. Некоторые амери-канские исследователи считают, что достаточно длинный период работы с ГМ-организмами (с 1972 г.) и массовое возделывание ГМ-сортов в странах Северной и Южной Америки дос-таточно убедительно доказали, что ГМ-растения не наносят ущерба здоровью людей и эко-логии. Поэтому предлагают упростить регуляторные процедуры для их использования и об-ращать внимание на действие переносимого гена и его влияние на среду, а не на способ вве-дения гена в растение. Такой подход уравнивает рассмотрение традиционных и ГМ-сортов (Bradford et al., 2005). В то же время негативное отношение политиков и населения в странах ЕС на долгие годы привели к мораторию использования ГМ-растений (Devos et al., 2009). Существенную роль в этом играют как настроение населения против ГМ-продукции, так и политические мотивы, направленные на предотвращение проникновения на рынок чужих сортов.

Сорта ГМ-растений впервые были введены в производство в США в 1994 г. Этому предшествовала длительная санитарно-гигиеническая и экологическая экспертизы и разра-ботка законодательных актов, регламентирующих использование ГМ-растений и контроль биобезопасности. В США биобезопасность обеспечивается независимой экспертизой ГМ-организмов и их продуктов тремя независимыми национальными ведомствами (FDA - Ад-министрация по надзору за качеством продовольствия и лекарств, USDA - Департамент сельского хозяйства, ЕРА - Агентство по охране окружающей среды). Перед введением в производство и перед рекомендацией к употреблению проводится полный медико-санитарный и экологический контроль продукции. Дополнительный контроль осуществляют международные организации ООН – Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) и ФАО (FАО - Food and Agriculture Organization of the United Nations). Действует система мо-

128

ниторинга ГМ-организмов и их возможного влияния на среду. В США ГМ-продукция не считается вредной для здоровья люде и экологии и не подлежит маркировке (Суржик, 2000). Значительная часть полученной ГМ-продукции потребляется в стране.

В ЕС был создан орган для обеспечения независимой объективной и прозрачной экс-пертизы и научно-обоснованных рекомендаций по безопасности применения агро-пищевой биотехнологий – European Food Safety Authority (EFSA). Были приняты правила маркировки и прослеживаемости ГМ-продуктов (tracing), чтобы обеспечить право выбора потребителей. Кроме того, было принято положение о сосуществовании разных типов культур в ЕС. Оно было направлено на развитие различных систем земледелия. У фермеров был выбор между традиционным, органическим и земледелием с ГМ-культурами.

В странах ЕС отношение к ГМ-организмам, включая растения, часто негативное. Вы-двигаются следующие возражения против их использования (Muir, Howard, 2004; Devos et al., 2009):

- религиозные и морально-этические;

- политические и юридические;

- вредные последствия рекомбинантных ДНК для конкретного человека и его потомст-ва;

- возможность распространения трансгенов в окружающей среде;

- потеря генетической идентичности культурных растений в связи с вертикальным пе-реносом генов между культурными и дикими видами;

- появление устойчивых к трансгенам сорняков, вредителей и болезней

- рост устойчивости микрофлоры к антибиотикам;

- разрушение биотических сообществ, включая агроэкосистемы;

- негативные изменения в химических, физических и биологических свойствах почвы.

Крайне негативное отношение демонстрируют религиозные организации, возражаю-щие против вмешательства человека в геномы видов и в процессы естественного развития природы. При этом упускают из виду, что человечество уже давно существует за счет сортов растений и пород животных, которые целенаправленно создаются человеком. Политические и юридические возражения против ГМ-растений в существенной степени связаны с желани-ем защитить собственные рынки от чужой продукции и сортов, созданных в других странах, что определяется соображениями экономической безопасности стран. (Bradford et al., 2005).

При возделывании культур с перекрестным типом опыления (кукурузы и рапса) воз-никает проблема проникновения генов в сорта, выращиваемые на соседних участках. Эта проблема имеет место как при выращивании традиционных, так и ГМ-сортов, но в послед-нем случае она выражена более остро, потому что фермеры, занимающиеся традиционным, а тем более органическим производством, могут потерять сертификат или премию на продук-цию. Поэтому в ЕС принят порог толерантности 0,9%, т.е. норма, которую не должна пре-

129

вышать примесь в сорте. В противном случае традиционная или органическая продукция маркируется как ГМ-продукция, что снижает ее ценность на рынке (European Commission, 2003). Для предотвращения распространения трансгенов разработаны превентивные меры: пространственная изоляция между полями одной культуры (в разных странах от 25 до 800 м); организация барьеров для пыльцы вокруг полей; графики раздельных посевов и цветения культур; ограничение переноса ГМ с помощью самосева за счет удлинения севооборотов и др. (Sundstrom et asl., 2002; Devos et al., 2004; Gruber et al., 2008):Крайней мерой является со-средоточение ГМ-посевов в специальных регионах.

Стойкие возражения вызывало использование в качества маркера для ГИ генов устой-чивости к антибиотикам. Однако, ученые Британского общества антимикробной хемотера-пии с помощью специальных масштабных научных исследований показали, что нет основа-ний для беспокойства о том, что гены устойчивости к антибиотикам будут переноситься об-ратно в бактерии, нанося ущерб среде (Bennett et al., 2004). Такие маркеры генетической ин-женерии как β-глюкуронидаза в папайе и green fluorescent protein признаны экологически нейтральными (Gilissen et al., 2002; Richards, H.A. et al., 2003; Stewart, 2001)

Потребители продукции защищают свое право на осознанный выбор продуктов пита-ния. Иллюстрацией серьезности настроений потребителей является скандал, вспыхнувший в Великобритании в августе 2010 г. после поступления в продажу мяса клонированных телят без специального оповещения. Хотя специалисты доказывали общественности, что такая продукция идентична по свойствам традиционной и не может нанести вреда здоровью, это происшествие негативно сказалось на репутации и благосостоянии фермера.

В соответствии с постановлением Правительства Российской Федерации от 16 февраля 2001 г. № 120 «О государственной регистрации генно-инженерно-модифицированных организ-мов» Министерство промышленности, науки и технологий Российской Федерации своим прика-зом от 10 июля 2001 г. № 264 создало Экспертный совет Минпромнауки России по вопросам био-безопасности и утвердило Положение о нем, согласно которому он является постоянно дейст-вующим органом, обеспечивающим объективность и надлежащий уровень проверки предостав-ляемых заявителями сведений о биобезопасности генно-инженерно-модифицированных орга-низмов. Указанный совет организует и проводит экспертизу представленных заявителями в Мин-промнауки России сведений о биобезопасности модифицированных организмов, устанавливает наличие или отсутствие фактического или прогнозируемого нежелательного воздействия моди-фицированных организмов (в сравнении с исходными не-модифицированными организмами) на окружающую среду, дает, по согласованию с Межведомственной Комиссией по проблемам ген-но-инженерной деятельности, заключение о биобезопасности модифицированных организмов и возможности их государственной регистрации или об отказе в такой регистрации и представляет его в установленном порядке в Департамент науки о жизни и земле Минпромнауки РФ.

Государственный контроль за биобезопасностью охватывает также области производст-ва и использования новых пищевых продуктов, материалов и изделий, полученных из генетиче-ски модифицированных и других биологических объектов. В Российской Федерации принят Фе-деральный Закон «О качестве и биобезопасности пищевых продуктов» № 29–ФЗ от 2.01.2000 г. в соответствии с этим законом Правительство Российской Федерации приняло По-становление «О государственной регистрации новых пищевых продуктов, материалов и изде-лий» № 988 от 21.12.2000 г. и утвердило Положение по этому вопросу. С 2001 г. в России

130

установлена система обязательной маркировки пищевых продуктов, полученных из генетически модифицированных источников. Ее введение обеспечит условия выбора гражданами продо-вольственной и другой продукции с учетом ее генетической природы и личного отношения граждан к такой продукции. В 2004 г. после бурного обсуждения в прессе вопросов биобезо-пасности норма была снижена до 1%. Эти правила не касаются продуктов переработки ГМ-растений - сахара, крахмала, масла, которые по химическому составу идентичны традици-онным, и при производстве которых из продуктов удаляют все составляющие ГМ-растений.

3.6 Экологическое семеноводство

3.6.1 Семеноводство и семеноведение, их задачи в свете дальнейшего развития экологизации растениеводства

Посевной и посадочный сортовой материал относится к одному из основных средств сельскохозяйственного производства. В России ежегодно семенной и посадочный материал высевается на десятках миллионах гектар. В структуре затрат товарного производства зерна сортовые семена составляют не более 15-20%, что значительно ниже чем затраты на такие факторы интенсификации, как удобрения и средства защиты. Однако, необходимо отметить, что качество семян (посевные и урожайные свойства их) во многом определяют не только урожайность посевов, но и эффективность вышеназванных факторов интенсификации. По-этому качеству семян уделяется большое внимание во всем мире. Это обусловлено ещё и тем, что через семена реализуются генетический потенциал продуктивности селекционных сортов. Агроэкологически обоснованный выбор сортов, получение и закупка сортовых семян с высокими посевными и урожайными свойствами (способность семян давать высокий уро-жай, т.е. реализовать генетический потенциал продуктивности сорта в конкретных агроэко-логических условиях), позволят получить значительный дополнительный положительный эффект от возделывания сорта в конкретном хозяйстве. Однако необходимо отметить, что существующая система сертификации качества семян как у нас в стране, так и за рубежом оценивает только сортовые и посевные свойства семян. А урожайные свойства сортовых се-мян – способность их давать высокий урожай, фактически не оцениваются. И в арсенале ме-тодов предпосевной лабораторной оценки они отсутствуют. Посевные же свойства семян, хотя и являются важными в оценке их, но они отражают только пригодность семян для посе-ва и имеют слабую корреляцию с урожайностью их посевов. Урожайные свойства семян обусловлены особенностями их формирования на материнском растении в определенных аг-роэкологических условиях и отражаются в степени дифференциации зародыша и эндоспер-ма семени, связанной с экспрессией генов контролирующих дифференциацию органов заро-дыша и обуславливающих их модификационную изменчивость [Ю.Ларионов,2003]. Это оп-ределяет последующую величину органов проростков прорастающих семян, формирования из них растений и урожайность посевов. Почему столь важная оценка отсутствует в арсенале методов как у нас в стране, так и за рубежом? Во первых, это связано со слабостью генетиче-ской теории семеноводства и семеноведения как наук, которые принято считать приложени-ем к селекции (задачи которой совершенно другие) и во вторых, неверно сформулированная задача семеноводства – сохранение целостности генотипа и размножение в чистоте создан-ных селекционерами сортов, а не реализация их генетического потенциала продуктивности в процессе репродуцирования и привели к тому, что главными в оценке репродуцируемых се-мян стали сортовая чистота и посевные свойства их, а не урожайные[Ю. Ларионов,2003; Д.

131

Шпаар,2001]. При чем эта тенденция продолжается и сегодня и все усилия наших и зару-бежных ученых в этой области нацелены на совершенствование методов оценки посевных и сортовых свойств семян. Последние оцениваются при апробации, грунт контроле или моле-кулярными методами: электрофореза запасных протеинов, или же путем расчленения ДНК на отдельные фрагменты, подвергаемые электрофорезу на основе длины рестрикционных фрагментов (RFLP). Метод RFLP является наиболее точным в оценке целостности генотипа, но он не отражает, также как апробация и электрофорез запасных протеинов, урожайных свойств сортовых семян. К сожалению современная селекционно-семеноводческая наука это недооценивает, о чём свидетельствует отсутствие разработанных и официально утвержден-ных методов оценки урожайных свойствсемян Международной организации по анализу се-мян – ИСТА «International Seed Testing Association – ISTA» [Д. Шпаар,2001; ISTA,1999,2000].

Особого внимания при целенаправленном конструирования агроценозов и агроэкоси-стем заслуживает семеноводство, как наука, обеспечивающая сохранение генотипической структуры сорта в процессе его репродуцирования, а также онтогенетическую приспособ-ленность к условиям внешней среды за счет управления фенотипической (модификацион-ной) изменчивостью генотипа в процессе возделывания сорта, которая ежегодно отражается непосредственно в семенном поколении[Ю.Ларионов,2003]. Организация экологического семеноводства становится необходимой как только ставится вопрос об урожайных свойст-вах семян, полученных в различных почвенно-климатических зонах области и страны. В экономически развитых странах, таких как США, Канада и др. накоплен большой опыт зо-нального семеноводства на промышленной основе [Д. Шпаар,2001, G.Gold, 2001]. Оно пред-ставляет крупную самостоятельную отрасль сельского хозяйства, основанную на индустри-альных методах производства. Семеноводство по культурам концентрируется в наиболее благоприятных агроклиматических зонах и организовано по четкой схеме взаимосвязанных узкоспециализированных и в то же время экономически самостоятельных звеньев (селекци-онно-семеноводческие концерны, общества по распространению сортов, Национальные ла-боратории, семеноводческие ассоциации, семеноводческие фирмы, фермерские хозяйства и др.). Все это обеспечивает быстрое размножение лучших сортов, высокое качество семян. Простые производители товарного зерна семеноводством не занимаются. Сортовые семена они покупают. Новые сорта зерновых культур занимают зону районирования за три-четыре года. Этому способствует широкая реклама новых сортов, государственная политика стиму-лирования их внедрения посредством дотаций и регулирования цен на семена. Отсутствие же методов оценки урожайных свойств семян в Европе США и др. связано с преобладанием у них озимых культур, у которых урожайность в сильной степени зависит от продуктивного кущения всходов, а не от самого количества их как у яровых культур. К тому же в странах Европы разнокачественность семян заметно меньше, поскольку они по своим масштабам до-вольно мелкие государства и климат там не столь континентальный, как в России, а техноло-гическая дисциплина и материально-техническая база в семеноводстве на порядок выше. О состоянии семеноводства в Российской Федерации можно судить по данным табл.3.3, пока-зывающей процент высеваемых некондиционных семян за период 1996-2005гг. Эти данные свидетельствуют о том, что ни в одном субъекте РФ нет 100% кондиционных семян. В связи с этим урожайность яровых зерновых и зернобобовых культур не превышает в среднем 14-16ц/га.

132

Таблица 3.3 Распределение субъектов России по % высева некондиционных семян яровых зерновых и зернобобовых в 1996 - 2005 гг.

Менее 10% 10-20% 20-30% 30-40% Свыше 40%

Ростовская обл.

Краснодарский край,

Волгоградская

Белгородская,

Брянская,

Воронежская,

Калужская,

Пензенская,

Саратовская,

Тамбовская,

Ульяновская

области,

Республики

Адыгея,

Башкортостан,

Татарстан,

Чувашская

Ставропольский

край,

Астраханская,

Курганская,

Ленинградская,

Липецкая

Омская,

Орловская,

Псковская,

Тюменская,

Рязанская,

Самарская,

Смоленская об-ласти,

Республики

Калмыкия,

Карачаево-Черкесская,

Тыва,

Мордовия

Алтайский,

Приморский кр.,

Владимирская,

Ивановская,

Калининградская

Кировская,

Костромская,

Московская,

Нижегородская,

Новосибирская,

Оренбургская,

Тверская,

Тульская,

Челябинская,

Читинская обл.,

Республики

Бурятия,

Дагестан,

Карелия,

Марий-Эл,

Удмуртия

Хабаровский

край,

Вологодская,

Иркутская,

Кемеровская,

Новгородская,

Свердловская области,

Республика

Хакасия

Красноярский край,

Амурская,

Архангельская,

Пермский

край,

Еврейская ав-тономная,

Республики

Алтай,

Коми

При этом необходимо отметить, что наиболее высокий процент некондиционных се-мян (более20%) производят в северных областях и краях и на восточных окраинах страны, характеризующихся более низкими температурами и высокой относительной влажностью воздуха, плюс дождливой неустойчивой погодой в период созревания и уборки зерна. В свя-зи с этим организация экологического семеноводства на основе оценки урожайных свойств семян приобретает для большинства субъектов РФ особо значение, позволяющее выделить зоны с гарантированным производством сортовых семян с высокими посевными и урожай-ными свойствами. Получение семян с высокими урожайными свойствами, которые пока не отражаются существующими стандартами как у нас в стране, так и за рубежом и является одним из главных резервов повышения урожайности, эффективности и экологизации сель-скохозяйственного производства.

3.6.2 Экологическое семеноводство и оценка урожайных свойств семян -резерв по-вышения и стабилизации растениеводства

В семеноводческой и растениеводческой практике для экономически эффективного возделывания сорта, проводится оценка его семян, при этом выделяют два уровня их биоло-гической полноценности: сортовые и посевные свойства.

133

Посевные свойства семян характеризуют совокупность биологических признаков и свойств, отражающих их пригодность для посева, т.е. возможность получения их всходов в полевых условиях.

Понятие «посевные качества семян» возникло на заре ХХ века и предназначалось для оценки пригодности их для посева. У истоков такого подхода стояли немецкие ученые кон-ца ХIХ века Ноббе и Айхелле. В настоящее же время требования к семенам существенно из-менились, или должны быть изменены с учетом того, что их биологическая полноценность должна отражать в первую очередь их урожайный потенциал, а не просто пригодность для посева, которая оценивается показателями слабо связанными с будущей урожайностью посе-вов (табл. 3.4). При этом в теории и практике часто путают понятия урожайные свойства сорта и урожайные свойства семян (см. Глоссарий).

Урожайность конкретной партии сортовых семян более объективно оценивается со-вокупностью морфологических признаков и свойств их органов проростков (табл.3.4), что и отражает биологическую полноценность сортовых семян. А совокупность показателей, кото-рая используется в настоящее время (всхожесть, энергия прорастания, жизнеспособность, влажность, чистота и др.) для оценки посевных качеств семян и расчета нормы посева биоло-гически правильно называть «посевные свойства семян» и они слабо коррелируют с урожай-ностью их посевов. Они традиционно используются для сертификации семян и преследуют цель установить пригодность семян для посева в сельскохозяйственном производстве (перед закладкой семян на хранение или реализацией, а также перед посевом). Наряду с сортовыми и посевными свойствами сортовых семян при сертификации в контрольно-семенных лабора-ториях оценивается их заражение и поражение болезнями и вредителями. Однако все, выше перечисленные, показатели не дают агрономам четкого представления об урожайных свой-ствах сортовых семян (табл.3.4).

Экологическое семеноводство – это семеноводческая отрасль, развернутая в почвен-но-климатической зоне области или страны, где представляется возможность гарантиро-ванного производства семян с высокими посевными и урожайными свойствами. Обычно считают, что урожайные свойства сортовых семян - это их способность давать урожай, величина которого определяется наследственностью и положительной модификационной изменчивостью, возникающей под влиянием условий их выращивания. Определяют их во всем мире сравнительным полевым методом - пересевом, лабораторные отсутствуют. При этом во всем мире официально оценкой урожайных свойств семян в практических целях не зани-маются, а только в научно-исследовательских. Это является серьёзным недостатком сель-скохозяйственного производства, значительно снижающим его экономическую эффектив-ность. В настоящее время разработаны лабораторные методы оценки урожайных свойств сортовых семян основанные на степени развития их органов проростков, имеющие высокую связь с урожайностью посевов[Ю.Ларионов,2003]. Установлено, что морфофизиологические признаки и свойства проростков сортовых семян (параметров органов проростков) оказыва-ются главными критериями в оценке их биологической полноценности и урожайного потен-циала сорта в конкретных агроэкологических условиях его возделывания, что и должно оп-ределять пригодность их для посева (табл.3.4). А показатели оценки посевных свойств семян (всхожесть и энергия прорастания, табл. 3.4) пригодны только для предварительной оценки семенного материала с позиции способности семян к прорастанию без относительно буду-щей урожайности.

134

Таблица 3.4 Корреляционная зависимость показателей степени развития органов проро-стков и посевных свойств семян яровой пшеницы Эритроспермум 59 с урожай-ностью (1999-2001 гг.)

Корреляция с урожайностью Показатель

1999 г. 2000 г. 2001 г. Х

Росток

Корешок

Колеоптиль

Число корешков

Энергия

Всхожесть

Чистота

Зараженность

0,67

0,83

0,93

0,86

0,33

0,44

0,01

0,08

0,65

0,70

0,92

0,85

0,43

0,35

0,003

-0,31

0,68

0,78

0,85

0,84

0,28

0,21

0,002

-0,24

0,67

0,77

0,90

0,85

0,35

0,33

0,005

-0,116

r дост. > 0,4

Это подтверждают многочисленные исследования партий сортовых семян яровой

пшеницы Эритроспермум 59 по степени развития органов проростков и уровню их варьиро-вания (рисунок 3.18) по годам на основе проведенного морфофизиологического анализа пе-ред посевом. Морфофизиологической анализ семян пшеницы позволяет вскрыть закономер-ность изменения урожайности исследуемых партий сорта Эритроспермум 59. Так, более урожайные партии семян имеют более развитые органы проростка и меньший уровень их варьирования в сравнении с менее урожайными партиями, имеющих менее развитые органы проростков с большим уровнем их варьирования. При этом репродукции семян не оказывают достоверного влияния на урожайность посевов. Поэтому биологическую полноценность и урожайные свойства семян необходимо оценивать ежегодно передпосевом по органам их проростков, тесно коррелирующих с урожайностью посевов, а не в последействии или огра-ничиваясь малоинформативными показателями их посевных свойств.

Опыты показали, что семена яровой пшеницы, ячменя и овса с высокими урожайными свойствами в условиях Западной Сибири обеспечивают прибавку урожайности 0,2-0,5т/га и выше в сравнении с обычными, при одинаковой лабораторной всхожести в пределах 92-95%. Наши подсчеты показывают, что при увеличении урожайности зерновых культур в мас-штабах страны за счет отбора и посева семян только с высокими урожайными свойства-ми прибавка урожайности даже в пределах 0,1-0,2т/га может обеспечить 50-100миллиардов рублей дополнительно в год.

Установлено, что урожайные свойства в значительной мере определяются материн-ской разнокачественностью семян, формирующихся на разновозрастных стеблях растений, а также в различных агроэкологических условиях. Это связано также с тем, что в зависимости от агротехнических приемов и условий выращивания у сортов зерновых культур семена фор-мируются в пределах соцветия не одновременно, а в течение 10-14суток, т.е. при различной температуре и влажности. Выявлена тесная зависимость между урожайными свойствами, полевой всхожестью и силой роста семян [Ю. Ларионов,2003]. Отмечена связь содержания белка и фосфора в семенах с их посевными качествами. Семена с более высоким содержани-ем этих веществ имели более высокую всхожесть, большую силу роста, более энергично

135

Рис. 3.16 Зависимость урожайности яровой пшеницы Эритроспермум 59 от степени раз-

вития органов проростков у первой репродукции по сравнению с 2 и 3 репродук-циями.

укоренялись и давали высокопродуктивные растения. Однако наличие связи между содержанием белка или фосфора в семенах и их урожайностью не всегда прослеживается в опытах и признается далеко не всеми исследователями. В различных почвенно-климатических зонах на формирующиеся семена воздействует целый комплекс факторов ок-ружающей среды: почвенные, метеорологические, агротехнические, биотические и др. В од-них зонах этот комплекс складывается более благоприятно для получения доброкачествен-ных семян, а в других - менее благоприятно. На основании обобщения работ[Ю. Ларио-нов,2003; Д.Шпаар,2001; Mj.Holdsworth,2008] проведенных как в России, так и за рубежом приходим к выводу о необходимости развертывания широкомасштабного экологического семеноводства, для повышения урожайности и стабилизации растениеводства в Западной Сибири и в целом в России. Это обусловлено тем, что урожайность одного и того же сорта в зависимости от географического происхождения семян (места репродуцирования) может превысить 20%-30%, перекрывая различия в урожайности между разными сортами. Таким образом, для повышения урожайности и эффективности растениеводства в суровых агроэко-логических условиях России главнейшей задачей семеноводства сегодня является повыше-ние качества производимых семян на основе организации их экологического семеноводства и предпосевного мониторинга урожайных свойств семян. Что же касается лабораторной ме-тодики оценки урожайных свойств семян по степени развития органов проростков, то она уже разработана и апробирована[Ю. Ларионов,2003].

Опыты, проведенные в Челябинской, Курганской и Омской областях на сортовых се-менах яровых культур пшеницы, ячменя и овса, полученных в разных почвенно-климатических зонах: степь, южная, северная лесостепь и подтайга показали, что они разли-чаются по своей урожайности (урожайным свойствам) на 0,2-0,5т/га. Эти различия не зави-сят от репродукции семян, только от их урожайных свойств и в ряде случаев перекрывают

136

сортовые различия. Это ставит под сомнение проведение огромного объёма работ (соответ-ственно финансовых затрат) в семеноводстве по сортообновлению[Ю. Ларионов,2003].

Исследования по степени инфицированности семян и видовому составу показали, что процент поражённых семян гельминтоспориозной, фузариозной, спетариозной и др. видами значительно ниже порога вредоносности (в пределах 5-18%) у семян из южных районов воз-делывания, чем из более северных. В большинстве случаев такие семена не требуют про-травливания и имеют более высокий урожайный потенциал. Это имеет большое экологиче-ское и экономическое значение, так как большинство современных фунгицидов очень доро-гие, использование их наносит большой вред экологии. Борьба с сорной растительностью и листовой инфекцией, связанная с использованием гербицидов и фунгицидов, так же наносит большой экологический вред микрофлоре и энтомофауне агроценозов, к тому же вызывая стресс у культурных растений (рисунок 3.17). Всё это ведет к снижению урожайности посе-вов на 0,15-0,40т/га в сравнении с ручной прополкой и урожайных свойств

Рис. 3.17 Снятие стрессового воздействия гербицида адаптогеном Гуми-М.

семян, поэтому, например, при использовании гербицидов Гранстар, Пума супер и др. для снижения стрессового воздействия на культурное растение, повышения урожайности по-севов и урожайных свойств сортовых семян рекомендуется использовать в баковой смеси с гербицидом в качестве адаптагена биостимулятор препарат ГумиМ в дозе 0,17-0,2кг/га, а также для защиты от листовой инфекции биофунгицид Фитоспорин или Интеграл в дозе 1,2-1,5л/га.

В процессе экологического семеноводства для проявления механизмов саморегуляции фитосанитарного состояния агроэкосистем в семеноводческих посевах против наземно-воздушных, или листо-стеблевых вредных организмов ведущих к снижению урожайных свойств семян и формирования экологически чистой обстановки необходимо создавать ви-довое и генетическое разнообразие культур и сортов путем корнеоборота, пожнивных, по-

137

укосных культур и сидератов. Это обеспечивает в текущем году экологически безопасную оптимальную фитосанитарную обстановку в семеноводческих посевах, при этом семена формируются с высокими урожайными свойствами, чистыми от патогенной микрофлоры. Так урожайные свойства сортовых семян сорта яровой пшеницы Новосибирская89, ярового ячменя Новосибирский 80 и овса сорт Скакун в структуре посева (1991-1994гг.): донниковый сидеральный пар- пшеница+поукосный посев сурепицы-пшеница+поукосный посев сурепи-цы-ячмень+поукосный посев сурепицы- овес имели инфицированность в пределах 5,7%-12%, а урожайный потенциал более 3,0т/га. При этом весь семенной фонд не потребовал протравливания.

В полевых опытах было установлено, что предпосевная обработка семян не только 1, но 2 и 3 классов посевного стандарта регуляторами роста способствует повышению полевой всхожести в среднем на 5-11%, так же увеличению густоты продуктивного стеблестоя на 12-24 шт./м2 по сравнению с контролем (таблица3.5).

Таким образом, проведенные лабораторные и полевые опыты, направленные на по-вышение адаптивности и управления продуктивностью яровой пшеницы путём предпосев-ной обработки семян рострегулирующими препаратами Рифтал, Гуми-М и биофунгицидом Фитоспорин за три года позволили сделать ряд выводов. 1.При предпосевной обработке се-мян яровой пшеницы Эритроспермум 59 препаратами Рифтал, Гуми-М наблюдается повы-шение показателей посевных и урожайных свойств семян, что отражается в повышении по-левой всхожести. 2.Прослеживается снижение инфицирования проростков семян за счет ин-дуцирования Рифталом и Гумми-М иммунной реакции растений пшеницы при патогенезе. Это обеспечивает более высокий коэффициент размножения сортовых семян за счет повы-шения густоты продуктивного стеблестоя, снижения засоренности посевов и соответственно гербицидной нагрузки. Это благоприятно сказывается на экологической обстановке агроце-ноза. Опыты показали, что, наряду с известными приемами ускоренного размножения новых сортов и увеличения объемов производства семян, для увеличения коэффициента размноже-ния семян и повышения урожайности посевов зерновых культур можно рекомендовать низ-кочастотные электромагнитные излучения в интервале частоты 2-5Гц.

Таблица 3.5 Влияние предпосевной обработки семян рострегулирующими препаратами Рифтал, Гуми-М на полевую всхожесть и продуктивность яровой пшеницы сор-та Эритроспермум59 (2002-2004гг.)

Варианты

Полевая всхожесть, %

Число продук-тивных стеб-лей, шт./м2

Масса 1000 зерен, г Урожайность, т/га Количество клей-

ковины, % Группа качества

Контроль, 1класс 72,3 372 37,6 2,24 25,6 I

Рифтал 77,2 394 37,7 2,59 26,9 I

Гуми-М 76,8 397 37,9 2,66 27,5 I

Практика и научные исследования показали, что с продвижением посевов зерновых культур с юга на север Западной Сибири (степная, лесостепная и подтаёжная зоны) изменя-

138

ются водно-физические свойства почв и возрастает их плотность от 1,0г/см3 до 1,2г/см3. Ус-тановлено, что с увеличением плотности почвы выше 1,15г/см3 у зерновых культур – пше-ница, ячмень, овес на 8-12% снижается полевая всхожесть, резко возрастает засоренность посевов и соответственно снижается урожайность. Для защиты этих посевов обязательно требуются гербициды, а семена формируются с низкими урожайными свойствами. Поэтому семеноводство зерновых культур необходимо проводить в пределах южной лесостепной зо-ны не заходя в северную лесостепь.

Таким образом экологического семеноводство становится необходимым звеном в ста-билизации экономической эффективности растениеводства и оздоровления экологической обстановки в отрасли. При этом целенаправленный отбор семенных партий с высокими уро-жайными свойствами для повышения эффективности сортосмены и сортообновления, стано-вится первоочередной задачей обеспечивающий эту стабилизацию и повышения эффектив-ности использования факторов интенсификации для повышения урожайности сортов в лю-бом регионе страны.

Обязательное привлечение сидеральных культур, пожнивных и поукосны в системе экологического семеноводства является одним из важных факторов повышения биологиче-ского разнообразия, обеспечивающего агроэкологическую устойчивость всего растениевод-ства.

3.Мониторинг и технологические приемы возделывания сортовых семян

Установленные корреляционные связи между органами проростков и урожайными свойствами семян доказывают, что для повышения экологической чистоты, экономической эффективности и стабильности сельскохозяйственного производства необходимо в каждой области, хозяйстве иметь информацию об урожайных свойствах сортовых семян и их уро-жайном потенциале по экологическим зонам для отбора более высокоурожайных партий и выработки стратегии и тактики технологии возделывания сортов сельскохозяйственных культур, для успешной реализации их генетического потенциала продуктивности в конкрет-ных агроэкологических условиях. Это возможно только на основе оценки степени развития и уровня варьирования органов проростков, их соотношения, степени инфицирования прорас-тающих семян, высеваемых партий, которые и характеризуют их урожайные свойства. Кон-кретные методики уже разработаны и апробированы их необходимо только начать широко-масштабно использовать. Остановимся на роли органов проростков, как показателях уро-жайных свойств семян, их значении для технологии возделывания и обоснования экологиче-ского семеноводства сорта, поскольку прорастание семени – это приведение осевой части зародыша в активное состояние, в котором оно было временно задержано в период вынуж-денного или органического покоя после созревания и уборки и инициация генетических про-грамм (возобновление дифференциальной транскрипции генома).

Урожайность любого посева связана с количеством и мощностью всходов, которые обусловлены морфофизиологическими свойствами проростков семян, а именно величиной ростка, колеоптиля, корешков, их соотношением и др. Однако используемые лабораторные оценочные показатели согласно ГОСТ и Международных правил анализа семян [Семена, ГОСТ-2005; JSTA,1999,2000.] этих признаков и свойств не учитывают. А чтобы выявить биологическую полноценность семян для прогноза их урожайного потенциала, необходимо

139

оценить способность их формировать эти органы. На основании этих требований в дополне-ние к существующим методам и разработана комплексная система лабораторных методов оценки разнокачественности семян по степени развития органов их проростков, вскрываю-щих внутрисортовые биологические особенности семян и отражающие более объективно урожайный потенциал партий сортовых семян сформированных в предшествовавшем году на материнском растении.

Комплекс методов оценки урожайных свойств семян, который лежит в основе мони-торинга семенных фондов хозяйств в отдельном регионе или стране, включает в себя оценку следующих показателей органов проростков семян и их варьирование: всхожесть, энергия прорастания, длина ростка, колеоптиля, корешков, число зародышевых корешков, сила роста по глубинам -3, 5, 8(10)см, соотношение длины ростков и корешков, дефектности и инфици-рованности каждой партии сортовых семян[Ю.Ларионов,2003].

По степени развития органов проростков семян и их соотношению разрабатываются биологические требования к технологии возделывания этих семян: критерий глубины задел-ки семян – длина колеоптиля, срока посева – соотношение длины ростка и корешка, нормы высева сила роста по глубинам, необходимости протравливания – степень инфицированно-сти и др. А на основании многолетних полевых экспериментов в условиях Западной Сибири, для яровой пшеницы получены уравнения регрессии (у=0.406х+2.01 всхожесть; у=0.37х-1.39 (дефектность) % проростков с длиной колеоптиля больше 3см; у=1.101х-59.4 энергия про-растания и др.), позволяющие рассчитать прогностический урожайный потенциал каждой партии семян, а также наметить и провести необходимую предпосевную подготовку семян по устранению дефектов и повышению их урожайных свойств.

Это дает возможность провести оценку целесообразности дальнейшего использования конкретной партий семян с учётом хозяйственно-экономических требований, а также эколо-гических, так как может возникнуть необходимость использования стимуляторов роста сла-боразвитых органов проростков, протравливания семян при их сильной инфицированности, использования гербицидов при изреженных посевах и др. Такие уравнения по показателям урожайных свойств семян могут быть получены экспериментально на основе мониторинга для любого сорта и культуры и использованы в практике экологического семеноводства и растениеводства. Таким образом мониторинг урожайных свойств семян необходим и он дает возможность отбирать более урожайные партии семян на рынке, в любом хозяйстве и регио-не страны, а также планировать и осуществлять необходимые технологические, экономиче-ские и экологические мероприятия в семеноводстве и растениеводстве как в Западной Сиби-ри, так и стране.

Таким образом, дальнейшая стабилизация растениеводства, повышение его экономи-ческой эффективности в Западной Сибири и других регионах страны должна базироваться на организации экологического семеноводства. Главным условием его является мониторинг урожайных свойствах семян, которые отражают адаптивность сорта и экспрессию генов, обуславливающих уровень продуктивности следующего поколения и размножение сортовых семян в агроэкологических зонах обеспечивающих 80-95% гарантию производства их высо-ких урожайных свойств.

140

3.7 Литература

Волков С.Н. Землеустройство: учеб. пособ.: в 7 т. / С.Н. Волков. Т.7: Землеустройство за рубежом. – М.: Колос, 2005.-408 с.

Иванов Н.И. Планирование и организация рационального использования земель и их охраны в субъ-екте Российской Федерации: монография / Н.И. Иванов. – М.: Издательство «Притформула», 2008.- 242 с.

Российская Федерация. Градостроительный кодекс Российской Федерации [Текст]: офиц. текст. - [4-е изд.]. - М.: Ось-89, 2005. - 80 с.

Российская Федерация. Гражданский кодекс Российской Федерации [Текст]: офиц. текст. - М.: ТК Велби, 2005. – 4 48 с.

Российская Федерация. Земельный кодекс Российской Федерации [Текст]: офиц. текст: [принят Гос. Думой 28 сент. 2001г.: одобр. Советом Федерации 10 окт. 2001г.]. - М.: ТК Велби, 2005. - 88 с.

Российская Федерация. Законы. О землеустройстве [Текст]: федер. закон: [принят Гос. Думой 24 мая 2001 г.: одобр. Советом Федерации 6 июня 2001 г.]. - М.: Гросс Медиа, 2004. - с. 90-98.

Российская Федерация. Законы. О государственном регулировании обеспечения плодородия зе-мель сельскохозяйственного назначения [Текст]: федер. закон: [принят Гос. Думой 3 июля 1998 г.: одобр. Советом Федерации 9 июля 1998 г.]. // Рос. газ. - 1998. - 21 с.

Российская Федерация. Законы. Об охране окружающей среды [Текст]: федер. закон: [принят Гос. Думой 20 дек. 2001 г.: одобр. Советом Федерации 26 дек. 2001 г.| // Рос. газ. - 2002. - 12 янв.

Рогатнев Ю.М. Теоретические и методологические основы землеустройства в условиях формирова-ния рыночных отношений в Западной Сибири: учеб. пособие / Ю.М. Рогатнев. – Омск: Изд-во Ом-ГАУ, 2003. – 208 с.

Состояние и основные направления развития землеустройства в Российской Федерации: монография / под ред. С.Н. Волкова; Гос. Ун-т по землеустройству. – М., 2006. – 319 с.

www.komitet4.km.duma.gov.ru

Гавар С.П. Влияние сидерального удобрения на урожай зерновых кульутр в лесостепной зоне Омской области / С.П. Гавар, А.Р. Макаров, Б.С. Кошелёв // Агрохимия. – 1997. - №12. – С. 41-46.

Двуреченский В. Основные агротехнические правила возделывания зерновых культур по нулевой технологии. – Костанай, 2008. – 56 с.

Защита растений в устойчивых системах землепользования (в 4-х книгах) / под общей редакцией Д. Шпаара. – Торжок : ООО «Вариант», 2003. Книга 2. – 374 с.

Казанцев В.П. Рапс, сурепица и редька масличная в Сибири / В.П. Казанцев. – Новосибирск : ВАСХ-НИЛ. Сиб. Отд-ние, 2001. – 116 с.

Кирюшин В.И. Экологические основы земледелия / В.И. Кирюшин. – М.: Колос, 1996. – 367 с.

Красницкий В.М. Агрохимическая характеристика и плодородие почв Омской области / В.М. Красниц-кий. – Омск : Ом. кн. изд-во, 1999. – 55 с.

Моторин А.С. Состояние земельных ресурсов, трансформация плодородия почв и способы его вос-поизводства в условиях сельскохозяйственной зоны Тюменской области / А.С. Моторие, Н.В. Перфильев, В.Л. Толицин // Плодородие почв и качество продукции при биологизации земледе-лия / Моск. гос. ун-т. – М., 1996. – С. 107-115.

Мощенко Ю.Б. Совершенствование элементов системы земледелия при выращивании яровой пше-ницы на черноземах степной зоны Западной Сибири: дис…. д-ра с.-х. наук. – Омск, 1990. – 381 с.

Рендов Н.А. Воспроизводство плодородия почв и биологизация земледелия лесостепной зоны За-падной Сибири: монография. – Омск. ООО ИПЦ «Сфера», 2008. – 292 с.

Холмов В.Г. Интенсификация и ресурсосбережение в земледелии лесостепи Западной Сибири / В.Г. Холмов, В.Л. Юшкевич. – Омск : Изд-во ФГОУ ВПО ОмГАУ, 2006. – 396 с.

141

Шпаар Д. и др. Зерновые культуры (выращивание, уборка, доработка и использование)/ Под общей редакцией Д. Шпаара. – М.: ИД ООО «ДLU Агродело», 2008. – 656 с.

Bundesministerium fur Verbraucherschutz, Ernahrung und Zanduirschaft (Hrsg.). Welternhrung und Welk-landwirtschaft : Frfahrungen der letzten 50 Jahre. Angewandte Wissenschaft, Heft 491, 2002, 138 s.

Geiger F. et al. (2010). Persistent negative effects of pesticides on biodiversity and biological control poten-tial on European farmland. Basic and Applied Ecology, 11 (2), 97-105.

Hamza M.A., Anderson W.K.. Soil compaction in cropping systems: A review of the nature, causes and pos-sible solutions. Soil and Tillage Research, 82 (2), 121-145.

Lal R., D.C. Reicosky & J.D. Hanson (2007). Evolution of the plow over 10,000 years and the rationale for no-till farming. Soil and Tillage Research, 93 (1), 1-12.

Lipiec J., Stpniewski W.. (1995). Effects of soil compaction and tillage systems on uptake and losses of nu-trients. Soil and Tillage Research, 35 (1-2), 37-52.

Nordstrom K.F., S. Hotta (2004). Wind erosion from cropland in the USA: a review of problems, solutions and prospects. Geoderma, 121 (3-4), 157-167.

President`s Science Advisory Commitee. Restoring the Qualiti of Our Environment. The White House, Wash-ington DC., 1965, 317 pp.

Stoate C., Boatman N. D., Borralho R. J., Carvalho C. Rio, G. R. de Snoo and Eden P. (2001). Ecological impacts of arable intensification in Europe. Journal of Environmental Management, 63 (4), 337-365.

Бабенко, А.С. Энтомофаги в защите растений /А.С.Бабенко, М.В.Штерншис, И.В.Андреева, О.Г.Томилова, В.А.Коробов; Под ред. А.С.Бабенко, М.В.Штерншис. − Новосибирск: НГАУ, 2001. −206 с.

Барайщук, Г.В. Испытание биологического препарата битоксибациллина против колорадского жука в условиях Омской области / Г.В. Барайщук //Наука сельскому хозяйству: (Материалы зональной науч. конф., посвящ. 50−летию Курган СХИ). −Курган, 1994. − С.115−117.

Барайщук, Г.В. Микробиологические препараты против фитофагов в защите растений Омской облас-ти /Г.В. Барайщук, О.Л. Максимова // Оценка современного состояния микробиологических иссле-дований в Восточно−Сибирском регионе: (Материалы российской науч.−практ.конф., посвящ. 100−летию со дня рожд. проф. Е.В.Талалаева). − Иркутск, 2002. − С.11−12.

Барайщук, Г.В. Биологическая защита растений /Г.В.Барайщук: /Учебное пособие с грифом УМО/ Омск: изд−во ФГОУ ВПО ОмГАУ, 2006. − 144 с.

Барайщук, Г.В. Экологически безопасная защита лесов Омской области во время массового размно-жения непарного шелкопряда Lymantria dispar L. /Г.В.Барайщук //Вестник КрасГАУ. − 2008, №6. − С.63−67.

Бондаренко, Н.В. Биологическая защита растений. −М.:Агропромиздат. −1986. −278 с.

Боровая, В.П. НПА «Биота»: опыт производства и применения микробиологических препаратов /В.П.Боровая //Защита и карантин растений. −2001, №8. −С.15−16.

Боровая В.П. Биопрепараты для защиты картофеля и озимой пшеницы //Защита и карантин расте-ний. −2003, № 4. −С. 34.

Воронин, К.Е. Научные исследования по биометоду в России /К.Е. Воронин, А.П.Сорокина //Защита и карантин растений. −2002, № 11. −С.13−14.

Воронина, Э.Г. Диагностика энтомофторозов вредных насекомых. /Э.Г. Воронина, Т.Ю. Мукамолова −С.-П., 2002. −55 с.

Вялых, А.К.Перспективы биологической борьбы с галловыми нематодами в теплицах / А.К.Вялых, Т.С. Иванова, М.С. Соколов, В.Я. Каклюгин //Защита и карантин растений. −2001, №4. −С.17.

Гродницкий Д.Л. Насекомые сибирских лесов. Первый атлас цветных фотографий для специалистов лесного хозяйства / Д.Л. Гродницкий, Е.Н. Пальникова. − Красноярск,1999. −96 с.

142

Гулий, В.В. Микроорганизмы полезные для биометода /В.В. Гулий, Т.В. Теплякова, Г.М. Иванов −Но-восибирск: Наука, 1981. −269 с.

Гуменная, Г.Н. Будущее за биометодом /Г.Н.Гуменная //Защита и карантин растений. −2002, № 10. −С. 12−13.

Колесова, Д.А. Биологическая защита капусты/ Д.А.Колесова, В.П. Михальцев //Защита растений, 1995, №7, с. 39−40.

Новожилов, К.В. Некоторые направления экологизации защиты растений /К.В. Новожилов //Защита и карантин растений. −2003, № 8. −С.14−17.

Огарков, Б.Н. Энтомопатогенные грибы Восточной Сибири / Б.Н. Огарков, Г.Р. Огаркова. −Иркутск: ИГУ, 2000. −132 с.

Павлюшин, В.А. Научные основы использования энтомопатогенов и микробов−антагонистов в фито-санитарной оптимизации тепличных агробиоценозов: дис…. в виде науч. доклада д−ра биол. наук: 06.01.11. /В.А. Павлюшин. − Санкт−Петербург, 1998. −68 с.

Петрова Л.И. Возможности использования биопрепаратов против тлей //Защита растений в условиях реформирования агропромышленного комплекса: экономика, эффективность, экологичность. Тез. докл. −С−П, 1995. −С. 357.

Петрова, Л.И. Биологический метод защиты растений в Омской области/Л.И. Петрова /Земля, на ко-торой мы живём. −Омск: Полиграф, 2002. −С.448−449.

Талалаева, Г.Б. Е.В.Талалаев − учёный и педагог / Г.Б.Талалаева, Т.В.Завезенова, Б.Н.Огарков, Н.Е.Буковская, А.П.Макарова //Оценка современного состояния микробиологических исследова-ний в Восточно−Сибирском регионе: Материалы российс. науч.-практ. конф., посвященной 100−летию со дня рождения профессора Е.В.Талалаева. −Иркутск, 2002. −С. 3−10.

Твердюков, А.П. Биологический метод борьбы с вредителями и болезнями в защищенном грунте / А.П. Твердюков, П.В. Никонов, Н.П. Ющенко. −М.: Колос, 1993. −160 с.

Штерншис, М.В. Биопрепараты в защите растений / М.В. Штерншис, Ф.С. Джалилов, И.В. Андреева, О.Г. Томилова. −Новосибирск, 2000. −125 с.

Штерншис, М.В. Биопрепараты на основе микробных метаболитов / М.В. Штерншис //Защита и каран-тин растений. −2002, №9. −С.18−19.

Яркулов, Ф.Я. Применение биологических средств на полевых культурах / Ф.Я. Яркулов //Защита и карантин растений. −2002,№2. −С.35.

Bakker P.A.H.M. Bioassay for studing the rile of siderophores in plant growth stimulation by fluorescent Pseudomonas spp. In short potato rotations / P.A.H.M. Bakker, A.W. Bakker, J,D. Marugg, P.J. Weis-beek, B. Schippers //Soil Biol. Biochem., 1987, v.19. – P.443-449.

Becker N. Bacterial control of vector−mosquitoes and black flies, in Charles J.F., Delecluse A., Niel-sen−Leroux C., Entomopathogenic Bacteria: Ftom Laboratory to Field Application, 2000. Kluwer, Dordrecht, The Netherlands. −P.283−398.

Benbrook C.M. Developing a pesticide risk assessment tool to monitor progress in reducing reliance on high-risk pesticides / C.M. Benbrook, D. L.Sexson, J.A. Wyman et al. //American Journal of Potato Re-search, 2002, v.79. − P. 183−199.

Burges H.D. Microbial control of pests and plant diseases, 1970−1980 /H.D. Burges −London: Academic Press, 1981. − 949 p.

Cortesero A.M. Understanding and manipulating plant attributes to enhance biological control /A.M. Corte-sero, J.O. Stapel, W.J. Lewis // Biological control, v.17, 2000. −P.35−49.

Enkegaard A. Biological pest control in Danish glasshouses /A. Enkegaard, F. Brodsgaard //Insect Patho-gens and Insect Parasitic Nematodes. IOBC Bulletin Vol.21 (4), 1998. −P.1−4.

143

Lenteren J.C. A greenhouse without pesticides: rumour or realism? /J.C. Lenteren /Biological control for crop protection. International symposium 24−25 february, 2000. −Suwon, Korea: Rural development ad-ministration. − P.117−132.

Leveque C. Onchocerciasis control programme in West Africa: ten years of monitoring fish populations/C. Leveque, C.P. Faihust, K. Abbau, D. Pangy, M.S. Curtis, K. Traore //Chemosphere, 1988, v.17. − P.421−440.

Malsam O. Metarhizium anisopliae −biological control of greenhouse white fly (Trialeurodes vaporariorum) /O. Malsam, M. Kilian, H.-W. Dehne //Insect pathogens and insect parasitic nematodes IOBC Bulletin Vol.21 (4), 1998. −P.125−128.

Marvier M. Metaanalysis of effects of Bt cotton and maize on nontarget invertebrates //M. Marvier, C. McCreedy, J. Regetz, P. Kareiva //Science, 2007, v. 316. −P. 1475−1477.

Pas R.K. Commercialisation of microbial pesticide /R.K. Pas, C.J.Waddington, W.J. Ravensberg //Insect Pathogens and Insect Parasitic Nematodes. IOBC wprs Bulletin Vol.23 (2), 2000. −P.15−18.

Pigott C. Role of receptors in Bacillus thuringiensis ctystal toxin activity /C. Pigott, D.J. Ellar //Microbiol. Mol. Biol. Rev., 2007, v. 71. −P.255−281.

Sanchis V. Bacillus thuringiensis: applications in agriculture and insect resistance management − a review / V. Sanchis, D. Bourguet //Sustainable agriculture. −London New York: Springer, 2009. − P. 243−254.

Van Frankenhuyzen K. Applications of Bacillus thuringiensis in forestry, in: Charles J.F., Delecluse A., Niel-sen−Leroux C., Entomopathogenic Bacteria: From Laboratory to Field Application. Kluwer, 2000. −Dordrecht, The Netherlands. − P.371−382.

Ахметов Р.Р. Биохимические и молекулярно-генетические аспекты гомеостаза и гетерозиса у расте-ний // Экологические аспекты гомеостаза в биоценозе. – Уфа, 1986. – с. 5-13.

Борлауг Н. Зеленая революция вчера, сегодня и завтра// Экология и жизнь. 2001 –.№4 – С. 16-23.

Бороевич С. Принципы и методы селекции растений – М.: Колос, 1984. – 344 с.

Ведров Н.Г. Селекция и семеноводство яровой пшеницы в э

экстремальных условиях. – Красноярск: Изд-во Красноярского ун-та, 1984. – 240 с.

Генно-инженерные организмы и продукты. Упрощение требований и процедур для генно-инженерных организмов. Федеральный регистр. Т. 62. № 85. Правила регулирования. Департамент сельского хозяйства США, 1997.

Глик Б., Пастернак Дж. Молекулярная биотехнология М.: Мир, 2002

Гончаров Ю.Л. Общие положения опытов в оценке биобезопасности трансгенных растений. Совре-менные направления борьбы с сорняками с использованием новых классов гербицидов и транс-генных растений, устойчивых к гербицидам. Центр «Биоинженерия РАН».— Информационный центр. М., 2001.

Гончаров Н.П., Гончаров П.Л. Методические основы селекции растений / Изд. 2-е. – Новосибирск: Академическое изд-во «Гео», 2009. – 427 с.

Донченко Л.В., Нальюта В.Д. Безопасность пищевой продукции.— М.: Пищепромиздат, 2001.

Жимулев И.Ф. Общая и молекулярная генетика Новосибирск: Изд-во Новосиб. ун-та, 2006

Жученко А.А. Адаптивный потенциал культурных растений: эколого-генетические основы. – Кишинев: Штиннца, 1988. – 766 с.

Жученко А.А. Стратегия адаптивной интенсификации сельского хозяйства (концепция). / Пущено: «ОНТИ ПНЦ РАН», 1994. 148 с.

Жученко А.А. Адаптивная система селекции растений (эколого-генетиче-ские основы): Монография. В двух томах.-М.: Изд-во РУДН, 2001. Том I.

Жученко А. А. Экологическая генетика культурных растений и проблемы агросферы. В 2 ч. — М.: Аг-рорус, 2004. Ч. 1. 688 с.

144

Жученко А.А. Генетическая природа адаптивного потенциала возделываемых растений / Идентифи-цированный генофонд растений и селекция. СПб: ВИР, 2005. – С. 36–101.

Защита растений в устойчивых системах землепользования / под ред. Д. Шпаара. – Торжок: ООО «Вариант», 2003. Книга 1. – 392 с.

Зубков А.Ф. Агробиоценологимя. С.-Пб.: ООО «Инновационный центр защиты растений», ВИЗР. – 2000. – 202 с.

Зыкин В.А., Шаманин В.П., Белан И.А. Экология пшеницы: Монография / Изд-во ОмГАУ. – Омск, 2000. – 124 с.

Кирюшин В.И. Экологизация земледелия и экологическая политика. Москва: Изд-во МСХА, 2000. – 474 с.

Кошкин Е.И. Физиология устойчивости сельскохозяйственных культур: Учебник /Е.И.Кошкин. – М.: Дрофа, 2010. – 640 с.

Крупнов В.А., Сибикеев С.Н. Чужеродные гены для улучшения мягкой пшеницы: В «Идентифициро-ванный генофонд растений и селекция» – СПб:ВИР, 2005. – С.740-757

Лапочкина, И.Ф. Чужеродная генетическая изменчивость и ее роль в селекции пшеницы / «Иденти-фицированный генофонд растений и селекция» – СПб: ВИР, 2005. – С.684-739.

Лукьяненко П.П. Селекция и семеноводство озимой пшеницы // Избр. труды. – М.: Колос, 1973. – 448 с.

Медико-биологическая оценка пищевой продукции, полученной из генетически модифицированных источников. Методические указания. Издание официальное. Минздрав России. М., 2000.

Мережко А.Ф. Принципы поиска, создания и использования доноров ценных признаков в селекции растений / «Идентифицированный генофонд растений и селекция» – СПб: ВИР, 2005. – С. 189-204.

Мешкова Л.В. Стратегия создания сортов зерновых культур, устойчивых к грибным патогенам / Се-лекция на устойчивость растений к биотическим и абиотическим факторам среды : Матер. научно-мет. конф. (г. Красноярск, 12-13 июля 2005). – Новосибирск, 2006. С. 82–98.

Мешкова Л.В., Россева Л.П. Тенденция увеличения вирулентности возбудителя бурой ржавчины пшеницы к эффективным генам устойчивости в Омской области / Современные средства. методы и технологии защиты растений: Матер. ежд. научно-пр. конф.. Сб. научн. статей / НГАУ, СибНИ-ИЗХим. – Новосибирск, 2008. – 149–153.

Павлова Т.В., Михайлова Л.А. Роль миграции спор возбудителя бурой ржавчины пшеницы Puccinia recondita Rob. ex Cdesm. f. sp. tritici в формировании популяций и возникновении эпифитотий // Микол. и фитопатол., 1997.-Т. 31, №5. – С.60-66.

Плотникова Л.Я. Иммунитет растений и селекция на устойчивость к болезням и вредителям: Учеб. для вузов. М.: КолосС, 2007.

Постановление Правительства Российской Федерации «О государственной регистрации генно-инженерно-модифицированных организмов».— № 120. 16 февраля 2001.

Постановление Правительства Российской Федерации «О государственной регистрации новых пище-вых продуктов, материалов и изделий». № 988 от 2Г декабря 2000 г.

Рассел Селекция растений на устойчивость к вредителфям и болезням. – М.: Наука, 1969.

Рыбчин В.Н. Основы генетической инженерии.— СПб.: Изд-во СПбГТУ, I999.

Смирнов В.Г. Значение генетических коллекций для фундаментальных исследований и селекционных программ / «Идентифицированный генофонд растений и селекция» – СПб: ВИР, 2005. – С. 783-805.

Трунова Т. И. Растения и низкотемпературный стресс. — М.: Наука, 2007. 64 с.

Тютерев С.Л. Научные основы индуцированной болезнеустойчивости растений. – СПб.: ООО «Инно-вационный центр защиты растений» ВИЗР, 2002. – 328 с.

145

Федеральный Закон «О государственном регулировании в области генно-инженерной деятельности». Российская газета. Июль, 1996, №86—ФЗ.

Фитосанитарная диагностика / под ред. А.Ф. Ченкина. – М.: Колос, 1994. – 323 с.

Частная физиология полевых культур / Под ред. Е. И. Кошкина. — М.: КолосС, 2005.304 с.

Чесноков Ю.В. Молекулярные маркеры и управление генетическими ресурсами растений / Иденти-фицированный генофонд растений и селекция. СПб: ВИР, 2005. – С. 240-249.

Чиркова Т. В. Физиологические основы устойчивости растений. — СПб.: Изд-во СПбГУ, 2002. 240 с.

Шаманин В.П. Селекция яровой мягкой пшеницы для засушливых условий Западной Сибири и Юж-ного Урала: Автореф. дисс. д-ра с-х. наук. –Новосибирск, 1994. – 36 с.

Шаманин В.П. Частная селекция полевых культур / Омск : Изд-во ОмГАУ, 2002.

Шевелуха B.C. Ядерная биология — стратегический резерв получения экологически чистой продук-ции //Ваше питание. X» 1.— 2001а.

Шевелуха B.C. Биотехнология и биобезопасность // Природно-ресурсные ведомости. № 25 (80) – С.12-1б.

Шпаар Д., Хут Д, Рабанштайн Ф. Проблемы вирусных болезней зерновых культур в Европе //Вестник защиты растений, 2002 . - №1. – С.8-14.

Щелкунов С.Н. Генетическая инженерия: Учеб. пособие Новосибирск : Сиб. унив. изд-во, 2004

Abbott A., Schiermeier Q. (2007) Showdown for Europe, Nature 450, 928-929.

Alstad D.N., Andow D.A. (1995) Managing the evolution of insect resistance to transgenic plants, Science 268. 1894-1896.

Alston J.M., Hyde J., Marra M.C., Mitchell Р.П. (2002) An ex ante analysis of the benefits from the adoption of corn root-worm resistant transgenic corn technology, AgBioForum 5, 71-84.

Bonny S. Genetically modified glyphosate-tolerant soybean in the USA: Adoption factors, Impacts, and Prospects – A Review / Sustainable agriculture / Eds.:E. lichfouse, M. Naavarette, P. Debaeke, V. Souchere, C. Alberola. Springer, Dordrecht, Heidelberg, London, New York, 2009. 257-273

Bradford K., Van Deynze A., Gutterson N., Parrot W., Strauss S.H. Regulating transgenic crops sensibly: lessons from plant breeding, biotechnology and genomics // Nature Biotechnology, 2005. v.23, N 4, 439-444

Bennett, P.M. et al. An assessment of the risks associated with the use of antibiotic resistance genes in ge-netically modified plants.- report of the Working Party of the British Society for Antimicrobial Chemother-apy. J. Antimicrob. Chemother. 53, 418-31 (2004).

Devos Y., Demont M., Dillen K., Reheul D., Kaiser M., Sanvido O Coexistence of Genetically Modified and Non-GM Crops in the European Union: A Review / Sustainable agriculture / Eds.:E. lichfouse, M. Navarette, P. Debaeke, V. Souchere, C. Alberola. Springer, Dordrecht, Heidelberg, London, New York, 2009. 203-227

Dalecky A., Ponsard S.. Bailey R.I., Pelissier C. Bourguet D. (2006) Resistance evolution to Bt crops: pre-dispersal mating of European corn borers, PLoS Biol. 4. 1048-1057.

Demont M., Wesseler J., Tollens E. (2004) Biodiversity versus transgenic sugar beet: The one euro ques-tion, Eur. Rev. Agric. Econ. 31, 1-18.

Demont M., Dillen K., Mathijs E., Tollens E. (2007) GM crops in Europe: how much value and for whom? EuroChoices 6, 46-53.

Economic Research Service. Farm income and costs: 2003 farm income estimates (Washington, DC, 2003). http://www.ers.usda.gov/Briefing/Farmlncome/ 2003incomeaccounts.htm

146

European Commission (2003) Commission Recommendation of 23 July 2003 on guidelines for the develop-ment of national strategies and best practices to ensure the coexistence of genetically modified crops with conventional and organic farming, Official J. European Comm. L189, 36-47.

Gardner J.C., Nelson G.C. 2007 Assessing the environmental consequences of glyphosate-resistant weeds in the US, in: 11th International Conference on "Agricultural Biotechnologies: New Frontiers and Prod-ucts" organized by the International Consortium on Agricultural Biotechnology Research (ICABR), Rav-ello - Scala. Italy, July 2007.

Gelvin S. B. Agrobacterium-mediated plant transformation: the biology behind the «Gene-Jockeying» tool // Microbiol. Mol. Biol. Rev. 2003. Vol. 67. P. 16-37.

Gilissen, L.J.W., Metz, P.L.J., Stiekema, WJ. & Nap, J.-P. Biosafety of E. coli β-glucuronidase (GUS) in plants. Transgen. Res. 7, 157-163 (1998).

Gonsalves, D. Control of papaya ringspot virus in papaya: a case study. Annu. Rev. Phytopath. 36, 415-137 (1998).

Gruber M. Y., W. L. Crosby. 1993. Vectors for plant transformation, p. 89-119, In B. R. Glick, J. E. Thompson (ed.), Methods in Plant Molecular Biology and Biotechnology. CRC Press, Boca Raton, Fla.

Harper, G., Hull, R., Lockhart, B. & Olszewski, N. Viral sequences integrated into plant genomes. Annu. Rev. Phytopathol. 40, 119-136 (2002).

Hardwick, N.V., Davies, J.M.L. & Wright, D.M. The incidence of three virus diseases of winter oilseed rape in England and Wales in the 1991/02 and 1992/93 growing season. Plant Path. 43, 1045-1049(1994).

Heifetz P. В., Tuttle A. M. Protein expression in plastids // Curr. Opin. Plant. Biol. 2001. Vol. 4. P. 157-161.

Hou B. K., Zhou Y.-H., Wan L.-H. et al. Chloroplast transformation in oilseed rape // Transgenic Res. 2003. Vol. 12. P. 111-114.

James С (2007) Global Status of Commercialized Biotech/GM Crops: 2006, ISAAA Briefs N 35. ISAAA (In-ternational Service for the Acquisition of Agri-biotech Applications), Ithaca, NY.

Marra M.C., Piggott N.E. (2006) The value of non-pecuniary characteristics of crop biotechnologies: A new look at the evidence, in: Just R.E., Alston J.M., Zilberman D. (Eds.), Regulating Agricultural Biotechnol-ogy: Economics and Policy, Springer, New York, pp. 145-177.

Messeguer ]., Palaudelmas M., Penas G.. SeiTa J.. Salvia J.. Ballester J.. Bas M.. Pla M.. Nadal A.. Mele E. (2007) Three year study of a real situation of co-existence in maize, in: Stein A.J.. Rodriguez-Cerezo E. (Eds.), Book of abstracts of the third International Conference on Coexistence between Genetically Modified (GM) and non-GM-based Agricultural Supply Chains. European Commission, pp. 93-96.

Pausl K. P. 1995. Plant biotechnology for crop improvement. Biotechnol. Adv. 13: 673—693.

Oerke E.C., dehne H.W., Schonbeck F., Weber A. Crop production and crop pprotection : estimated losses in major food and cash crops. Amsterdam: Elsevier, 1994. – 808 p.

Potrykus I. 1991. Gene transfer to plants: assessment of published approaches and results. Annu. Rev. Plant Physiol. 42: 205-225.

Richards, H.A. et al.. Safety assessment of green fluorescent protein orally administered to weaned rats. J. Nutr. 133, 1909-1912 (2003).

Sakamoto A., Alia, Murata N. Metabolic engineering of rice leading to biosynthesis of glycinebetaine and tol-erance to salt and cold // Plant. Mol. Biol. 1998. Vol. 38. P. 1011-1019.

Sanvido O.. Romeis J.. Bigler F. (2007) Ecological impacts of genetically modified crops: ten years of field research and commercial cultivation. Adv. Biochem. Engin./Biotechnol. 107. 235-278.

Stewart, C.N. Jr. The utility of green fluorescent protein in transgenic plants. Plant Cell Rep. 20, 376-382 (2001).

Topfer R., Martini N., Schell J. Modification of plant lipid synthesis // Science. 1995. Vol. 268. P. 681-686.

Ye X., Al-Babili S., Kloti A. et al. Engineering the provitamin A (уЗ-carotene) biosynthetic pathway into (caro-tenoid-free) rice endosperm // Science. 2000. Vol. 287. P. 303-305.

147

Антонов И.В., Лузина З.П., Шмидт В.Г. Качества семян зерновых культур и их урожайные свойства. - Сел. и сем. 1986. №5. - С. 39-41.

Алещенко П.А. Прогнозирование урожайных свойств семян. - Сел. и сем. 1983. №4. - С. 37-38.

Ацци Дж. Сельскохозяйственная экология. М.: Изд-во иностранной литературы, 1959. - 354 с.

Брукер Дж. Д., Ченг С.П., Маркус. Синтез белка и прорастание семян. /Сб. Физиология и биохимия покоя и прорастания семян. М.: Колос, 1982. С. 387-396.

Березкин А.Н. Модификационная изменчивость семян зерновых культур и ее значение для семено-водства в условиях Нечерноземной зоны: Автореф. дисс. докт. с.-х. наук/ТСХА. М. 1988. 39 с.

Дюр Л.С. Запасённая информационная рибонуклеиновая кислота и прорастание семян/ Сб. Физиоло-гия и биохимия покоя и прорастание семян . М.: Колос, 1982. С. 373-386.

Жученко А.А. Адаптивное растениеводство (эколого-генетические основы). Кишинев: Штиинца, 1990. 432 с.

Ларионов Ю.С. Вопросы семеноводства зерновых культур (теория и практика). Изд. Зауралье, Курган, 1992. – 163с.

Ларионов Ю.С., Ларионова Л.М. Савельев В.А. Патент №2101904 от 20 января 1998г. Способ опре-деления срока посева семян зерновых культур по степени развития корней и ростков у прорас-тающих семян.

Ларионов Ю.С. Оценка урожайных свойств и урожайного потенциала семян зерновых культур. ЧГАУ, Челябинск, 2000. – 100с.

Ларионов Ю.С. Теоретические основы современного семеноводства и семеноведения. – ЧГАУ, Челя-бинск, 2003.-361с.

Лихачев Б.С. Использование показателя силы роста семян в промышленном семеноводстве //Вестник сельскохозяйственной науки. 1985. № 11. С. 67-72.

Макрушин Н.М. Экологические основы промышленного семеноводства зерновых культур. М.: Агро-промиздат, 1985. – 280 с.

Посевной и посадочный материал сельскохозяйственных культур. Научно-практическое руководство по производству посевного и посадочного материала сельскохозяйственных культур. Книга 1./Д. Шпаар, С. Банадысев, С. Гриб и др., Берлин, 2001 – 312с.

Семена сельскохозяйственных культур. Сортовые посевные качества. Методы определения качества. Москва, Ростехнадзор, ГОСТ. 2005г.

Сечняк Л. К., Киндрук Н. А., Слюсаренко О. К. Экологические основы семеноводства зерновых культур // Селекция и семеноводство. – 1986, № 1. – С 31-34.

Строна И.Г. Проблемы семеноведения и семеноводства на современном этапе//Сб. Селекция и се-меноводство, вып. 56, 1986. С.85-88.

Чазов С.А., Хайдукова В.С., Еремеева В.Г. Полевая всхожесть семян зерновых культур и приемы ее повышения. // Сел. и сем., 1987, №1, С. 52-54.

Чапурин Ф.К., Путинцев А.Ф. Прогнозирование полевой всхожести семян кормовых бобов методом кондуктометрии.//Селекция и семеноводство.1987. №2. С.4041.

Яблоков Ю.Н. О числе классов семян// Селекция и семеноводство. 1991. №3. С. 59-61.

ISTA (Ed.) International Rules for Seed Testing 1999. Seed Science and Technology, Vol. 27, Supplement 1999.

ISTA (Ed.) ISTA Accreditation of Private Company Laboratories. http://www.seedtest. 1.9.2000.

Gold G. Wer Gehort Kunftig wem? DLG – Mitteilungen, 2001, 7, 82...85.

Jones Sl, Gonzalez Do, Vodkin Lo. Flux of transcript patterns during soybean seed development. BMC Ge-nomics. 2010 Feb 24; 11:136.

148

Yang J, Lovett-Doust L. Seed germination patterns in green dragon (Arisaema dracontium, Araceae). Am J Bot. 1999. – 86(8): 1160.

Holdsworth MJ, Finch-Savage WE, Grappin P, Job D. Post-genomics dissection of seed dormancy and ger-mination. Trends Plant Sci. 2008 Jan; 13 (1):7-13.

149

Глоссарий

Авермектины −−−− продукты жизнедеятельности актиномицета Streptomyces avermitilis, обла-

дающего инсектицидной, акарицидной и нематицидной активностью.

Аверсектин−−−−С −−−− композиция из 8−ми близких природных соединений авермектиновой

группы, продуцируемой Streptomyces avermitilis.

Агент биологической борьбы − полезный организм, используемый в биологической борьбе

с вредными видами, основа биопрепаратов

Агробиогеоценоз (агроценоз) – искусственно созданная экосистема для производства сель-

скохозяйственной продукции, отличается обедненным видовым составом и неустойчиво-

стью. А. не способен длительно существовать без постоянной поддержки человеком.

Агроландшафт – 1) антропогенный ландшафт, естественная растительность которого на по-

давляющей части территории заменена агроценозами; 2) пейзаж сельской местности.

Адаптация – 1) эволюционно возникшее приспособление организмов к условиям среды, вы-

ражающееся в изменении их внешних и внутренних особенностей; 2) любое приспособление

органа, функции или организма к изменяющимся условиям среды.

Акклиматизация – 1) комплекс мероприятий по вселению вида в новые места обитания,

проводимый в целях обогащения естественных или искусственных сообществ полезными

для человека организмами; 2) приспособление вида (или организма) в смысле его адаптации

к новым условиям существования, в которые он попал с искусственным его переселением.

Аномалия – отклонение от нормы, от общей закономерности, неправильность, например,

аномалия развития.

Антагонизм − форма взаимоотношений между организмами, при которой один вид подавля-

ет развитие другого или убивает его.

Антагонисты − организмы, подавляющие развитие других организмов или убивающие их.

Антибиотики − биологически активные вещества, продуцируемые микроорганизмами и по-

давляющие рост или убивающие других микроорганизмов.

Антропоцентризм (в экологии) – воззрение, согласно которому: 1) современное человече-

ство свободно от экологических законов, действующих в живой природе; 2) решение воз-

никших экологических проблем может быть сведено к технологическим мерам по охране ок-

ружающей человека среды.

Бактериоцины − специфически действующие ингибиторы бактерий близкородственных ви-

дов.

Бакуловирусы − семейство энтомопатогенных палочковидных вирусов, содержащих двух-

тяжевую ДНК. Вызывают у насекомых ядерные полиэдрозы и гранулёзы.

150

Безопасность экологическая – состояние защищенности жизненно важных интересов чело-

века, общества и окружающей среды от угроз, которые могут возникнуть в результате вред-

ных природных и техногенных воздействий на неё, а так же в результате правонарушений

экологических.

Биобезопасность – состояние защищенности человека, общества, цивилизации и окружающей

среды от вредного, опасного для жизни и здоровья человека воздействия токсических и аллер-

генных биологических веществ и соединений, содержащихся в природных или генно-инженерно-

модифицированных биологических объектах и полученных из них продуктах.

Биогаз — газ, образующийся в результате анаэробного брожения субстрата, состоит в основном

из метана (до 60 %), углекислого газа (35—40 %) и незначительного количества других газов:

сероводорода, водорода (до 2 %).

Биогеоценоз – взаимообусловленный комплекс живых и косных компонентов, связанных

между собой обменом вещества и энергии; одна из наиболее сложных природных систем.

Синоним понятия экосистема.

Биологическая активность препарата − ответная реакция тест−объекта на действие био-

препарата, выраженная в единицах активности. В зависимости от природы препарата тест−

объектами могут быть насекомые, фитопатогены и т.д.

Биологически активные вещества − продукты жизнедеятельности живых организмов (жи-

вотных, растений, микроорганизмов) разнообразной химической природы, обладающие ак-

тивностью в очень малых концентрациях по отношению к другим организмам.

Биологический препарат − препарат, действующим началом которого является микроорга-

низм или продукт его жизнедеятельности, или биологическое средство борьбы с вредителя-

ми, фитопатогенами и сорняками, активными ингредиентами которого являются агенты био-

логической природы.

Биом – совокупность экосистем со сходным типом растительности, расположенных в одной

природно-климатической зоне (тундра, тайга, степь, дождевой тропический лес, пустыня и

т.д.).

Биомасса — общая масса особей одного вида, группы видов или сообщества в целом на единицу

поверхности или объема местообитания.

Биоразнообразие – все многообразие форм жизни на земле, миллионов видов растений, жи-

вотных, микроорганизмов с их наборами генов и сложных экосистем, образующих живую

природу.

Биосфера – нижняя часть атмосферы, вся гидросфера и верхняя часть литосферы Земли, на-

селенная живыми организмами, «область существования живого вещества» (В.И. Вернад-

151

ский); активная оболочка Земли, в которой совокупная деятельность живых организмов про-

является как геохимический фактор планетного масштаба.

Биота – 1) исторически сложившийся комплекс живых организмов, обитающих на какой-то

крупной территории, изолированной любыми (например, биогеографическими) барьерами;

2) совокупность организмов, населяющих какой–то произвольно выбранный регион вне за-

висимости от функциональной и исторической связи между собой (например, Б. админист-

ративного подразделения – государства, области и т.д.).

Биотехнология

– классическая – наука о методах и технологиях производства, хранения и переработки сельско-

хозяйственной и другой продукции с использованием обычных, нетрансгенных растений, живот-

ных и микроорганизмов в природных (естественных) и искусственных условиях;

– современная – наука о генно-инженерных и клеточных методах и технологиях создания и ис-

пользования генетически трансформированных (модифицированных) растений, животных, микро-

организмов и вирусов в целях интенсификации производства и получения новых видов продук-

тов различного назначения.

– совокупность промышленных методов, использующих живые организмы и биологические

процессы для производства ценных продуктов.

Биоценоз – 1) сообщество из продуцентов, консументов и редуцентов, входящих в состав

одного биогеоценоза и населяющих один биотоп; 2) системная совокупность живого, харак-

теризующаяся определенным балансом между перечисленными выше живыми экологиче-

скими компонентами; 3) любое сообщество взаимосвязанных организмов, живущих на каком

либо участке суше или водоема («безразмерное» понятие: биоценоз норы, биоценоз болот-

ной кочки и т.д.).

Вектор — самореплицирующаяся (автономная) молекула ДНК, используемая в генной инжене-

рии для переноса генов и других последовательностей от организма-донора в организм-

реципиент, а также для клонирования нуклеотидных последовательностей.

Вирион − вирусная частица

Вирусы гранулёза − бакуловирусы, отличающиеся тем, что в белковый матрикс в виде гра-

нулы погружен единственный вирион. Редко встречаются два вириона, расположенными

один за другим в грануле (удлиненная форма).

Вирусы цитоплазматического полиэдроза −семейство реовирусов, сожержащих двухтяже-

вую РНК. Представляют собой полиэдры, сожержащие икосаэдрические (почти сфериче-

ские) вирионы. Поражает насекомых, размножаясь в цитоплазме эпителиальных клеток ки-

шечника.

152

Вирусы ядерного полиэдроза − бакуловирусы, отличающиеся тем, что в состав белкового

матрикса в виде многогранника (полиэдра) входит несколько вирионов, расположенных по-

одиночке или пучками.

Генетическая (генная) инженерия — совокупность приемов, методов и технологий по выделе-

нию генов из организма, осуществлению манипуляций с ними и введению их в другие организмы.

Генетически модифицированные организмы (ГМ-организмы) (трансгенные) — расте-

ния, животные, микроорганизмы и вирусы с измененной наследственностью, вызванной включе-

нием в их геном чужеродных генов с помощью генно-инженерных методов.

Генетический фонд (генофонд) – естественные объекты природы, подлежащие в соответст-

вии с экологическим законодательством постоянной охране. Различают Г.ф. растительного и

животного мира, человека.

Генно-инженерная деятельность — деятельность ученых, специалистов, научных организаций

и государственных органов, направленная на получение, испытание, транспортировку и исполь-

зование генетически модифицированных организмов (ГМО) и полученных из них продуктов.

Генотип — конкретный набор генов особи.

Генофонд — совокупность генов вида или популяции.

Гербициды – химические препараты, применяемые для уничтожения сорняков.

Гербициды системные (избирательные) – уничтожают одни виды растений, но не поражают

другие.

Гербициды сплошного действия – уничтожают все вегетирующие растения на поле, где

нет посевов.

Гиперпаразит (сверхпаразит) − паразит, который живёт за счёт другого паразита (на нём

или внутри него). Паразит второго порядка (например, паразитирование на фитопатогенах).

Гиперпаразитизм −−−− использование в качестве хозяина других паразитов.

Гипокотиль – часть центрального стержня проростка непосредственно под точкой

прикрепления семядолей, представляет собой зону перехода корня в стебель.

Гифальные тела (бластоспоры) − дрожжеподобные одноклеточные фрагменты мицелия

гриба, размножающиеся делением и почкованием.

Генотип – совокупность генов организма.

Горизонтальная передача инфекции − передача инфекции особям одной генерации (через

корм, экскременты и т.д.).

Деградация земель – совокупность негативных процессов, приводящих к изменению функ-

ций почвы как элемента природной среды, количественному и качественному ухудшению её

свойств, снижению природно-хозяйственной значимости земель.

153

Деградация среды – термин неопределенного значения, понимаемый и как общее ухудше-

ние природной среды, и как совместное ухудшение природной и социальной сред.

Доместикация – одомашнивание диких видов, как правило, ведущее к переменам в их пове-

дении и изменению некоторых анатомических признаков. Термин употребляется главным

образом в приложении к животным. Для растений более употребительны термины «окульту-

ривание» и «введение в культуру».

Единица антибиотической активности − минимальное количество антибиотика, способное

подавлять развитие или задерживать рост стандартного штамма микроорганизма в опреде-

лённом объёме питательной среды.

Емкость экологическая – емкость окружающей среды, способность природной среды вме-

щать антропогенные нагрузки, вредные химические и иные воздействия в той степени, в ко-

торой они приводят к деградации земель и всей окружающей среды.

Ингибиторы синтеза хитина (ИСХ) −−−− соединения, блокирующие синтез хитина насекомых

во время линек, обладают также стерилизующим действием для имаго.

Инсектицид – препарат, вызывающий гибель насекомых.

Земли сельскохозяйственного назначения – земли, предоставленные для нужд сельского

хозяйства или предназначенные для этих целей.

Инвазия – вторжение в какую-то местность не характерного, нового для неё вида живых ор-

ганизмов.

Интродукция – успешное внедрение (как правило, благодаря сознательной или бессозна-

тельной деятельности человека) какого-то нового вида в местные природные комплексы.

Качество жизни – 1) соответствие среды жизни человека его потребностям; 2) как субъек-

тивный показатель – соответствие среды жизни социально-психологическим установкам

личности.

Качество среды – степень соответствия природных условий потребностям людей или дру-

гих живых организмов.

Климат – многолетний режим погоды данной местности, определяемый географической

широтой местности, высотой над уровнем моря, удалённости местности от океана, рельефом

суши, характером подстилающей поверхности, антропогенным воздействием, экологически-

ми и другими факторами.

Колеоптиль – видоизмененный лист, у которого имеется только листовое влагалище,

прикрывающее почку проростка.

Конвенция о биологическом разнообразии – подписана в Рио-де-Жанейро 5 июня 1992 г.

Целями ее являются сохранения биологического разнообразия, устойчивое использование

154

его компонентов и совместное получение на справедливой и равной основе выгод, связанных

с использованием генетических ресурсов.

Конвенция о водно-болотных угодьях – принята в Рамсаре 2 февраля 1971 г. в целях орга-

низации и обеспечения международного сотрудничества в области охраны водно-болотных

угодий, их флоры и фауны и в особенности водоплавающих птиц.

Конвенция об охране всемирного и природного культурного наследия – принята в Па-

риже 16 ноября 1972 г. Составлена и подписана государствами-участниками в целях объеди-

нения усилий перед угрозой разрушения культурного и природного наследия, вызываемого

не только традиционными причинами повреждений, но также и эволюцией социальной и

экономической жизни, которая усугубляет их ещё более опасными вредоносными и разру-

шительными явлениями.

Красная книга Российской Федерации – официальный документ, содержащий системати-

чески обновляемые данные о состоянии и распространении редких и находящихся под угро-

зой исчезновения видов (подвидов, популяций) диких животных и дикорастущих растений и

грибов, обитающих (произрастающих) на территории РФ, на континентальном шельфе РФ и

в исключительно экономической зоне.

Кризис экологический – напряженное состояние взаимоотношений между человечеством и

природой (в системе «Биосфера и Человек»), характеризующееся несоответствием развития

производительных сил и производственных отношений в человеческом обществе ресурсо-

экологическим возможностям биосферы. В более широком понимании – фазы развития био-

сферы, на которых происходит качественное обновление живого вещества (возникновение и

вымирание многих видов).

Культура бессменная – сельскохозяйственная культура, длительное время возделываемая

на одном и том же месте.

Культура повторная – сельскохозяйственная культура, которую возделывают на одном и

том же поле севооборота два года подряд.

Культура экологическая – использование окружающей среды на основе познания естест-

венных законов развития природы с учётом ближайших и отдалённых последствий измене-

ния природной среды под влиянием человеческой деятельности.

Ландшафт – природный географический комплекс, определяемый как сравнительно не-

большой специфичный и однородный участок земной поверхности, ограниченный естест-

венными рубежами.

Матрикальная изменчивость семян – это изменчивость семян одного потомства

(соцветия), связанная с их различным местоположением, неодинаковыми условиями

питания, внешней среды в период формирования на материнском растении.

155

Мелиорация земель – коренное улучшение земель путём проведения гидротехнических,

культуртехнических, химических противоэрозионных, агролесомелиоративных, агротехни-

ческих и других мелиоративных мероприятий.

Микозы −−−− заболевания животных (насекомых, грызунов и клещей), вызываемые грибами.

Мониторинг экологический – наблюдение за состоянием окружающей среды, за происхо-

дящими в ней физическими, химическими. биологическими процессами, за уровнем загряз-

нения атмосферного воздуха. почв, водных объектов и последствиями его влияния на расти-

тельный мир и животный мир с целью обеспечения заинтересованных организаций и населе-

ния текущей и экстренной информацией об изменениях в окружающей среде, предупрежде-

ниями и прогнозами её состояния. М.э. – составная часть экологического контроля.

Монокультура – единственная культура, возделываемая в хозяйстве.

Морфофизиология растений – наука о закономерностях органогенеза и

морфофизиологической изменчивости различных жизненных форм высших растений.

Нарушенные земли – земли, утратившие свою хозяйственную ценность или являющиеся

источником отрицательного воздействия на окружающую среду в связи с нарушением поч-

венного покрова, гидрологического режима и образования техногенного рельефа в результа-

те производственной деятельности.

Нормативы экологические – установленные государственными органами показатели

допустимого техногенного воздействия источников загрязнений характеризуются от этапа к

этапу образованием онтогенетически новых высших органов, с новым их функциональным

состоянием.

Органогенез – последовательно идущие периоды формирования побега, которые

Особо охраняемые природные территории – участки земли, водной поверхности и воз-

душного пространства над ними, где располагаются природные комплексы и объекты, кото-

рые имеют особое природоохранное, научное культурное, эстетическое, рекреационное и оз-

доровительное значение, которые изъяты решениями государственной власти полностью или

частично из хозяйственного использования, для которых установлен режим особой охраны.

О.о.п.т. относятся к объектам общенационального достояния.

на экологические системы и отдельные их компоненты.

Пар чистый – поле свободное от возделывания культур и обрабатываемое в течение вегета-

ционного периода.

Пар занятый – поле свободное от возделывания культур и обрабатываемое в течение части

вегетационного периода.

Пар кулисный – чистый пар, в котором высевают кулисные растения (горчица) для задер-

жания снега и защиты почвы от ветровой эрозии.

156

Пар сидеральный – занятый пар, засеваемый культурами для заделки в почву их зеленой

массы с целью обогащения почвы органическим веществом (зеленое удобрение).

Парниковый эффект – свойство земной атмосферы избирательно пропускать излучения ко-

ротковолнового и видимого диапазонов, задерживая длинноволновые тепловые лучи. Этим

свойствам атмосфера обязана содержащимся в ней «парниковым» газам: двуокиси углерода,

метану, парам воды. Часть солнечной радиации, достигшая поверхности Земли, преобразует-

ся в инфракрасное излучение и задержанная атмосферой не уходит обратно в пространство, а

нагревает воздух. Значительная часть парниковых газов вырабатывается современной про-

мышленностью, что создает опасность перегрева атмосферы.

Параспоральные белковые включения − кристаллы эндотоксина, продуцируемые бакте-

риальной клеткой Bacillus thuringiensis одновременно с образованием спор.

Персистентность − устойчивость организмов к неблагоприятным абиотическим и биотиче-

ским факторам.

Плазмида — кольцевая двухцепочечная ДНК, обладающая способностью к автономной репли-

кации, а также к встраиванию в нее и передачи в геном реципиента чужеродных генов и других

последовательностей ДНК.

Плотность населения – 1) среднее число особей вида или группы систематически или эко-

логически близких видов (например, мышевидных грызунов) на единицу площади или объе-

ма пространства; число жителей на единицу площади страны или региона.

Поллютант – загрязнитель (как правило, химический).

Популяция – совокупность особей одного биологического вида, населяющих пространство с

относительно однородными экологическими условиями, имеющих общий генофонд и воз-

можность свободно скрещиваться.

Посевные свойства семян - совокупность физических и биологических признаков и свойств

семян, отражающих их пригодность для посева, т.е. возможность получения их всходов в

полевых условиях.

Препаративная форма − готовый препарат в состав которого входят действующее начало и

вспомогательные вещества (наполнители, прилипатели, протекторы и др.)

Природные ресурсы – естественные ресурсы природы, значительная часть природных объ-

ектов; рассматривается не только как природные, экологические, но и как экономические ка-

тегории. Они подвергаются экономической оценке с точки зрения их ресурсной ценности.

Как таковые они потребляются в ходе производственно-хозяйственной и иной деятельности

в интересах обеспечения экономического потенциала страны, повышений благосостояния

людей.

157

Природопользование – использование полезных свойств природных объектов (ресурсов)

или природы в целом как общественное отношение между людьми по поводу природных

благ. Различают общее П., которое осуществляется природопользователями без лицензий и

специальное П. - пользование природными объектами (ресурсами) по специальным лицензи-

ям для удовлетворения природопользователем своих экономических и других потребностей.

Рабочая суспензия − суспензия с определённой концентрацией препарата, предназначенная

для проведения защитных мероприятий.

Рациональное использование природных ресурсов – предполагает учёт законов природы

и потенциальной возможности окружающей среды. Заключается в том, чтобы постоянно

поддерживать такое состояние, когда возможно оптимальное воспроизводство природных

ресурсов, когда не допускаются необратимые последствия для окружающей среды.

Рекультивация земель – комплекс мероприятий по восстановлению плодородия почвы,

возвращению народному хозяйству участков земли, нарушенных горными, строительными

работами.

Ризоплана − зона (до 100 мкм), окружающая корни и корневые волоски, заселённая микро-

организмами и входящая в состав ризосферы.

Ризосфера − корень и прилегающий к корням растений слой почвы (2 −3 мм) с повышен-

ным содержанием микроорганизмов, которые переводят труднорастворяемые растениями

соединения в легкоусвояемые.

Росток – стебель растения в самом начале его развития из семени или корневища, клубня.

Севооборот – научно обоснованное чередование сельскохозяйственных культур и паров во

времени и на полях или только во времени.

Семядоли – первые листья растений более простые по форме чем настоящие листья.

Септицемия − бурное развитие в полости тела насекомых инфекции, распространяющейся

во все органы и ткани, приводящее их к гибели.

Сидерофоры − соединения, осуществляющие связывание и транспорт трёхвалентного желе-

за.

Синергизм −−−−комбинированнное действие двух или более микроорганизмов или каких−либо

веществ на организм, при котором суммарный эффект превышает действие, оказываемое ка-

ждым компонентом в отдельности (взаимное усиление действия двух агентов).

Система – 1) любая вещественно энергетическая или концептуальная совокупность взаимо-

связанных составляющих, объединенных прямыми и обратными связями в некоторое един-

ство; 2) саморазвивающаяся и саморегулирующаяся, определенным образом упорядоченная

и материально-энергетическая совокупность, существующая и управляемая как относитель-

но устойчивое единое целое за счет взаимодействия, распределения и перераспределения

158

имеющихся, поступающих извне и продуцируемых совокупностью веществ, энергии и ин-

формации и обеспечивающая преобладание внутренних связей (в том числе перемещений

вещества, энергии и передачи информации) под внешними.

Система земледелия – это комплекс взаимосвязанных агротехнических, мелиоративных и

организационных мероприятий, направленных на эффективное использование земли, сохра-

нение и повышение плодородия почвы, получение высоких и устойчивых урожаев сельско-

хозяйственных культур.

Система обработки почвы – совокупность приемов, выполняемых в определенной после-

довательности при возделывании культуры или в паровом поле с целью оптимизации поч-

венного режимов и фитосанитарного состояния.

Сорняки – дикорастущие растения, обитающие на сельскохозяйственных угодьях и сни-

жающие величину и (или) качество продукции.

Сорт – группа растений, которую независимо от охраноспособности определяют по

признакам, характеризующим данный генотип или комбинацию генотипов; отличаются от

того же таксона одним или несколькими признаками.

Сортовые семена – партия сертифицированных семян, относящихся к определенному сорту.

Сортовые свойства семян – характеризуют совокупность биологических признаков и

свойств, отражающих их пригодность для размножения сорта, т.е. соответствие целостности

всей совокупности морфофизиологических признаков и свойств генотипу сорта.

Среда окружающая – 1) то же, что и среда внешняя, но находящаяся в непосредственном

контакте с объектом или субъектом; 2) совокупность абиотической, биотической и социаль-

ных сред, совместно оказывающих влияние на людей и их хозяйство.

Стабильность биосферы – способность биосферы противостоять внешним (космическим) и

внутренним возмущениям, включая любые антропогенные воздействия.

Структура посевных площадей – соотношение площади посева сельскохозяйственных

культур и паров, выраженное в процентах к общей площади пашни.

Тератогенный эффект − эффект от воздействий, характер и интенсивность которых не ве-

дёт к скоротечной гибели организма, но проявляются в нарушении хода развития и разного

вида уродств.

Тест−−−−объект (тест−культура) − организм, на котором определяют соответствие биопрепара-

та стандарту при воздействии в лабораторных условиях.

Титр препарата (культуры) − количество действующего начала (споры, клетки) в единице

массы или объёма (в 1 мл или 1 г), служит одной из характеристик качества биопрепарата.

Токсикант – ядовитое вещество.

159

Трансгенные огранизмы – см. Генетически модифицированные организмы (ГМ-

организмы)

Урбанизация – 1) рост и развитие городов; 2) приобретение сельской местностью внешних

и социальных черт, характерных для города.

Урожайный потенциал семян – это возможный уровень практической реализации

генетического потенциала продуктивности сорта на данном этапе развития технологии и

агроэкологических условий возделывания культуры, обусловленный урожайными

свойствами данной партии семян.

Урожайные свойства семян – это наличие всей совокупности морфофизиологических

признаков и свойств проростков семян, характерных для данного вида, сорта, наиболее тесно

коррелирующих с урожайностью посевов (урожайные свойства сорта) в конкретных

агроэкологических условиях.

Урожайные свойства сорта – это генетически обусловленная морфофизиологическая

совокупность признаков и свойств сорта в онтогенезе, обеспечивающая его адаптивность и

урожайность в конкретных агроэкологических условиях. В процессе первичного

семеноводства обеспечивается сохранение генотипа сорта и урожайного потенциала,

который практически никогда не реализуется.

Урожайный потенциал сорта – это вся совокупность хозяйственно-ценных признаков и

свойств генотипа сорта (как выявленных, так и скрытых), в том числе и приспособленность

его при репродуцировании в различных агроэкологических условиях, обусловливающая его

возможную урожайность, во время практической реализации.

Устойчивость – один из основных системных параметров, способность системы противо-

стоять возмущающим факторам среды в целях своего сохранения.

Устойчивое развитие – генеральное направление охраны окружающей среды и рациональ-

ного использования природных ресурсов. Согласно Концепции представляется необходи-

мым и возможным осуществить в РФ последовательный переход к У.р., обеспечивающий

сбалансированное решение социально-экономических задач и проблем сохранения благо-

приятной окружающей среды и природно-ресурсного потенциала в целях удовлетворения

потребностей нынешнего и будущего поколения людей.

Факторы среды –

– абиотические – природные факторы, влияющие на организмы (температура, осадки, засу-

ха и т.д.);

– биотические – живые организмы, воздействующие на объект (животные, растения, микро-

организмы).

Фитопатоген – организм, вызывающий болезнь растений: вирус, гриб, бактерия.

160

Штамм − генетически однородная культура микроорганизма, наследственная однородность

которой поддерживается отбором по специфическим признакам.

ββββ−−−−экзотоксин − водорастворимый, термостойкий токсин, выделяющийся из клеток Bacillus

thuringiensis во внешнюю среду.

Экономический порог вредоносности сорняков – минимальное количество сорных расте-

ний, полное уничтожение которых обеспечивает получение прибавки урожая, окупающей

затраты на истребительные мероприятия и уборку дополнительной продукции.

δδδδ−−−−эндотоксин − токсическое параспоральное кристаллическое образование белковой приро-

ды внутри клетки Bacillus thuringiensis.

Энтомопатоген −−−−организм, вызывающий заболевание насекомых.

Энтомофторозы − заболевания насекомых, вызываемое энтомофторовыми грибами.

ЭПВ −−−−экономический порог вредоносности, плотность популяции вредного вида или сте-

пень повреждаемости растений, начиная с которых при отсутствии активных мер борьбы

ущерб достигнет экономически ощутимых размеров.

Эпизоотии −−−− массовые заболевания, приводящие к гибели животных (насекомых, клещей,

грызунов).

Экология – от гр. oikos – место обитания; logos - учение. Термин Э. впервые введен в науку

немецким учёным-биологом Э. Геккелем. В дословном переводе Э. означает «учение о доме,

о месте пребывания». Э. применяется для обозначения специальной науки о взаимодействии

живых организмов, включая человека, между собой и средой обитания.

Экологическое семеноводство – это семеноводство, основанное на использовании

закономерностей эколого-генетической и агроэкологической изменчивости сортовых и

урожайных свойств семян.

Экологический след – индекс, показывающий степень потребления людьми ресурсов био-

сферы. Он выражается через площадь территории или акватории со средней для Земли био-

логической продуктивностью, которая необходима для производства возобновляемых ресур-

сов, потребляемых людьми, и утилизации производимых ими отходов.

Экстенсивное развитие – развитие систем за счет освоения новых территорий. Экстенсив-

ное земледелие – система сельского хозяйства, при которой рост объема продукции осуще-

ствляется посредством расширения обрабатываемых земельных площадей. Противопостав-

ляется интенсивному развитию на одной и той же площади.

Эпикотиль – подземная часть проростка находящаяся между семядолями и первым листом.

In vitro — выращивание живого материала «в стекле», на искусственных питательных средах,

в стерильных условиях.

In vivo — выращивание живого материала в естественных условиях.

161

Приложение: Обучающие материалы

Цель разработанных модулей RUDECO - переподготовка кадров в сфере развития сельских территорий и экологии в России. Они предназначены для представителей муници-пальных и региональных администраций, а также студентов старших курсов, изучающих различные сферы развития сельских территорий.

По вопросам участия в тренингах на темы модулей можно связаться с нижеуказанны-ми партнерами RUDECO. Читателю обучающих пособий, а также участникам тренингов предоставляется возможность получить дополнительную инфрмацию, например, презента-ции и другие дидактические материалы, используемые при проведении тренингов, на сайте проекта http://tempus-rudeco.ru/en/modules (пароль: RD-modules).

162

Партнеры RUDECO и контактная информация

Контакные лица, ответственные за модуль

Омский государственный аграрный университет имени П.А.Столыпина Россия, Омск, 644008, Институтская пл., 2 Тел./факс: 007 (3812) 65-10-72 E-mail: omgau.int@mail.ru Нина Григорьевна Казыдуб

Все партнеры RUDECO

Russia/ Россия

Russian State Agrarian University-Moscow Timiryazev Agricultural Academy Sustainable Rural Development Center Moskva, Timiryazevskaya 49 Moscow 127550 a.merzlov@gmail.com http://www.timacad.ru/en/

Российский государственный аграрный университет – МСХА имени К.А.Тимирязева Центр устойчивого развития сельских территорий Тимирязевская, 49 г. Москва, 127550 a.merzlov@gmail.com http://www.timacad.ru/

Russian Ministry of Agriculture Department of Rural Development and Social Policy 1/11 Orlikov pereulok Moscow 107139 http://www.mcx.ru/

Министерство сельского хозяйства РФ Департамент сельского развития и социальной поли-тики Орликов переулок, 1/11 г. Москва, 107139 http://www.mcx.ru/

All-Russian Alexander Nikonov Institute of Agrarian Prob-lems and Informatics of the Russian Academy of Agricul-tural Sciences (VIAPI) B. Kharitonievskiy per. 21/6 Moscow 105064 lovchintseva@viapi.ru http://www.viapi.ru/

Всероссийский институт аграрных проблем и инфор-матики им. А.А. Никонова Российской академии сель-скохозяйственных наук Б. Харитоньевский пер. 21/6, г. Москва, 105064 lovchintseva@viapi.ru http://www.viapi.ru/

Tambov State University named after G.R.Derzhavin Internatsionalnaya 33 Tambov 392000 enoctsu@yandex.ru http://tsutmb.ru/

Тамбовский государственный университет имени Г.Р. Державина Ул. Интернациональная, 33 г. Тамбов, 392000 enoctsu@yandex.ru http://tsutmb.ru/

Administration of Tambov region Internatsionalnaya 14 Tambov 392000 http://www.tambov.gov.ru/

Администрация Тамбовской области Интернациональная, д.14 г. Тамбов, 392000 http://www.tambov.gov.ru/

Orel State Agrarian University Generala Rodina 69 Orel 302019 inter@orelsau.ru http://www.orelsau.ru/

Орловский государственный аграрный университет ул. Генерала Родина, д. 69. г. Орел, 302019 inter@orelsau.ru http://www.orelsau.ru/

Samara State Agricultural Academy settl. Ust-Kineskiy, 2 Uchebnaya str. Samara region 446442 interoffice@mail.ru http://www.ssaa.ru/

Самарская государственная сельскохозяйственная академия п. Усть-Кинельский, ул. Учебная 2 Самарская обл., 446442 interoffice@mail.ru http://www.ssaa.ru/

163

Yaroslavl State Agricultural Academy Tutaevskoe shosse 58 Yaroslavl 150042 S. Shchukin: s.shhukin@yarcx.ru http://www.yaragrovuz.ru/

Ярославская государственная сельскохозяйственная академия Тутаевское шоссе, 58 г. Ярославль, 150042 С.В. Щукин: s.shhukin @ yarcx.ru http://www.yaragrovuz.ru/

Kostroma State Agricultural Academy Karavaevo Campus Kostromskoy rayon Kostromskaya oblast, 156530 primai@mail.ru http://kgsxa.ru/

Костромская государственная сельскохозяйственная академия Учебный городок КГСХА пос. Караваево, Костромской район Костромская обл., 156530 primai@mail.ru http://kgsxa.ru/

Stavropol State Agrarian University Per. Zootekhnicheskiy 12 Stavropol 355017 stavropolfad@yandex.ru http://www.stgau.ru/english/official.php

Ставропольский государственный аграрный универси-тет пер. Зоотехнический 12 г. Ставрополь, 355017 stavropolfad@yandex.ru http://www.stgau.ru/

Omsk State Agrarian University named after P.A.Stolypin Institutskaya Ploshchad 2 Omsk 644008 ng-kazydub@yandex.ru http://www.omgau.ru/

Омский государственный аграрный университет им.П.А.Столыпина Институтская площадь, 2 г. Омск, 644008 ng-kazydub@yandex.ru http://www.omgau.ru/

Novosibirsk State agrarian University Dobrolubova 160 Novosibirsk, 630039 dr.schindelov@ngs.ru http://nsau.edu.ru/

Новосибирский государственный аграрный универси-тет ул. Добролюбова, 160 г. Новосибирск, 630039 dr.schindelov@ngs.ru http://nsau.edu.ru/

Buryat State Academy of Agriculture named after V.R.Philippov Pushkina 8 Ulan-Ude, 670024 econresearch@rambler.ru http://www.bgsha.ru/

Бурятская государственная сельскохозяйственная академия им. В.Р. Филиппова ул. Пушкина, 8 г. Улан-Удэ, 670024 econresearch@rambler.ru http://www.bgsha.ru/

Association of organic and biodynamic agriculture "AGROSOPHIE" Krasnaya 20 Solnechnogorsk Moskovskaya Oblast, 141506 info@biodynamic.ru http://www.biodynamic.ru/en/

Некоммерческое Партнёрство по развитию экологиче-ского и биодинамического сельского хозяйства «Агро-софия» ул. Красная, 20 г. Солнечногорск, Московская область, 141506 info@biodynamic.ru http://www.biodynamic.ru/ru/

LLC Company "Gutelot" Marshala Katukova Str. 20 Moscow 123592

ООО компания «Гутелот» ул. Маршала Катукова, д. 20 г. Москва, 123592

The National Park "Plescheevo lake" Sovetskaya 41 Pereslavl-Zalesskiy Yaroslavlskaya Oblast, 152020

Национальный парк «Плещеево озеро» ул. Советская, 41 г. Переславль-Залесский, Ярославская область, 152020

164

Service on environmental safety, protection and use of fauna, aquatic bioresources Sauren Shaumyan Str. 16 Orel 302028

Управление по охране и использованию объектов жи-вотного мира, водных биоресурсов и экологической безопасности Улица Сурена Шаумяна,16 г. Орел, 302028

Moscow State Agroengineering University named after V.P. Goryachkin. Timiryazevskaya Str. 58 Moscow, 127550 international@msau.ru http://www.msau.ru/

Московский государственный агроинженерный уни-верситет им. В.П.Горячкина ул. Тимирязевская, 58 г. Москва, 127550 international@msau.ru http://www.msau.ru/

All-Russian Association of Educational Institutions of Agro-Industrial Complex and Fisheries Listvennichnaya alleya 16A, build. 3 Moscow, 127550 direct@agroob.ru http://www.agroob.ru/

Ассоциация образовательных учреждений агропро-мышленного комплекса и рыболовства ул. Лиственничная аллея, д. 16 А, корп.3 г. Москва, 127550 direct@agroob.ru http://www.agroob.ru/

Germany/ Германия

University of Hohenheim Institute of Landscape and Plant Ecology (320) Eastern Europe Centre (770) 70599 Stuttgart oez@uni-hohenheim.de https://oez.uni-hohenheim.de/

Университет Хойенхайм Институт ландшафтной экологии и экологии растений (320) Центр Восточной Европы (770) 70599 Stuttgart oez@uni-hohenheim.de https://oez.uni-hohenheim.de/

Agency for Development of Agriculture and Rural Areas of the Federal State of Baden-Wuerttemberg (LEL) Oberbettringer Strasse 162 73525 Schwäbisch Gmünd roland.grosskopf@lel.bwl.de https://www.landwirtschaft-bw.info

Агентство по развитию сельского хозяйства и сельской местности федеральной земли Баден-Вюртемберг (LEL) Oberbettringer Strasse 162 73525 Schwäbisch Gmünd roland.grosskopf@lel.bwl.de https://www.landwirtschaft-bw.info

Academy for Spatial Research and Planning (ARL), Section WR IV "Räumliche Planung, raumbezogene Politik" Hohenzollernstr. 11 30161 Hannover Gustedt@arl-net.de http://www.arl-net.de/

Академия пространственных исследований и планиро-вания (ARL) Отдел WR IV "Пространственное планирование, тер-риториальная политика" Hohenzollernstr. 11 30161 Hannover Gustedt@arl-net.de http://www.arl-net.de/

Terra fusca Ingenieure Marohn, Lange Partnerschaftsgesellschaft Karl-Pfaff-Str. 24 a 70597 Stuttgart http://www.terra-fusca.de/

Терра-фуска Marohn, Lange Partnerschaftsgesellschaft Karl-Pfaff-Str. 24 a 70597 Stuttgart http://www.terra-fusca.de/

Poland / Польша

Warsaw University of Life Sciences Laboratory of Evaluation and Assessment of Natural Re-sources Nowoursynowska Street 166 Warsaw 02-787 aschwerk@yahoo.de http://www.spoiwzp.sggw.pl

Варшавский университет естественных наук Лаборатория анализа и оценки природных рессурсов Nowoursynowska Street 166 Warsaw 02-787 aschwerk@yahoo.de http://www.spoiwzp.sggw.pl

165

Association for Sustained Development of Poland Grzybowa Street 1 Warsaw-Wesola 05-077 ekorozwoj@ekorozwoj.pl http://www.ekorozwoj.pl/

Ассоциация устойчивого развития Польши Grzybowa Street 1 Warsaw-Wesola 05-077 ekorozwoj@ekorozwoj.pl http://www.ekorozwoj.pl/

France / Франция

L'Agence de services et de paiement Mission des affaires internationales Rue du Maupas 2 Limoges 87040 Helene.Wehrlin-Crozet@asp-public.fr http://www.asp-public.fr/

Агентство сервиса и платежей (ASP) Служба международных отношений Rue du Maupas 2 Limoges 87040 Helene.Wehrlin-Crozet@asp-public.fr http://www.asp-public.fr/

AgroSup Dijon 26 Boulevard Docteur Petitjean 21079 Dijion cedex c.stewart@agrosupdijon.fr http://www.agrosupdijon.fr/

Национальный институт высшего образования в сфе-ре агрономии, продуктов питания и окружающей среды (AGROSUP), Дижон 26 Boulevard Docteur Petitjean 21079 Dijion cedex c.stewart@agrosupdijon.fr http://www.agrosupdijon.fr/

Italy / Италия

University of Udine Department of Agricultural and Environmental Sciences Via delle Scienze 208 33100 Udine Francesco.Danuso@uniud.it http://www.uniud.it/

Университет Удине Институт сельскохозяйственных наук и экологии Via delle Scienze 208 33100 Udine Francesco.Danuso@uniud.it http://www.uniud.it/

Slovakia / Словакия

Slovak University of Agriculture International Relations Office Tr.Andreja Hlinku 2 94976 Nitra Magdalena.Lacko-Bartosova@uniag.sk http://www.uniag.sk/

Словацкий университет сельского хозяйства Отдел международных отношений Tr.Andreja Hlinku 2 94976 Nitra Magdalena.Lacko-Bartosova@uniag.sk http://www.uniag.sk/

166