ОСНОВНЫЕ ЗАКОНЫ ЗЕМЛЕДЕЛИЯ.

2.1.1. Земледелие как наука

Земледелие – наука, изучающая общие приемы выращивания сельскохозяйственных культур. Другими словами земледелие есть способ культивирования растений. Земледелие также является отраслью сельского хозяйства, причем наиболее древней.

Известно, что первые земледельческие культуры на планете Земля появились примерно 12 тыс. лет назад. На территории Красноярского края человек стал возделывать растения в II тыс. до нашей эры (Андроновская культура).

Земледелие изучает физические, химические и биологические способы повышения плодородия почвы, для создания условий, обеспечивающих рост продуктивности и качества сельскохозяйственных культур.

А.Т. Болотов (1738-1833)

Главная задача земледелия – эффективное использование солнечной энергии для создания органического вещества. Уникальным аппаратом для этого служит растение, содержащее хлорофилл. Наземные растения ежегодно извлекают из атмосферы ориентировочно 20млрд. тонн углерода в форме СО 2 (1300кг на га).

Первым российским ученым в области земледелия признан Болотов Андрей Тимофеевич (1738-1833). Он первым в России стал пропагандировать севообороты и удобрения. Им написаны научные работы «О разделении полей» (1771) и «Об удобрении полей» (1770).

2.1.2. Факторы жизни растений

Для растений необходимы свет, тепло, воздух, вода и питательные вещества.Свет и тепло растения получают от солнца, воду, питательные вещества и воздух из атмосферы и почвы.

Используя знания земледельческой науки человек, в той или иной мере, способен регулировать эти факторы применительно к требованиям сельскохозяйственных культур.

Свет. Из всех организмов, только зеленые растения способны создавать из неорганических веществ органические (исключая хемосинтез). В процессе фотосинтеза из воздуха поглощается СО 2 и образуются сахара.

6СО 2 +6Н 2 О+2822кДж(674ккал) свет + хлорофилл С 6 Н 12 О 6 +6О 2

Растения способны усваивать от 2 до 5% падающей на лист солнечной энергии. Подсчеты показывают, что в 1кг сухого органического вещества аккумулируется 16752кДж (4 тыс. ккал). Сахара затем могут превращаться в крахмал и другие органические вещества.

При недостатке света растения вытягиваются, ослабевают, не зацветают и не плодоносят. Свет существенно влияет на качество продукции, содержание крахмала, жира, белка, сахара и др.

Существенную роль свет играет при образовании узла кущения злаков, а глубина залегания узла кущения играет важную роль во всей последующей жизни растений.

Не менее важную роль играет свет в процессе кущения, обуславливая длину междоузлий, особенно первых, от крепости которых зависит устойчивость посевов к полеганию. При хорошем освещении растений при кущении образуются короткие прочные первые междоузлия, хорошо противостоящие внешним влияниям (ветру, дождю и пр.). Затенение всходов способствует разрастанию и удлинению первых междоузлий, которые склонны к полеганию.

Свет оказывает влияние на прорастание картофеля. При прорастании клубней в темноте получаются длинные плети, затрудняющие использование такого картофеля для посадки. При прорастании на свету ростки получаются толстыми, короткими. Проращенный на свету картофель быстрее развивается и созревает (Дояренко, 1966).

В земледельческой зоне Красноярского края света достаточно много и свет здесь не лимитирует урожай. Тем не менее, имеются сведения, что целесообразно ориентировать посевы сельскохозяйственных культур относительно сторон света. В лесостепи наилучшим считается направление посевов с севера-запада на юго-восток.

Тепло. Для нормального роста и развития большинства сельскохозяйственных культур сумма среднесуточных активных температур воздуха свыше 10 о С должна составлять не менее 1660 о С в год. Чем выше температура, тем быстрее развиваются растения и наоборот. В данном случае работает правило Вант Гоффа. При увеличении температуры на каждые 10 о, скорость химических реакций возрастает в 2-4 раза. Таким образом, поступление тепла определяет, как быстро сформируется урожай сельскохозяйственных культур.

В условиях земледельческой части Красноярского края тепла часто бывает недостаточно, поэтому весной и осенью многие растения страдают от заморозков. Короткое лето приводит к тому, что растения созревают поздно осенью, что ухудшает качество урожая.

Тепло необходимо также и микроорганизмам. Наиболее благоприятная для них температура лежит в пределах 20-25 о С.

Регулировать теплообеспеченность растений в определенной мере можно путем орошения и осушения, устройством гряд и гребней, снегозадержанием, созданием лесных полос, обработкой и мульчированием почвы, устройством прудов и лиманов.

Воздух. Как всякий живой организм растение дышит, потребляя кислород и выделяя углекислый газ. Семена растений также нуждаются в кислороде. В кислороде воздуха нуждаются и микроорганизмы, кроме этого некоторым микроорганизмам нужен азот (азотфиксация). Оптимальные условия для растений создаются при содержании О 2 в почвенном воздухе около 20%. Высокая концентрация СО 2 в почвенном воздухе (более 2-3%) угнетает развитие растений.

Регулировать газообмен в почве можно созданием ценной зернисто-комковатой структуры почвы и всевозможными обработками.

Вода. Растения в большей мере состоят из воды. В семенах ее содержится 10-20%, в одревесневших частях растений до 50%, в листьях, зеленых частях и клубнях до 90-95%.

Вода определяет продуктивность растений, и урожайность сельскохозяйственных культур в первую очередь зависит от влагообеспеченности. Дело в том, что растения могут использовать питательные вещества только в растворенном виде, причем раствор минеральных веществ должен быть очень малой концентрации (0,02-0,2%). Для получения таких растворов требуется очень много воды.

Установлено, что на образование одной части сухого вещества требуется частей воды: у проса – 250; у пшеницы, ячменя, овса – 500-600; у многолетних трав –700-800.

На отдельных этапах развития растениям требуется особенно много воды (критические фазы развития растений). Для зерновых культур критической фазой считается выход в трубку – колошение, для кукурузы – цветение – молочная спелость, для бобовых – цветение, для подсолнечника – образование корзинки – цветение.

В воде нуждаются и микроорганизмы. Оптимальная влажность для растений и микроорганизмов одинакова и составляет 60-80% от НВ для суглинистых и глинистых почв.

В земледельческой зоне Красноярского края очень часто влаги бывает недостаточно. В лесостепных районах Красноярского края ГТК меньше 1,0 отмечается в 20-30% лет. Часто влага лимитирует урожайность сельскохозяйственных культур, особенно зерновых. По приблизительным подсчетам в условиях края 10мм влаги обеспечивают 1ц зерна яровой пшеницы.

Регулировать водный режим почв можно путем орошения, осушения, снегозадержанием, устройством лесных полос, посевом высокостебельных кулисных растений, сохранением стерни и мульчированием почвы, обработкой почвы и формированием лунок и гряд. В зонах с недостаточным увлажнением рекомендуется шире использовать новые засухоустойчивые сорта растений с низким транспирационным коэффициентом.

Питательные вещества. В состав растительного организма входит свыше 74 химических элемента, из которых 16, а по некоторым данным 20, абсолютно необходимы для роста и развития растений. Остальные элементы очень часто присутствуют в растениях, но их необходимость не установлена или не строго обязательна.

Большая часть химических элементов входит в состав различных соединений, в основном органических и до их разложения недоступна для растений. Лишь незначительная часть элементов находится в почве в поглощенном состоянии и в виде растворов солей. Растворенные соли наиболее подвижны и в первую очередь используются для питания растений, однако они легко вымываются из почвы и становятся недоступными. Микроорганизмы потребляют те же элементы, что и растения.

Регулировать питательный режим можно путем внесением органических и минеральных удобрений, введением рациональных севооборотов и чистых паров, обработкой почв, проведением известкования и гипсования и регулированием влажности почвы.

Рассмотренные особенности земледелия как отрасли сельскохозяйственного производства определяют во многом специфику земледелия и как науки. По мере развития земледелия и накопления научных знаний происходила дифференциация агрономии («Агрономия » - в буквальном смысле наука о законах земледелия, о законах полеводства).

Выделились и развились как самостоятельные многие научные дисциплины - общее земледелие, растениеводство, физиология растений, почвоведение, агрохимия, мелиорация, метеорология, селекция и семеноводство, сельскохозяйственные машины и орудия, микробиология, энтомология, фитопатология и др.

Дифференциация агрономических дисциплин является закономерным процессом развития науки в целом, поскольку вычленение более конкретных объектов познания и соответствующих методов исследования способствует ускорению научно-технического прогресса. Вместе с тем диалектика развития науки не противопоставляет процесс ее дифференциации процессу интеграции. Наоборот, интеграция научных достижений различных дисциплин есть объективная необходимость как развития самой науки, так и ее приложения к конкретным отраслям производства.

Земледелие как наука занимает особое место в системе агрономических знаний. Она связывает естественнонаучные дисциплины с прикладными и, таким образом, служит общетеоретической базой растениеводческих отраслей сельскохозяйственного производства, основанных на возделывании земли.

Главной задачей научного земледелия, как считал К. А. Тимирязев, является изучение требований культурных растений и разработка способов их удовлетворения В. Р. Вильямс основную задачу земледелия видел в обеспечении культурных растений в течение всего периода их жизни водой и питательными элементами, путем повышения потенциального плодородия почв. Развивая положение К. А. Тимирязева о связи физиологии растений с земледелием, Д. Н Прянишников считал объектами изучения физиологии растений свойства растений, почвоведения и метеорологии - свойства окружающей среды, а земледелия - способы согласования этих свойств путем воздействия преимущественно на почву и растение. В настоящее время эти положения дополняются задачей рационального использования всех сельскохозяйственных угодий в неразрывной связи с проблемами охраны биосферы.

Земледелие - наука об эффективном управлении экологическими условиями жизни культурных растений в целях получения наибольшего урожая растительной продукции желаемого качества. В земледелии значительное внимание уделяется более рациональному использованию почвенных ресурсов и повышению плодородия почв как непременному условию достижения высоких урожаев возделываемых растений.

Способы повышения плодородия почвы могут быть физическими (приемы, системы обработки почв и др.), биологическими (воздействие культурных растений, севооборотов), химическими В земледелии изучаются и разрабатываются преимущественно физические и биологические способы, а способы повышения плодородия почв с помощью удобрений изучаются агрохимией.

Земледелие как наука тесно связана с другими науками. Теоретической и методологической базой земледелия являются фундаментальные естественнонаучные дисциплины - биология, физика, химия и др. Особенно тесная связь земледелия с почвоведением, агрохимией, мелиорацией, механизацией, которые рассматривают важные вопросы землепользования и возделывания сельскохозяйственных культур. Главной задачей земледелия как науки является неуклонное повышение плодородия почв и на его основе достижение дальнейшего роста урожайности и валовых сборов всех сельскохозяйственных культур. Эффективное использование техники, удобрений, капитальных вложений, других средств в земледелии в первую очередь связано с успешным решением задачи по коренному улучшению почв во всех регионах страны. В этом плане намного возрастает роль почвоведения и земледелия как наук, непосредственно связанных с изучением естественного и культурного почвообразовательного процессов и разрабатывающих методы, пути и технологии оптимизации почвенных условий для растений и получения максимально возможных урожаев сельскохозяйственных культур необходимого качества. В этом отношении перед почвоведением и земледелием стоят задачи: выяснения закономерностей и разработки способов ускоренного преобразования низко-плодородных почв в высокоплодородные; эффективного использования богарных и мелиорированных почв; выработки комплексных показателей уровня плодородия различных типов почв, проведения их бонитировки; изучения миграционных процессов в почвах; мобилизации труднодоступных форм питательных элементов в почве; повышения коэффициента использования растениями элементов минерального питания из удобрений; разработки бездефицитных по гумусу технологий производства сельскохозяйственных культур (по снижению, а затем полному прекращению потерь гумуса и постепенному повышению оптимального его содержания в почвах для определенных природно-климатических зон).

Перед земледелием поставлена задача обеспечить в ближайшее время разработку и совершенствование применяемых систем земледелия. В этой работе самое непосредственное участие должны принимать и ученые-почвоведы.

Научно-технический прогресс в области механизации, мелиорации и химизации способствует интенсификации земледелия и ставит вопрос контроля за почвообразовательными процессами на этих почвах, поскольку интенсификация в этих условиях достигает своего высшего значения на данном этапе развития производительных сил. Важны исследования по динамике всех составляющих почвообразовательного процесса, учитывая, что при этом происходит ускорение темпов изменения структурного состояния почвы, разрушения и передвижения веществ в почве, включая ее органическую часть. Поэтому одно из важнейших направлений научного поиска в почвоведении и в земледелии заключается в разработке мер по воспроизводству почвенного плодородия.

Земледелие в настоящее время и в будущем должно быть почвозащитным, обеспечивать сохранность и прогрессивное наращивание плодородия почв. Научные разработки в области земледелия и почвоведения должны предшествовать внедрению новых приемов обработки почв, почвозащитных систем земледелия в различных регионах страны, чтобы практика земледелия базировалась на научно обоснованных рекомендациях ученых.

Задачей земледелия и почвоведения является придание современным системам земледелия строго сбалансированного нормативно-программного характера управления имеющимися ресурсами, в первую очередь почвенными, с учетом экологических аспектов разрабатываемых в земледелии технологий производства. Рекультивация земель, частичное или полное восстановление их плодородия, приобретает все большее значение и становится в ряд важнейших проблем. Здесь особенно возрастает роль ученых в области земледелия и почвоведения в быстрейшем вовлечении таких земель в сельскохозяйственное производство.

В связи с интенсификацией земледелия в почву вместе с удобрениями, мелиорантами, химическими средствами защиты растений вносится большое количество балластных веществ. Изучение их влияния, а также различных других веществ (токсикантов, тяжелых металлов и др.) на процессы, происходящие в почве и влияющие на их плодородие, качество и урожайность возделываемых культур, также представляет важное направление исследований в области земледеления и почвоведения.

Основными объектами изучения в земледелии являются пахотные почвы и возделываемые на них растения. Важнейшим методом исследования служит полевой опыт, позволяющий изучать реакцию растений на изменения экологической среды в конкретных условиях. Для изучения процессов и закономерностей взаимодействия растений с окружающей средой проводятся вегетационные, лизиметрические, лабораторно-полевые и лабораторные опыты. При этом в зависимости от поставленных задач используются визуальные наблюдения, физические, химические, физиологические, микробиологические, математические и другие методы исследования.

нии численности вредных организмов до экономически целесообразного и экологически безвредного уровня.

Рассмотрению методологических подходов к решению выше перечисленных задач и проблем, исходя из принципов системности, альтернативности, энергосбережения, нормативности, соответствия современного земледелия новым производственным отношениям в оптимальной системе природопользования, посвящена эта книга. .

Введение, главы 1-3 в разделе 1,4 в разделе II, 1-3 в разделе V написаны проф.Г. И. Баздыревым; глава 4 в разделе I и раздел VI - проф.А. Ф. Сафоновым; главы 1-3 в разделе II - проф.А. М. Туликовым; раздел III - проф.В. Г. Лошаковым; раздел IV - доц.А. Я. Рассадиным; предметный указатель - проф.А. И. Пупониным.

НАУЧНЫЕ ОСНОВЫ ЗЕМЛЕДЕЛИЯ

Г л а в а 1 ИСТОРИЯ РАЗВИТИЯ ЗЕМЛЕДЕЛИЯ

Проблемы происхождения мирового земледелия актуальны для современного земледелия. Где зародилась впервые земледельческая культура на Земле? Какие орудия применял первобытный земледелец? Какие растения первоначально были взяты в культуру? Эти и другие вопросы ныне жизненны и полны значения для настоящего земледельца. Зная прошлое, можно без ошибок научиться управлять современными технологиями.

С момента своего зарождения в эпоху первобытно-общинного строя и кочевого образа жизни земледелие развивалось лишь на примитивной практике и по народным приметам, постепенно накапливая и передавая наиболее ценные наблюдения и практический опыт от одного поколения к другому. До возникновения письменности опыт передавался только устно.

Появление земледелия повлекло за собой новую форму хозяйствования с глубоким изменением первичных ландшафтов. В широком масштабе начался процесс вырубки леса, а следовательно, и первичная стадия деградации почвы. Накопление эмпирических знаний о почве началось с того времени, когда человек перешел от сбора дикорастущих растений к выращиванию их на полях, к возделыванию почвы.

Многие ученые считают, что земледелие началось с обработки почвы. Н. И. Вавилов разработал полицентрическую концепцию зарождения мирового земледелия. Он в 1926-1935 гг. выделил восемь основных географических областей истории развития земледелия: западноазиатская, индийская, среднеазиатская, китайская, среднеземноморская, африканская, мексиканская, южноамериканская. Исследования показали, что первичные очаги земледелия зародились независимо в разных регионах и насчитывают от 5- 3 тыс. до 8-6 тыс. лет до н. э.

Земледельческие орудия были крайне примитивными. На протяжении столетий основными почвообрабатывающими орудиями служили соха, мотыга, деревянная борона, а уборочными - серп и цеп.

Вышеперечисленные регионы дали начало не только земледелию, но и большинству современных культурных растений.

Развитие древних очагов земледелия не было идентичным и сопровождалось созданием различных методов, орудий и способов выращивания растений.

Большинство исследований связывают возникновение земледелия с развитым собирательством продуктов природы. От собирательства до приемов сознательного выращивания культурных растений лежал долгий и неизведанный путь, который методом проб и ошибок привел человечество к земледелию.

С появлением письменности наиболее ценные наблюдения по земледелию стали отражаться в наскальных и других писаниях, а затем в летописях. Одной из древнейших стран с высокоразвитым земледелием была Месопотамия. Уже в начале четвертого тысячелетия до нашей эры здесь образовалось государство шумеров, в котором земледелие достигло высокого для того времени уровня развития. Результаты своей деятельности, накопленный опыт, различные советы по выполнению полевых работ они записывали на глиняных дощечках-табличках. Эти таблички называли «календарем земледельца». В нем давали советы по обработке почвы, борьбе с сорными растениями, подготовке к посеву и выращиванию культур. Археологи обнаружили содержание диспута о переходе от мотыжного земледелия к плужному.

В Древней Греции также много внимания уделяли роли агрономических знаний и советов по земледелию. Известный древнегреческий философ Аристотель (384-322 г. до н. э.) написал несколь-. ко трактатов по сельскому хозяйству - «Естественная история», «О возникновении животных» и др., в которых сделана первая попытка классификации растений и животных, приведены способы их возделывания и содержания.

В Древнем Риме (IV-II в. до н. э.) литература по земледелию представлена трудами выдающихся натуралистов того времени - Магона, Катона, Варрона, Вергилия, Колумеллы. Катон в своем трактате «О земледелии» дал классификацию почв по пригодности их для возделывания культурных растений, изложил советы по развитию виноградарства, садоводства и животноводства.

Особое место занимает выдающийся теоретик и практик земледелия Древнего Рима Колумелла, написавший работу по сельскому хозяйству в двенадцати книгах п.од общим названием «О сельском хозяйстве». Колумелла систематизировал и обобщил теоретический и практический опыт ведения."сельского хозяйства. Он первый предложил систему мероприятий, направленных на повышение плодородия почвы и урожаев.

Колумелла настойчиво и убедительно говорил о необходимости научных агрономических знаний и опыта. Он писал: «Тот, кто посвятит себя занятиям сельским хозяйством, должен прежде всего обладать следующими качествами: знанием дела, возможностью расходовать средства и желанием действовать».

Хотя агрономия древних времен была еще далека от настоящей

агрономической науки, носила эмпирический знахарский характер, но и она была забыта на долгие годы вместе с гибелью античной культуры.

Второй период в развитии земледелия связан с эпохой феодализма, для которого характерен застой естественных наук. Этот период продолжался вплоть до XVIII в., когда начали осуществлять экономические преобразования, давшие толчок дальнейшему развитию производительных сил.

В становлении земледелия как науки в России и других странах существенную роль играло развитие естественных и точных наук.

Научные исследования были востребованы и устремлены на развитие промышленности, сельского хозяйства, военного дела и т. д.

Осуществляемые в XVIII в. Петром I и Екатериной II реформы опирались на то, что «земледелие есть первый и главный труд».

В становлении агрономии и других наук в России исключительно большую роль сыграл М. В. Ломоносов (1711-1765). Отличаясь необычайной широтой познаний, М. В. Ломоносов успешно проводил географические, экономические, физические, химические и другие исследования. Им сформулированы задачи развития России на многие годы вперед. Он распределил их в следующие темы: 1 - о размножении и сохранении российского народа; 2 - об истреблении праздности; 3 - об исправлении нравов и о большом народном просвещении; 4 - об исправлении земледелия; 5 - о сохранении военного искусства.

Задачи исправления земледелия, по М. В. Ломоносову, сводились к всестороннему изучению сельского хозяйства во всех областях России и нахождению средств для его улучшения. Подъем сельского хозяйства он считал возможным только с помощью науки.

По инициативе М. В. Ломоносова в 1765 г. было основано Вольное экономическое общество (ВЭО), сыгравшее важную роль в развитии отечественной агрономии. Труды этого общества издавались в течение 105 лет; в них опубликовывали результаты первых научных исследовании и накопленный опыт по сельскому хозяйству.

Вместе с М. В. Ломоносовым важная роль в становлении и развитии научного земледелия в России принадлежит таким известным ученым, как А. Т. Болотов, И. М. Комов, М. Г. Павлов, В. А. Левшин, И. И. Самарин, и многим другим.

Одним из основоположников отечественной агрономической науки считается А. Т. Болотов (1738-1833). Болотов был подлинным новатором, он выступил с программой первоочередных исследований в области земледелия по проблемам: изучение свойств и качеств земель, исправление и удобрение земель, обработка и подготовка земель к посеву, подготовка семян, посев, уход за посевами, уборка. Он указал на два главных препятствия, мешающих успешному земледелию: «крайнее невежество наших земледельцев и неимение собственности у крестьянина». Научные труды А. Т. Болотова по земледелию «Об удобрении полей» (1770) и «О разделении

полей» (1771), в которых высказывались идеи повышения плодородия почвы, пути лучшего сочетания полеводства и скотоводства, о воздушном и почвенном питании растений, не потеряли своего значения и в наше время. А. Т. Болотов первым высказал догадку о значении минеральных веществ в питании растений, задолго опередив основоположников минерального питания растений Тэера, Либиха и др.

Дальнейшее развитие научных основ земледелия было успешно продолжено выдающимся русским агрономом И. М. Комовым (1750-1792). Он считал, что земледелие является той благодатной почвой, на которой расцветают все науки и искусства. В своем труде «О земледелии» он одним из первых ученых-земледелов обосновал научные основы чередования культур, предложил применять плодосменную систему земледелия, считал главным путем повышения плодородия почвы развитие скотоводства. Поэтому обилие навоза (органического удобрения) и изменения в структуре посевных площадей считал главными условиями получения высокого урожая.

Задача восстановления плодородия почвы, по И. М. Комову, решается посредством вспашки и навоза. Пахота - это главное в земледелии. От нее земля мягче и сочнее становится, от сорняков и вредителей избавляется. Вместе с тем он резко выступал против того, что многократная пахота земли заменит удобрение.

И. М. Комов был против упрощенчества и шаблона в агрономии, предлагал ставить опыты для проверки эффективности тех или иных приемов возделывания сельскохозяйственных культур.

Определенный вклад в развитие научного земледелия внес М. Г. Павлов (1793-1840). Им впервые было раскрыто значение почвенных процессов в питании растений, разработана теория применения удобрений, замены господствующего тогда зернового трехполья интенсивной плодосменной системой земледелия. Он придавал большое значение практике, считая, что она является воплощением теории в действии. Практика немыслима без теории, а теория без практики бесплодна. Пятитомный труд М. Г. Павлова «Курс сельского хозяйства» долгое время служил капитальным руководством, по которому обучались многие поколения русских агрономов.

Во второй половине XVIII в. в Западной Европе для развития научного земледелия многое сделали такие ученые, как А. Д. Тэер, Ю. Либих, Т. Юнг и др. А. Д. Тэер (1752-1828) является автором теории гумусового питания растений, а Ю. Либих (1803-1873) - теории минерального питания растений, он также сформулировал один из основополагающих законов земледелия - закон возврата.

В этот период наряду с развитием агрономических наук заметно совершенствовались орудия обработки почвы, посева и уборки культур. Изменялось прежде всего основное орудие обработки почвы - плуг, который претерпевал усовершенствования: от плугов, изготовленных из дерева, до плугов, изготовленных из чугуна и ста-

ли. Наиболее совершенной конструкцией плуга стал плуг Рудольфа Сака, который первым начал заводское производство плугов с предплужниками (1870). Плуг такого типа быстро распространился во многих странах и практически конструктивно не изменился до настоящего времени.

В 1830 г. в Англии была сконструирована сеялка, принцип работы которой сохранился до наших дней. Жатвенная машина была сконструирована в 1781 г. в Туле. Для обмолота хлебов в Америке были разработаны молотилки, совершенствование которых позволило изобрести комбайн. Со второй половины XIX в. вместо живой тягловой силы стали использовать паровой двигатель, а затем дизельный и электрический.

В XIX в. агрономическая наука получила дальнейшее развитие в трудах целой плеяды выдающихся русских ученых: А. В. Советова, Д. И. Менделеева, П. А. Костычева, В. В. Докучаева, А. Н. Энгельгардта, И. А. Стебута, К. А. Тимирязева и многих других.

А. В. Советов (1826-1901) определял уровень культуры земледелия и развития сельского хозяйства расширением полевого травосеяния, которое побуждает вести хозяйство на научной основе. Ученый убедительно показал, что посевы многолетних трав на полях не только способствуют развитию животноводства, но и восстанавливают и повышают плодородие почвы. В России многолетние травы (клевер, кострец, тимофеевку) и их смеси стали высевать на полях намного раньше, чем в Западной Европе.

Ярчайшей фигурой в агроэкономической науке пореформенного периода является А. Н. Энгельгардт (1832-1893) -основопо- ложник агрохимии. Он связывал будущее российского сельского хозяйства с культурным крестьянином, считал, что деревне нужны интеллигентные мужики. Понимая необходимость перестройки в деревне, он ратовал за артель, артельное хозяйство и ставил на первое место человека, хозяина. Он считал, что от хозяина зависит вся система хозяйства, и если система дурна, то никакие машины не помогут.

А. Н. Энгельгардт в своих классических письмах «Из деревни» (1882) подчеркивал, что «нет химии русской, английской или немецкой, есть только общая всему свету химия, но агрономия может быть русская, или английская, или немецкая...». Он считал, что мы должны создать свою, русскую агрономическую науку совместными усилиями ученых и практиков.

Многие идеи А. Н. Энгельгардта получили развитие в современных условиях, когда все изменения должны включать культурного, образованного человека как центральный фактор, тесный союз науки и практики, артельный принцип организации труда, соединение сельского хозяйства с перерабатывающей промышленностью.

Большое значение для развития научного земледелия принадлежит В.В.Докучаеву (1846-1903), создателю науки о почве. Он впервые установил, что почва - самостоятельное природное тело и

ее формированию способствуют процессы взаимодействия климата, рельефа, растительного и животного мира, почвообразующих пород и возраста страны. В. В. Докучаев дал первую в мире научную классификацию почв по их происхождению. Он много внимания уделял вопросам восстановления и повышения плодородия почв при помощи организации полезащитного лесонасаждения, регулирования водного режима и других приемов.

Однако взгляды В. В. Докучаева критиковали некоторые ученые, в том числе П. А. Костычев, К. А. Тимирязев и др. Основным недостатком учения В. В. Докучаева была слабая связь генетического почвоведения с изучением почвы как средства производства, то есть агрономическим почвоведением.

Это направление почвоведения успешно развивал П. А. Костычев (1845-1895). Он вскрыл сущность взаимосвязи между почвой и растениями, показал огромную роль деятельности человека в изменении этих связей. П. А. Костычев придавал большое значение агрофизическим свойствам почвы, ее структуре и строению. Он разработал ряд мер по улучшению этих свойств, установил роль растений и обработки почвы в улучшении физических свойств. П. А. Костычеву принадлежит заслуга в создании наиболее совершенной системы обработки почвы, направленной на борьбу с сорняками и регулирование водного режима.

В развитие земледельческой теории и практики крупный вклад внес И. А. Стебут (1833-1923). Он оказал заметное влияние на развитие науки, опытного дела, обучение кадров. Капитальным трудом И. А. Стебута является монография «Основы полевой культуры и меры к ее улучшению в России» (1873-1879). По результатам мирового и отечественного опыта, многочисленных исследований и обобщений автор обосновал экономику, организацию, технологию производства растениеводческих продуктов с учетом биологических требований культур и условий внешней среды.

И. А. Стебут был широко известен и как талантливый педагог. При жизни его называли патриархом агрономии. Обращаясь к слушателям, он говорил: «Изучайте природу, вас окружающую, изучайте почву, от которой вы ожидаете урожаи...». И далее: «Не просите у меня рецептов. Не рецепты даю я вам, а также не копиистов хотел бы я видеть в вас, но прежде всего сознательно мцслящих людей, мастеров своего дела, горячо любящих свою профессию».

Великий русский химик Д. И. Менделеев (1834-1907) в научных изысканиях не ограничивался лишь химией, он занимался исследованиями по земледелию и животноводству, мелиорации и лесоводству, вопросами переработки продукции. Он считал, что современное сельское хозяйство начинается там, где создаются следующие условия: 1) имеются выгодные человеку породы животных и сорта растений; 2) осуществляется сбыт продукции на сторону в качестве товара; 3) развивается специализация; 4) неуклонно сокращается доля затрат физического труда за счет применения машин. Особое

внимание Д. И. Менделеев уделял интенсификации земледелия, применению удобрений, использованию питательных веществ подпахотных слоев почвы при помощи глубокой пахоты. Высокоэффективное земледелие возможно лишь на основе развитой промышленности, снабжающей сельское хозяйство машинами, орудиями, минеральными удобрениями. Д. И. Менделеев обосновал то, что сельское хозяйство нуждается в гораздо больших капиталах, чем любая другая отрасль народного хозяйства.

Важным этапом отечественной агрономии была организация сети опытных учреждений по сельскому хозяйству. Исключительно важную роль в этом деле сыграли выдающиеся ученые: Н. И. Вавилов, Д. И. Менделеев, К. А. Тимирязев, В. Р. Вильяме, Д. И. Прянишников, А. Г. Дояренко, Н. М. Тулайков и многие другие.

Всемирно известные работы К.А.Тимирязева (1843-1920) по фотосинтезу и физиологии растений позволили показать потенциальные возможности повышения продуктивности сельскохозяйственных культур в земледелии. К. А. Тимирязев считал, что основной задачей земледелия является изучение требований растений и их удовлетворение при помощи различных приемов, которые должны быть направлены прежде всего на развитие растения в нужном для земледельца направлении. Он считал, что при объединении науки и практики возможно «вырастить два колоса, там где прежде рос один».

Одновременно К. А. Тимирязев предупреждал о том, что нигде, может быть, ни в какой другой деятельности не требуется взвешивать столько разнообразных сведений, нигде увлечение односторонней точкой зрения не может привести к такой крупной неудаче, как в земледелии.

Многое сделал для развития научной агрономии опытного дела в России А. Г. Дояренко (1874-1958). Его исследования о факторах жизни растений и их взаимосвязях, влиянии на них различных агроприемов, использовании растениями солнечной энергии сохранили свою актуальность и в наши дни. Изучение водно-воздушного

и пищевого режимов почвы привело А. Г. Дояренко к выводу о решающей роли их в регулировании строения пахотного слоя почвы,

и в первую очередь соотношения капиллярной и некапиллярной скважности. А. Г. Дояренко по-новому подошел к решению проблемы опытного дела в земледелии, он изучил характер пестроты полей, был зачинателем курса по опытному делу. А. Г. Дояренко определил содержание курса земледелия, организационные формы

и методы учебного процесса, разработанные им программы были направлены на пробуждение у студентов интереса к изучаемой дисциплине. Содержание и структура курса земледелия до настоящего времени мало изменились.

Выдающийся вклад в развитие отечественного земледелия и агрохимии внес Д. Н. Прянишников (1865-1948), разработавший теорию питания растений и методы повышения плодородия почвы,

особенно при помощи широкого применения минеральных удобрений. Он многое сделал для разработки физиологических основ современного научного земледелия и растениеводства. Основным вопросом исследований Д. Н. Прянишникова был азотный обмен у растений, в который он внес ясность и сделал важные обобщения. На основе этих обобщений в нашей стране стала развиваться азотная промышленность и применяться азотные и другие удобрения. Д. Н. Прянишников был активным пропагандистом интенсификации земледелия.

Существенным вкладом в теорию и практику отечественного земледелия являются труды В. Р. Вильямса (1863-1939). Большое внимание он уделял теории почвообразовательных процессов, сущности почвенного плодородия как фактора жизни растений. В. Р. Вильяме отмечал необходимость при возделывании сельскохозяйственных культур одновременного присутствия всех факторов их жизни и роста в целях максимального удовлетворения потребностей растений. Большой заслугой В. Р. Вильямса является то, что он первым сформулировал закон незаменимости и равнозначимости факторов жизни растений, имеющий определяющие значения в земледелии. Он разработал теоретические и практические основы травопольной системы земледелия. Однако ее использование повсеместно, во всех почвенно-климатических зонах, как универсального средства повышения плодородия почвы и урожаев сельскохозяйственных культур было большой ошибкой.

В истории развития научного земледелия следует отметить важность работ Н. М. Тулайкова (1875-1938) по сухому земледелию (в засушливых районах страны). С именем Н. М. Тулайкова связывают разработку теории мелкой обработки почвы, способствующей лучшему накоплению и сохранению влаги. Он первым заговорил о применении в засушливых районах севооборотов с короткой ротацией, заложил основы почвозащитного земледелия.

Теоретическими и практическими основами почвозащитного земледелия является глубина обработки почвы. Мелкие бесплужные обработки почвы в почвозащитном земледелии служили альтернативой глубокой вспашке, существовавшей долгое время основным видом обработки.

Активным пропагандистом мелких бесплужных обработок почвы в России был И. Е. Овсинский. Он отвергал глубокую обработку почвы плугом и признавал необходимость рыхления на 5-7,5 см для уничтожения сорных трав и заделки навоза. Для таких обработок впервые были сконструированы культиваторы с плоскорежущими рабочими органами. Экспериментальная проверка системы мелкой пахоты в начале века выявила ее неэффективность, и поэтому она была отвергнута на долгие годы. Тем не менее агрономическая наука ищет пути замены плужной обработки почвы, уменьшения ее глубины и числа.

Идеи и направления большинства последователей Н. М. Тулай-

кова, например французаЖана, американца Фолкнера, немца Краузе и других, не смогли внедрить в производство неглубокие обработки из-за неизбежного нарастания засоренности полей, что снижало производительность труда. На относительно чистых от сорных растений полях мелкие поверхностные обработки способствуют возникновению лучших условий для роста культурных растений. Однако через несколько лет засоренность поля возрастает, и земледелец вынужден возвращаться к глубокой плужной вспашке.

Мощным импульсом для дальнейшего развития теории и практики почвозащитного земледелия послужили разработки Т. С. Мальцева, А. И. Бараева и современных ученых-аграрников - И. С. Шатилова, А. Н. Каштанова, М. И. Сидорова, В. Д. Панникова, И.П.Макарова, А. И. Пупонина, А. М.Лыкова, В. И. Кирюшина,

С. А. Воробьева, С. С. Сдобникова, Д. И. Бурова, М. Н. Заславского

и др.

Т. С. Мальцев (1895-1994) выдвинул идею о замене вспашки безотвальной обработкой почвы в районах Зауралья и Западной Сибири. Сущность принципиально новой системы обработки почвы заключается в чередовании по годам и полям глубокой безотвальной пахоты (25-27 см) с поверхностными обработками (10-12 см) в зернопаровых и зернопаропропашных севооборотах. Глубокую безотвальную вспашку проводят один раз в 3-5 лет.

А. И Бараев (1908-1985) в начале 60-х годов сформулировал концепцию новой почвозащитной системы земледелия для зон ветровой эрозии почв и применил ее на практике. Суть ее заключалась в замене вспашки плоскорезной обработкой с сохранением на поверхности почвы стерни и освоении зернопаровых севооборотов с короткой (3-5 лет) ротацией вместо зернотравянопропашных с длинной ротацией (8-10 лет). Для этих целей были разработаны специальный комплекс противоэрозионной техники и новая технология возделывания сельскохозяйственных культур.

В 70-80-е годы были выработаны стратегические и практические основы интенсификации земледелия. В этот период был взят курс на интенсификацию земледелия на основе химизации, мелиорации, комплексной механизации, освоение методов программирования урожаев, внедрение интенсивных технологий возделывания сельскохозяйственных культур.

Почвозащитная система находит свое практическое выражение в зональных системах земледелия и в ландшафтно-экологическом земледелии. Последнее служило альтернативой техногенному земледелию, где особое внимание обращали на технологию, технику и химию при минимальном учете природных факторов. Ландшафт- но-экологическое земледелие предполагает биологизацию всех процессов, что фактически означает коренное изменение современного земледелия.

Современное земледелие - это наука о наиболее рациональном, экологически, экономически и технологически обоснованном ис-

пользовании земли, формировании высокоплодородных, с оптимальными показателями для возделывания культурных растений почв. Учение о плодородии почвы, его расширенном воспроизводстве и сохранении - основа получения высоких, устойчивых, хорошего качества урожаев.

Земледелие как наука основывается на новейших теоретических достижениях важнейших фундаментальных научных дисциплин, таких, как почвоведение, физиология растений, землеустройство и землепользование, агрохимия, микробиология, растениеводство, биотехнология, агрометеорология, мелиорация, экология, экономика и др.

Г л а в а 2 ФАКТОРЫ ЖИЗНИ РАСТЕНИЙ И ЗАКОНЫ ЗЕМЛЕДЕЛИЯ

2.1. ТРЕБОВАНИЯ КУЛЬТУРНЫХ РАСТЕНИЙ К УСЛОВИЯМ ЖИЗНИ

Все живое на Земле своим существованием обязано растениям, этим удивительным творениям природы. Растения в результате своей жизнедеятельности создают органическое вещество, требуемое человеку в виде необходимых продуктов.

Органическое вещество растений и их урожай создаются из углерода, воды и минеральных солей почвы. Этот процесс осуществляется с помощью растений при участии энергии Солнца. Механизм образования простейших органических веществ (углеводов) можно представить следующей схемой:

Для нормальной жизнедеятельности и получения необходимой продукции требуется постоянный приток в оптимальных количествах тепла, света, воды, питательных веществ. В земледелии они получили название земных и космических факторов жизни растений. К космическим факторам относятся свет и тепло, кземным - вода, диоксид углерода, кислород, азот, фосфор, калий, кальций и многие другие элементы. В связи с этим основной задачей земледелия являются изучение требований растений и разработка практических приемов удовлетворения этих требований (К. А. Тимирязев). Требования к факторам жизни, т. е. количеству каждого из них, определяются многими условиями.

Космические факторы жизни растений в земледелии, по существу, не регулируются или регулируются незначительно. Земные факторы жизни растений, наоборот, удается регулировать и создавать оптимальные условия для роста и развития культурных растений.

Космические факторы жизни растений зависят от использова-

ния световой и тепловой энергии солнца. Солнечная радиация в решающей степени определяет климат Земли и зональные особенности. Климатические условия обусловливают возможность произрастания тех или иных растений. Кроме того, климат - один из факторов почвообразования, воздействующих и через почву, то есть косвенно на произрастающие растения. Почвенно-климатические условия в решающей степени определяют специализацию земледелия, местный характер производства, такой набор сельскохозяйственных культур, биологические особенности которых наиболее отвечают этим условиям и обеспечивают получение высоких стабильных урожаев хорошего качества.

Требования растений к свету. Рост и развитие растений зависят от интенсивности и спектрального состава света. Недостаток света приводит к голоданию и гибели растений, а избыточная освещенность - к угнетению и ожогам. Физиологическое воздействие света на растение происходит через фотосинтез, определяя его скорость. Поток солнечных лучей, богатых ультрафиолетом, оказывает бактерицидное действие на микрофлору.

Среди сельскохозяйственных растений широко распространен фотопериодизм, связанный с условиями освещения. К фотопериодическим реакциям относят наступление фаз роста и развития. По продолжительности освещения выделяют растения длинного дня (не менее 12ч), короткого (менее 12 ч) и нейтрального дня. В задачу земледельца входит повышение коэффициента использования физиологически активной радиации (ФАР).

Обычно в посевах коэффициенты использования ФАР являются сравнительно низкими и составляют 0,5-3 %. Используя различные приемы в технологиях возделывания сельскохозяйственных растений, коэффициент использования ФАР можно повысить в 2 и более раз.

Требования растений к теплообеспеченности и температурному режиму. В развитии растений, как отмечал К. А. Тимирязев, ведущую роль играет температурный фактор. В настоящее время имеются данные о потребности сельскохозяйственных растений в тепле за вегетационный период.

Культура		Суммаактивныхтемператур,°С
Яровая пшеница
Кукуруза на зерно
Картофель
Сахарная свекла
Многолетние травы

Оценку потребности растений в тепле дают по сумме активных

температур (выше 10 °С) за период вегетации. Колебания потребности в тепле одних и тех же культур зависят от сорта. Каждое растение предъявляет определенные требования к теплу, меняющиеся на протяжении вегетации. Знание этих требований позволяет дать агроэкологическую оценку условиям выращивания и размещения культур с учетом агроландшафтов.

Особое значение имеет теплообеспеченность растений в начальные периоды жизни растений, т. е. при прорастании семян и появлении всходов. Знание требований растений к теплу позволяет правильно установить сроки посева, разработать приемы обработки почвы и меры борьбы с сорными растениями.

Требования растений к теплу определяют их холодо-, морозо- и жароустойчивость.

Требования растений к влагообеспеченности. Вода - важнейшее условие жизни растений. Она необходима для прорастания семян, служит составной частью синтезируемого органического вещества, средой для питательных веществ и биохимических процессов. Оптимальная влажность корнеобитаемого слоя почвы, при которой достигается максимальная интенсивность роста растений, изменяется в пределах 65-90 % наименьшей влагоемкости (НВ). Одним из показателей потребности растений в воде служит транспирационный коэффициент, т. е. количество воды, необходимое для создания единицы сухого вещества в растении.

Потребность растений в воде изменяется по фазам роста и развития сельскохозяйственных культур. Фазы, в которые растения требуют наибольшего количества воды, называются критическими.

Общий расход воды с 1 га (в м3 или в мм) называетсясуммарным водопотреблением возделываемой в данном поле сельскохозяйственной культуры, а расход на 1 т урожая -коэффициентом водопотребления (табл. 1). Коэффициент водопотребления имеет важное значение при расчете уровня возможной урожайности.

1. Коэффициенты водопотребления сельскохозяйственных культур для Нечерноземной зоны, м3 /т сухой биомассы

Культура
			засушливые
Озимая пшеница
Озимая рожь
Яровая пшеница
Кукуруза
Картофель
Многолетние травы

Требования растений к элементам питания. В растениях из простых органических соединений и минеральных веществ образуются

сложные органические продукты. Они состоят из углерода, кислорода, водорода, азота и многих минеральных элементов. На долю первых трех элементов приходится 94 % сухого вещества растений, причем углерод по массе составляет в сухом веществе в среднем 45 %, кислород - 42 и водород - 7 %. Оставшиеся 6 % сухой массы урожая приходятся на долю азота и зольных элементов. Все наземные растения ежегодно извлекают из атмосферы около 20 млрд т углерода в форме СО2 (1300 кг/га).

О потреблении минеральных веществ накоплен большой фактический материал. В растениях обнаружены практически все известные химические элементы, доказано участие 27 из них в процессах обмена, 15 признаны необходимыми для нормального роста и развития растений.

Земледелец активно вмешивается в круговорот веществ в почве, используя такие факторы и приемы, как удобрения, современные технологии, мелиорацию земель, различные виды и сорта сельскохозяйственных растений, оказывая существенное влияние на почвенные процессы.

Почва может лучше или хуже передавать растениям имеющиеся в ней питательные вещества. В экстенсивном земледелии, как известно, почва была единственным источником воды и питательных веществ. Длительность и эффективность использования почвы определялись ее естественным плодородием. Как только почва переставала обеспечивать растения в достаточной степени земными факторами жизни, ее исключали из обработки и предоставляли действию природных процессов (залежная и переложная системы земледелия).

В интенсивном земледелии все большее значение приобретает трансформационная функция почвы, т. е. ее способность передавать растениям внесенные извне элементы питания и воду. Кроме того, к фитосанитарному состоянию и технологическим свойствам почвы предъявляют повышенные требования. По мере интенсификации земледелия трансформационная функция той или иной почвы, обусловленная природными факторами почвообразования, в ряде случаев оказывается недостаточной. Возникает необходимость улучшения всего комплекса почвенных свойств, расширенного воспроизводства ее плодородия. Возможность такого преобразования почвы заложена в ее природе как возобновляемого природного ресурса. Однако при неправильном использовании почва может утратить плодородие.

2.2. ЗАКОНЫ ЗЕМЛЕДЕЛИЯ И ИХ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ

Действие и взаимодействие факторов жизни растений в процессе их роста и развития необычайно сложны и многообразны. В течение длительного времени это является предметом изучения биологических и агрономических наук. Результаты большого количества

опытов, их обработка и тщательный логический анализ позволили сформулировать ряд законов. В агрономической науке они известны как законы земледелия. Эти законы являются теоретической и практической основой растениеводства.

Закон равнозначимости и незаменимости факторов жизни растений. Он гласит, что все факторы жизни растений абсолютно равнозначимы и незаменимы. Согласно этому закону для роста и развития растений должен быть обеспечен приток всех факторов жизни растений - космических и земных. Растение может нуждаться как в больших, так и в ничтожно малых количествах факторов, однако отсутствие любого из них ведет к резкому снижению урожая и даже гибели растений. В этом проявляется абсолютный характер закона.

Ни один фактор нельзя заменить другим. Например, недостаток фосфора нельзя заменить избытком азота, а ограниченное поступление света восполнить лучшим обеспечением растений водой и т.д.

На практике получить максимально высокий урожай можно только при бесперебойном снабжении растений всеми факторами в оптимальном количестве. Однако в конкретных условиях производства закон равнозначимости и незаменимости факторов жизни растений приобретает относительное значение вследствие неодинаковых затрат на обеспечение растений разными факторами. Это связано как с абсолютной потребностью растений в факторе, так и с его наличием в данной почве, в данном регионе, с материально-тех- ническими возможностями производства и т. д.

Закон равнозначимости и незаменимости факторов жизни растений подчеркивает материальность земледельческого производства, не позволяет надеяться на «чудодейственные» рецепты получения урожая без материальных затрат или затрат в «гомеопатическихдозах».

Закон минимума. Он утверждает, что величина урожая определяется фактором, находящимся в минимуме.

Впервые этот закон сформулировал Ю. Либих. Он считал, что рост урожая прямо пропорционален увеличению количества фактора, находящегося в минимуме, то есть

где У- урожай; X- напряжение фактора;А - - коэффициент пропорциональности для данного фактора.

Для наглядной демонстрации закона минимума использовали так называемую «бочкуДобенека», клепки которой условно обозначают отдельные факторы жизни растений. Они неодинаковы по высоте, каждая соответствует наличию определенного фактора (рис. 1).

Пунктиром показан максимально возможный урожай растений при оптимальном наличии всех факторов (бочка заполнена довер-

Рис. 1. Графическое изображение закона минимума:

/ - максимально возможный урожай; 2- фактическийурожай

ху). Однако фактический урожай определяется высотой самой низкой клепки, т. е. количеством фактора, находящегося в минимуме. Если заменить данную клепку, то уровень воды в бочке (урожай растений) будет определять другая клепка, которая при изменившихся условиях окажется минимальной по высоте.

Кажущаяся простота и очевидность действия закона минимума,

однако, требуют уточнения. Некоторые исследователи выявили относительный характер этого закона. А. Майер показал, что закон минимума необходимо принимать с учетом действия не только питательных веществ растений, но и всей совокупности факторов жизни. Э. Вольни распространил закон минимума и на качество урожая, установив зависимость действия отдельного фактора от всей совокупности других факторов. Ю. Либих был вынужден признать понижающийся эффект каждого увеличения отдельно взятого фактора.

Закон минимума, оптимума, максимума. Для демонстрации закона минимума, оптимума и максимума широко используют данные

		опыта, проведенного Гельриге-
		лем и неоднократно подтверж-
		денного другими исследователя-
		ми (рис. 2).
		В этом опыте растения ячме-
		ня выращивали в стеклянных со-
		судах, заполненных одной и той
		же плодородной почвой. Все ус-
		ловия выращивания растений,
		кроме влажности почвы в сосу-
		дах, были одинаковыми. Влаж-
		ность почвы определяли по пол-
		ной влагоемкости, которая соот-
		ветствовала уровню влажности
		100 %. В каждом из 8 сосудов
		влажность была различной и со-
		ставляла 5, 10, 20, 30, 40, 60, 80 и
	Рис. 2. Изменение урожайности рас-
		После окончания опыта уро-
	тений в зависимости от содержания
		жайность в зависимости от влаж-
	влаги в почве

ности почвы распределялась следующим образом:

Влажность почвы, % ПВ
Урожайность, дг сухого
вещества на сосуд

Как следует из данных, полученных в опыте Гельригеля, максимальный урожай ячменя соответствует оптимальной влажности почвы в сосуде (60 % ПВ). Минимум и максимум фактора (количества влаги) не обеспечили получение урожая. Если рассчитать разницу в увеличении урожая на каждую последующую градацию влажности и отнести ее к единице влажности, то в опыте получаем прогрессивное уменьшение прибавки урожая от каждой последовательной прибавки влажности при соблюдении в неизменности всех других условий опыта. Указанное относительное снижение эффекта было принято за закон (закон Тюнена), которомуякобы подчиняются все мероприятия в сельскохозяйственном производстве.

Анализ данных опыта Гельригеля, проведенный В. Р. Вильямсом, показал, что приведенная закономерность отражает лишь частный случай. В опыте Гельригеля не соблюдено условие единственного логического различия - важнейшего требования агрономического эксперимента. При разной влажности почвы условия питания растений, накопление и потребление из почвы минеральных веществ были неодинаковыми. Условия влажности неразрывно связаны с состоянием окислительно-восстановительных условий в почве, а следовательно, существенно влияют на биохимические процессы в почве.

Опыт Гельригеля не достоверен по существу, а выводы из него ошибочны. Это подтверждают данные и другого известного опыта Э. Вольни. В нем условия такие же, как и в опыте Гельригеля, с той лишь разницей, что почва получала удобрение, не поддающееся восстановлению в условиях анаэробиозиса. Результаты опыта представлены следующими показателями:

Влажность почвы, % ПВ
Урожайность, дг/сосуд
Разница между последующим и
предыдущим показателями, дг/сосуд
Разница на градацию влажности (%), дг/сосуд

Полученные экспериментальные данные отражают совершенно иное направление кривой урожаев в опыте по сравнению с кривой Гельригеля. Увеличение влажности почвы в опыте вызывает не прогрессивное уменьшение прибавки урожая, а, наоборот, прогрессивное увеличение на единицу увеличивающейся влажности.

Опыт Э. Вольни, по мнению В. Р. Вильямса, также имел методические упущения. Вдальнейшем Э. Вольни предпринял новую попытку разобраться в сложном взаимодействии факторов жизни растений.

В новом, многофакторном опыте яровую рожь выращивали в трех рядах стеклянных сосудов. В ряду было четыре сосуда, в трех сосудах каждого ряда находилась неудобренная почва с изменяющейся влажностью - 20, 40 и 60 % ПВ. В четвертом сосуде в почву (влажность 60 % ПВ) добавляли полное удобрение, по количеству и формам достаточное для получения очень высокого урожая. Освещение каждого из трех рядов сосудов было различным. Урожайность надземной массы представлена в таблице 2.

2. Урожайность надземной массы яровой ржи в зависимости от условий выращивания

	Показатель		Урожайность, дг/сосуд
		без удобрений		с удобрениями
	Влажность почвы, % ПВ
	Освещение

На рисунке 3 графически показаны результаты опыта. Кривая урожайности ржи имеет двоякое направление. В сосудах с неудобренной почвой по мере увеличения влажности от 20 до 60 % ПВ рост урожайности примерно такой же, как в опыте Гельригеля. Удобре-

ние обусловило резкое повы-
шение урожайности в сосудах
с 60%-ной влажностью по-
По мере введения в опыт
		фактора - освеще-
ния - эффективность
рения прогрессивно возрас-
тает. Если соединить на гра-
фике урожайность всех вари-
		удобрениями
разном освещении, то общая
	при взаимодействии
трех факторов			(влажности,
удобрения и освещенности)
отражает		значительное
		урожайности
мере включения в систему но-
вых факторов. Закон Тюнена
в данном опыте не получил					ноешь, % 20
никакого подтверждения.					Освещение Слабое Среднее т. е. взаимодействуют в процессе роста и развития растений. Либшер и Люндегорд показали, что в связи с законом совокупного действия факторов действие отдельного фактора, находящегося в минимуме, тем интенсивнее, чем больше других факторов находится в оптимуме (см. рис. 3). Люндегорд установил также «интерференцию» факторов, находящихся в минимуме, совмещение их отрицательного действия на росг и развитие растений. Ряд исследователей, руководствуясь заг коном совокупного действия факторов, пытались в математической форме установить зависимость урожая от факторов жизни растений. Наибольших успехов в этом направлении достиг Э. Митчерлих. Закон действия факторов жизни растений, по Э. Митчерлиху, гласит, что прибавка урожая зависит от каждого фактора роста и его интенсивности, она пропорциональна разнице между возможным максимальным и действительно полученным урожаем. Он попытался математически выразить зависимость прибавки урожая от удобрения почвы. Э. Митчерлих экспериментально вывел следующие коэффициенты использования отдельных факторов жизни: N - 0,2, Р2 О5 - 0,6, К2 О - 0,4, Mg - 2,0 на 1 мм осадков. На рисунке 4 графически показаны кривые эффективности NPK. На графике видно, что с увеличением другого фактора (Z) кривые идут выше. Последующими исследованиями было установлено, что формула Э. Митчерлиха неуниверсальна, так как сложные биологические процессы создания урожая не описываются математическими формулами. Тренель вскоре показал, что она, кроме того, неверна и математически. Несмотря на трудности математического выражения закона совокупного действия факторов, закон этот имеет огромное зна- -~^у -" 95,75 \z=3 75,0 87,5 чение для практики земледелия. В этой связи В. Р. Вильяме ука- зывал, что прогресс возможен лишь, когда наше воздействие на условия, в которых*протекает это сложное производство, направ- лено одновременно на весь их комплекс. Этот комплекс усло- вий представляет одно органи- ческое целое, все элементы кото- Удобрения- X (усл.ед.) рого неразрывно связаны. Воз- Рис. 4. Изменение урожайности сельско- действие На ОДИН ИЗ ЭТИХ ЭЛемен- Закон возврата. Вещество и энергия, отчужденные из почвы с урожаем, должны быть компенсированы (возвращены в почву) с определенной степенью превышения. Этот закон был открыт Ю. Либихом. К А. Тимирязев и Д. Н. Прянишников считали этот закон одним из величайших приобретений науки. Земледелие как отрасль производства материально по своей природе. Урожай как материальная субстанция создается из материальных составных частей, определенная часть его - за счет веществ и энергии, получаемых растениями из почвы. Кроме того, почва - посредник растений в обеспечении их факторами жизни, среда их произрастания. При систематическом отчуждении урожая с полей без компенсации использованных им составных частей почвы и энергии почва разрушается, теряет плодородие. При компенсации выноса веществ и энергии из почвы последняя сохраняет свое плодородие; при компенсации веществ и энергии с определенной степенью превышения происходит улучшение почвы, расширенное воспроизводство ее плодородия. Закон возврата - научная основа воспроизводства почвенного плодородия, частный случай проявления всеобщего закона сохранения веществ и энергии. Действие законов проявляется и учитывается в научно обоснованных системах земледелия. В настоящее время разрабатывают и осваивают адаптивно-ландшафтные системы земледелия. Адап- тивно-ландшафтной системой земледелия считается система использования земли определенной агроэкологической группы, ориентированная на производство продукции экономически и экологически обусловленных количества и качества в соответствии с общественными (рыночными) потребностями, природными и производственными ресурсами, обеспечивающая устойчивость агроландшафта и воспроизводство почвенного плодородия. Освоение систем земледелия будет сопровождаться освоением технологий возделывания сельскохозяйственных культур. Технологии должны быть адаптированы к природным условиям, различным уровням интенсификации производства, формам хозяйствования и т. д. Методология формирования технологий должна базироваться на законах земледелия. В различных почвенно-климатических условиях при разных специализации и уровне интенсификации производства, руководствуясь законом минимума, находят и устраняют факторы, лимитирующие урожайность культуры и качество продукции. Значимость тех или иных факторов проявляется по мере интенсификации производства; с устранением одних повышается роль других. При постоянном отчуждении урожая с поля возникает необходимость возврата питательных веществ. При компенсации выноса веществ по закону возврата можно создавать условия для

севооборот растениеводство гербицид сорняк

Производство продуктов питания - с давних пор основная задача земледельца, так же как производство кормов для животноводства и сырья промышленности. Земледелие является одной из главных отраслей сельскохозяйственного производства.

Главное средство производства в земледелии - почва и зеленые растения. Человек через систему земледелия (обработка почвы, выбор предшественников и технологии возделывания, защита от вредных организмов) создает оптимальные условия для жизни растении. Зеленые растения преобразуют кинетическую энергию солнечного света в потенциальную энергию органического вещества. Человечество всегда стремилось к максимальному накоплению и разумному расходования энергии органических соединений в виде различных продуктов земледелия. Растениеводческая продукция не может долго храниться и поэтому создаваться заново. Этим определяется непрерывность сельскохозяйственного производства.

Земледелие - отрасли сельскохозяйственного производства, основанные на рациональном использовании земли с целью выращивания сельскохозяйственных культур. Полеводство, овощеводства, луговодство, лесоводство, виноградарство и т.д. являются отраслями частного земледелия. Земледелие - древнейшая отрасль человеческой деятельности, возникшая и формировавшаяся тысячелетиями. Появление его стало крупнейшим событием в развитии цивилизаций. Оно позволило перейти от кочевого и создать основу совершено нового оседлого образа жизни и труда человека. В истории человечества неоднократно подтверждалось, что рассвет и крупнейшей цивилизации проходили и через подъем, и через спад в развитие земледелия. В перспективе развития земледелие будет определятся двумя глобальными направлениями, от которых зависит переход к устойчивому росту сельскохозяйственного производства. Первое предполагает развитие сельского хозяйства всех стран планеты при использование экологических безопасных альтернативных земледельческих технологий, рациональном размещении производственных сил, обеспечивающих, расширенное воспроизводство биоресурсов и их экономию.

Земледелие как наука развивается на основе новейших теоретических достижений таких важнейших фундаментально научных дисциплин как почвоведение, землеустройство, физиология растений, агрохимия, растениеводство, биотехнология, микробиология, агрометеорология, экология, экономика и др.

Вместе с тем значительно возрастает роль земледелия как строго зональной науки, с широким использованием местного практического опыта.

В результате перевода земледелия на научную основу, его интенсификации повысились устойчивость и продуктивность растениеводства, обеспечиваются расширенное воспроизводство плодородия почвы и рост урожайности сельскохозяйственных культур.

Недостаточно изучены экологическая, экономическая и технологическая сущность и причины отрицательных явлений в сельскохозяйственном производстве. Поэтому в основе современного научного подхода должен быть системный метод как непременное условие успешного развития земледелия.

При решении проблем экологизации земледелия, адаптивной его интенсификации и в особенности биологизации технологических процессов необходимо пересмотреть роль и содержание элементов системы земледелия. На первый план оптимизации агропромышленного производства выходят задачи адаптации земледелия, т.е. разработка и освоение адаптивно-ландшафтных систем земледелия и их элементов.

Основа любой системы земледелия - севооборот. Оценку и роль его в современном земледелии проводят по таким критериям: биологизация земледелия, регулирование режима органического вещества почвы и элементов питания, поддержание удовлетворительного структурного состояния почвы, регулирование водного баланса агроценозов, предотвращение эрозии и дефляции, регулирование фитосанитарного состояния посевов и почвы.

Разработка и освоение почвозащитного земледелия должны включать все разнообразие организации ландшафтов, специальных севооборотов, выбора оптимальной системы обработки почвы в широком диапазоне - от вспашки до нулевой обработки через множество вариантов безотвальных, плоскорезных, минимальных, отвальных обработок и их комбинаций.

Земледелие - одна из важнейших отраслей сельского хозяйства, занимающаяся выращиванием продовольственных, технических, кормовых и других растений, а также изучающая общие приемы возделывания сельскохозяйственных культур, разрабатывающая способы наиболее рационального использования земли и повышения плодородия почвы с целью получения высоких и устойчивых урожаев зерна, клубней, корнеплодов, волокна и другой растениеводческой продукции высокого качества.
Задачи земледелия как отрасли сельскохозяйственного производства. Земледелие имеет исключительно большое народнохозяйственное значение, так как обеспечивает население продуктами питания, сельскохозяйственных животных и птицу - кормами и многие отрасли промышленности (пищевую, комбикормовую, текстильную, фармацевтическую и др.) - сырьем.
Сельскохозяйственные культуры занимают обширные площади. Они расположены в разных природно-экономических зонах, что обусловливает сезонность и зональность земледелия, а также вызывает трудности в практической деятельности земледельца.
Коммунистическая партия и советское правительство уделяют огромное внимание сельскому хозяйству, и в частности земледелию.
В «Основных направлениях развития народного хозяйства СССР на 1976-1980 годы» сказано: «Основная задача сельского хозяйства состоит в том, чтобы обеспечить дальнейший рост и большую устойчивость сельскохозяйственного производства, всемерное повышение эффективности земледелия и животноводства для более полного удовлетворения потребностей населения в продуктах питания и промышленности в сырье, создания необходимых государственных резервов сельскохозяйственной продукции».
По сравнению с девятой пятилеткой среднегодовой объем производства продукции сельского хозяйства должен увеличиться на 14-17%.
«В земледелии важнейшей задачей является всемерное увеличение производства зерна, повышение устойчивости зернового хозяйства на основе совершенствования структуры посевных площадей, роста урожайности, эффективного использования минеральных и органических удобрений, максимального расширения посевов на мелиорированных землях и на землях в районах достаточного увлажнения, внедрения высокоурожайных сортов и гибридов, улучшения агротехники возделывания зерновых культур».
Зерно - основа всего сельскохозяйственного производства. Оно необходимо и как продукт питания, и как сырье для приготовления концентратов - важнейшего вида корма для сельскохозяйственной птицы и скота. Развитие животноводческих отраслей сельского хозяйства во многом зависит от состояния кормовой базы. Зерно является также продуктом торговли, а благодаря свойству пригодности к длительному хранению - продовольственным резервом.
Производство зерна в нашей стране непрерывно растет. Среднегодовое производство его в млн. т в последние пятилетия составило: шестое пятилетие (1956-1960 гг.) - 121,5, седьмое пятилетие (1961-1965 гг.) - 130,3, восьмое пятилетие (1966-1970 гг.) - 167,6, девятое пятилетие (1971-1975 гг.) - 181,6 млн. т.
Среднегодовое производство зерна на десятое пятилетие (1976-1980 гг.) планируется 215-220 млн. т. В первый год десятой пятилетки производство зерна составило 223,8 млн. т, в 1977 г. - 195,5 млн. т.
Постановлением июльского (1978 г.) Пленума ЦК КПСС предусмотрен среднегодовой валовой сбор зерна в одиннадцатой пятилетке (1981-1985 гг.) 238-243 млн. т, а к 1990 г. производство его до 1 т на человека в среднем по стране.
В стране все еще наблюдаются большие колебания в сборе зерна в отдельные годы. Объясняется это тем, что большие площади, где производится товарное зерно, сосредоточены в районах острозасушливых и с неустойчивым увлажнением. Поэтому в системах земледелия для многих природно-экономических зон страны большое значение приобретают приемы, направленные на накопление, сбережение и продуктивное использование почвенной влаги, борьбу с засухой, своевременность проведения полевых работ, выращивание районированных сортов и гибридов.
Большое значение имеет также возделывание зерновых культур на мелиорированных землях. Поставлена и начинает выполняться очень важная задача - создание крупных зон гарантированного производства товарного зерна на мелиорированных землях для уменьшения спада валового сбора зерна в отдельные годы из-за стихийных бедствий, и в частности из-за засухи.
Особенность развития современного сельского хозяйства, и в частности земледелия, его дальнейшая интенсификация. Это не временное явление, а основное направление развития на современном этапе и на будущие годы.
В земледелии интенсификация определяется дополнительными затратами труда и капитала на единицу земельной площади (сельскохозяйственных угодий, в том числе и пашни) с целью получения большего количества продукции с единицы площади, то есть достижения более высокой урожайности сельскохозяйственных культур.
Интенсификация земледелия должна способствовать повышению уровня плодородия почвы и на этом фоне - повышению урожайности при одновременном снижении затрат на единицу продукции.
Еще в довоенные годы колхозы и совхозы уделяли внимание интенсификации земледелия, но более быстрыми темпами она стала развиваться после мартовского (1965 г.) Пленума ЦК КПСС.
Интенсификация сельскохозяйственного производства определяется аграрной политикой партии, ее главными направлениями: 1) создание и совершенствование системы экономических отношений, обеспечивающих материальную заинтересованность работников сельского хозяйства, повышение производства, дальнейшее экономическое укрепление колхозов и совхозов; 2) перевод сельского хозяйства на современную индустриальную базу, решительное ускорение научно-технического прогресса в сельском хозяйстве.
Важнейшими направлениями научно-технического прогресса в области сельского хозяйства являются комплексная механизация, автоматизация и электрификация производственных процессов, химизация и мелиорация земель.
Государственная техническая политика ставит следующие задачи: 1) создать качественно новые орудия труда и более совершенную технологию производства, при этом необходимо ориентироваться на уровень, превышающий лучшие мировые образцы; 2) ускорить темпы обновления и замены устаревшей техники; 3) широко механизировать трудоемкие работы, чтобы заменить ручной труд машинным. Эти задачи были поставлены на девятое пятилетие, они остаются главными и на годы десятой пятилетки.
В годы десятой пятилетки сельскому хозяйству страны планируется поставить 1900 тыс. тракторов, 1350 тыс. грузовых автомобилей, 538 тыс. зерноуборочных комбайнов, 1580 тыс. тракторных прицепов и другой сельскохозяйственной техники, сельскохозяйственных машин на сумму 23 млрд. руб.
По производству тракторов и комбайнов, а также по созданию суммарной мощности тракторных двигателей наша страна устойчиво заняла первое место в мире.
Расширение химизации в земледелии - это широкое применение минеральных удобрений, извести, гипса, синтетических пленок, ядохимикатов и гербицидов. По производству минеральных удобрений СССР также занимает первое место в мире. К 1980 г. планируется довести поставки минеральных удобрений сельскому хозяйству до 115 млн. т, химических средств защиты растений - до 628 тыс. т, к 1985 г. - минеральных удобрений до 135-140 млн. т.
Перед земледелием поставлена задача продолжить в широких масштабах мелиорацию земель, то есть их коренное улучшение. Она призвана улучшить водно-воздушный и другие почвенные режимы, а также использование земли.
Мелиорация земель в нашей стране стала особенно ускоренно развиваться после майского (1966 г.) Пленума ЦК КПСС. За десять лет (1966-1975) площади орошаемых и осушенных сельскохозяйственных угодий в стране увеличились в 1,7 раза и в 1975 г. составили более 25 млн. га, причем в 1974 и 1975 гг. ежегодно вводилось в эксплуатацию более чем по 1 млн, га орошаемых земель. Таких темпов не знало ни одно государство мира.
За 10 лет улучшено 16 млн. га кормовых угодий и пашни за счет культуртехнических работ: уборки камней, уничтожения мелколесья, кустарника, а также планировки и других работ. В большом масштабе ведутся противоэрозионные, мелиоративные работы и другие.
В годы десятой пятилетки предполагается ввести в эксплуатацию за счет государственных капитальных вложений 4 млн. га орошаемых земель и осушить 4,7 млн. га. Планируется обводнить в пустынных, полупустынных и горных районах 37,6 млн. га пастбищ.
Интенсификация земледелия осуществляется также путем развития и совершенствования составных частей системы земледелия (см. главу «Системы земледелия»), внедрения в производство достижений сельскохозяйственной науки и передовой практики в области агротехники, защиты культурных растений от вредителей, болезней и сорняков, селекции и семеноводства культурных растений, экономики, управления и организации сельскохозяйственного производства. Интенсификации земледелия способствует также укрепление сельского хозяйства квалифицированными специалистами, особенно высшей квалификации, которые активно влияют на эффективность сельскохозяйственной науки и производства.
В наше время процесс интенсификации идет дальше. Более ускоренно развиваются специализация и концентрация сельскохозяйственного производства, дальнейшее развитие получает межхозяйственная кооперация на селе.
В постановлениях ЦК КПСС и Совета Министров СССР «О мерах по дальнейшему развитию сельского хозяйства Нечерноземной зоны РСФСР» (1974 г.) и «О плане мелиорации земель на 1976-1980 годы и мерах по улучшению использования мелиорированных земель» (1976 г.) говорится, что обеспечение высоких темпов развития сельского хозяйства на основе его интенсификации, комплексной механизации, широкой мелиорации и химизации земель, использования достижений науки, техники и передового опыта является общегосударственной задачей.