ДОП.) § 64. ЗЕЛЕНАЯ РЕВОЛЮЦИЯ
Зеленая революция произошла в 60–70-е годы нашего столетия, ее «отцом» был мексиканский селекционер Норман Борлауг. Он вывел сорт пшеницы «Мексикале», которая давала урожай в 3 раза выше, чем старые сорта. Вслед за Борлаугом и другие селекционеры начали выводить высокоурожайные сорта кукурузы, сои, хлопка, риса и прочих сельскохозяйственных культур.
Вместе с этими сортами-рекордсменами были введены новые интенсивные системы обработки почвы с оборотом пласта, высокие дозы удобрений, полив, самые разнообразные пестициды и монокультура, т.е. выращивание на одном поле одной и той же культуры в течение многих лет. Появились и высокопродуктивные животные, для поддержания здоровья которых нужны были не только обильные корма, но и витамины, антибиотики, а для быстрого наращивания массы — стимуляторы роста. Первая зеленая революция была особенно успешной в странах тропического пояса, так как при круглогодичном выращивании растений доход от новых сортов был особенно велик.
Эта революция резко повысила урожаи сельскохозяйственных культур, но привела к ухудшению почв в результате разрушения гумуса и активизации эрозии. Увеличилось также загрязнение среды пестицидами и удобрениями. Качество продуктов сельского хозяйства ухудшилось. Для выращивания сортов-рекордсменов и животных-«монстров» требовались удобрения и пестициды, на производство которых затрачивалось слишком много энергии угля, нефти, газа. Резкое возрастание потребления исчерпаемых энергоресурсов и истощение ресурсов почвы особенно сильно проявились к началу 80-х годов.
С середины 80-х годов нашего столетия ученые заговорили о начале второй зеленой революции, в результате которой сельское хозяйство пойдет по пути снижения вложений антропогенной энергии. В ее основе – адаптивный подход, т.е. ориентация на более экологичные технологии возделывания сельскохозяйственных культур и разведения сельскохозяйственных животных. Селекционеры переключились с выведения сортов-«рекордсменов» на селекцию сортов-«тружеников», которые могут давать достаточно высокий (хотя и не рекордный) урожай при невысоких дозах удобрений и без полива, могут сами защитить себя от вредителей, болезней и сорняков. При этом, если во время первой зеленой революции селекционеры работали примерно с десятью видами культурных растений, то теперь их внимание обращено на несколько десятков видов. Ученые широко используют местные популяции («народные сорта») культурных растений. Растет доля севооборотов с восстанавливающими почву сидератами и смешанных посевов.
По мнению сторонников второй зеленой революции, перспектива земледелия – не в наращивании, а в сокращении площади пашни (в первую очередь на эродированных почвах) с заменой ее травянистыми (посевами трав, естественным путем восстановившимися лугами или степями) или лесными сообществами. В таких экосистемах (их называют лесоаграрными) останавливается эрозия почв и растет биологическое разнообразие, в составе которого много «врагов наших врагов», что позволяет снизить пестицидные нагрузки.
Особенности сельского хозяйства в видении сторонников первой и второй зеленых революций показаны в табл. 4.
Таблица 4
Сравнение сельского хозяйства после первой и второй зеленых революций
| Признаки | Первая зеленая революция | Вторая зеленая революция |
| Вложения антропогенной энергии | Очень высокие | Умеренные |
| Общее биологическое разнообразие | Низкое | Высокое |
| Разнообразие выращиваемых культур | Низкое | Высокое |
| Севообороты | Не применяются | Применяются |
| Методы контроля вредителей, сорняков и болезней | Химические | Биологические |
| Доля пашни в агроэкосистеме | Высокая | Умеренная, лесоаграрные экосистемы |
| Основное направление селекции растений | На повышение продуктивного потенциала | На повышение адаптивного потенциала |
| Роль животноводства | Высокая; доля корма, получаемого с пашни, большая | Умеренная; доля корма, получаемого с пашни, небольшая |
Процесс экологизации сельского хозяйства протекает очень медленно, так как рост народонаселения планеты продолжается, и потребность в продовольствии растет. Поэтому правильнее говорить не о второй зеленой революции, а об «экологической зеленой эволюции» в сельском хозяйстве.
Контрольные вопросы
1. Чем вызвана необходимость «второй зеленой революции»?
2. Как должно изменится растениеводство в результате «второй зеленой революции»?
3. Почему сторонники «второй зеленой революции» считают нужным сокращать площадь пашни?
Справочный материал
В последние 10 лет активно развиваются биотехнологические методы выведения новых сортов с использованием генной инженерии. Такие растения называются генетически модифицированными (ГМР). Генные инженеры за счет ГМР обещают накормить человечество. ГМР высокопродуктивны и устойчивы к неблагоприятным условиям, они обладают комплексом признаков, который был недостижим до развития биотехнологии. Например, удалось получить «золотистый рис», зерно которого содержит витамин В. Этого витамина хронически не хватало жителям тех стран, где рис является основным продуктом питания. Получен гибрид африканского и индийского риса, который в первую половину лета растет как «африканец» и не требует много воды, а во вторую – быстро формирует высокий урожай как водолюбивые индийские сорта. Получены десятки сортов разных видов растений, устойчивых к грибным, бактериальным и вирусным заболеваниям.
Перспектива использования ГМР является на сегодняшний день предметом жарких споров. Экологи (особенно в экономически благополучных странах со стабилизировавшейся численностью народонаселения: Западная Европа, США, Канада, Австралия) выступают против этих сортов, поскольку неизвестны последствия их использования для здоровья человека. Кроме того, есть риск гибридизации ГМР с видами естественной флоры, особенно с сорными растениями. Эти спонтанные гибриды могут быть очень агрессивными и потому экологически опасными.
Генетики-биотехнологи ратуют за повсеместное внедрение ГМР. ГМР как путь к повышению продуктивности культурных растений поддерживается общественностью в развивающихся странах (в Африке, Индии и др.), так как продовольственная ситуация в них неблагополучна.
По-видимому, с учетом того, что народонаселение планеты будет продолжать расти в ХХI веке, ГМР будут широко использоваться в странах «третьего мира». Однако необходим жесткий экологический контроль за последствиями их применения.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В агроэкосистемах, как и в естественных экосистемах, главным источником энергии является солнечный свет, а углерода – углекислый газ. Однако это антропогенные экосистемы, составом, структурой и функцией которых управляет человек. Он стоит на вершине экологической пирамиды и определяет по какой пищевой цепи направить большую часть энергии – по цепи «растение – человек» (производить растениеводческую продукцию), или по цепи «растение – скот – человек» (производить животноводческую продукцию). Человек определяет количество и качество первичной и вторичной биологической продукции: использует удобрения, полив, возделывает наиболее продуктивные культурные растения и разводит сельскохозяйственных животных, наиболее эффективно использующих корма. При этом он производит ту сельскохозяйственную продукцию, на которую есть спрос.
На управление агроэкосистемой, человек затрачивает много антропогенной энергии (на производство сельскохозяйственной техники, обработку почвы, производство и внесение удобрений, обогрев животноводческих помещений, перевозку кормов и навоза и т.д.). Однако доля антропогенной энергии в энергетическом бюджете любой агроэкосистемы мала, его основу составляют неисчерпаемые щедроты энергии солнца.
История сельского хозяйства знает немало примеров истощительных вариантов управления агроэкосистемами, которые вели к разрушение агроресурсов – почв и биологического разнообразия, загрязнению окружающей среды и производимой сельскохозяйственной продукции.
Агроэкология разрабатывает методы управления агроэкосистемами, которые позволяют сохранять агроресурсы и при этом получать достаточно много сельскохозяйственной продукции высокого качества. Для решения этой задачи в агроэкосистемах частично сохраняется экологическое равновесие за счет «зеленого каркаса» – части лесов (а если их мало или совсем нет, то лес сажают), лугов и степей, болот; вместо плуга используются рыхлители; минеральными и органическими удобрениями компенсируется вынос из почвы элементов питания и разрушение гумуса; в севообороты включаются культуры, восстанавливающие почву (многолетние травы, бобовые и сидераты); используются поликультуры и сортосмеси. Для защиты растений от вредителей, болезней и сорняков используются биологические методы и агротехника, хотя в некоторых случаях применяются гербициды. Чтобы травостой пастбищ не разрушался руководствуются нормативом пастбищной нагрузки. Для снижения затрат антропогенной энергии используется адаптивный подход: на каждую единицу затраченной энергии добиваются наибольшей отдачи биологической продукции.
Важным событием в истории сельского хозяйства была зеленая революция 60–70-х гг., сопровождавшаяся резким увеличением затрат антропогенной энергии на каждый гектар сельскохозяйственных угодий. Эта революция принесла биосфере немало бед, разрушив почву, загрязнив воду и обеднив флору и фауну.
Перед сельским хозяйством России стоит много задач. Чтобы идеи ресурсосбережения вошли в жизнь, нужно не только внедрить агроэкологические методы получения сельскохозяйственной продукции, но и разработать специальные экономические механизмы. Должна быть определена стоимость ресурсов и у них должен появиться хозяин, которому будет невыгодно их разрушать.
Индивидуальное задание
Темы рефератов:
1. Возможно ли сельское хозяйство при отказе от химии?
2. Роль леса и других естественных экосистем в структуре сельскохозяйственного ландшафта.
3. Основные сорные виды растений и возможности контроля засоренности с использованием экологически безопасных методов.
4. Севообороты и их экологическая роль.
Эти задания адресованы в первую очередь сельским школьникам, которые постоянно сталкиваются с вопросами сельскохозяйственной экологии, хотя исполнителем могут быть и городские школьники, проявляющие интерес к сельскому хозяйству. В каждой из тем, наряду с данными литературы, могут быть использованы результаты наблюдений в одном или нескольких сельскохозяйственных предприятиях.
Можно использовать следующую литературу:
Миркин Б.М., Злобин Ю.А. Растительные сообщества наших полей. М.: Знание, 1990. (Новое в жизни, науке, технике. Сер. Сельское хозяйство. № 1).
Миркин Б.М., Наумова Л.Г., Злобин Ю.А. Плодородие вашего участка (Советы фермеру и садоводу-любителю). М.: Знание, 1993. (Серия «Усадьба. Подворье. Ферма». № 1-2).
Скорняков С.М. Плуг: крушение традиций. М.: Агропромиздат, 1989. (В увлекательной форме автор рассказывает об эволюции системы обработки почвы, о «борцах против плуга» И.Е. Овсинском, Э. Фолкнере, Т.С. Мальцеве.)
Скорняков С.М. «Зеленая родословная». М.: Агропромиздат, 1989. (Рассказ об истории основных культурных растений.)
Яблоков А.В. Ядовитая приправа. М.: Мысль, 1990. (Книга содержит много фактического материала, который показывает пагубность системы применения пестицидов для сельскохозяйственных и естественных экосистем.)
Пругар Я., Пругарова А. Избыточный азот в овощах. М.: Агропромиздат, 1991. (В книге рассказывается о том, как можно снизить риск накопления нитратов в разных овощах.)