Земледелие России. Законы и системы земледелия, севооборот и обработка почвы, а также сорняки и меры борьбы с ними

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

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-тех­ничecкими 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 «гомеопатичес­ких дозах».

Закон минимума.

Данный закон 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 для наглядной демонстрации закона минимума использовали так называемую «бочку Добенека», клетки которой условно обозна­чают отдельные факторы жизни растений. Они неодинаковы по вы­соте, каждая соответствует наличию определенного фактора. Пунктиром показан максимально возможный урожай растений при оптимальном наличии всех факторов (бочка заполнена доверху). 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 очевид­нocть 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 используют данные опыта, проведенного Гельриге­лем и неоднократно подтверж­денного другими исследователя­ми. В этом опыте растения ячме­ня выращивали в стеклянных со­судах, заполненных одной и той же плодородной почвой. Все ус­ловия выращивания растений, кроме влажности почвы в сосу­дах, были одинаковыми. Влаж­ность почвы определяли по пол­ной влагоемкости, которая соот­ветствовала уровню влажности 100 %. В каждом из 8 сосудов влажность была различной и со­ставляла 5, 10,20, 30, 40, 60, 80 и 100 %. После окончания опыта уро­жайность в зависимости от влажности возрастает или уменьшается. 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.

Закон действия факторов жизни растений.

Этот закон 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, P₂0₅­ - 0,6, К₂О - 0,4, Mg - 2,0 на 1 мм осадков. Последующими исследованиями было установлено, что форму­ла Э. Митчерлиха не универсальна, 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 зна­чение для практики земледелия. В этой связи В. Р. Вильямс ука­зывал, что прогресс возможен лишь, когда наше воздействие на условия, в которых протекает это сложное производство, направ­лено одновременно на весь их комплекс. Этот комплекс усло­вий представляет одно органи­ческое целое, все элементы кото­рого неразрывно связаны.

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. Адап­тивно-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. Соблюдение и выполнение законов земледелия. Действие законов основано на методологии использования системного метода. Цен­ность системного метода заключается в том, что он позволяет на­правленно влиять на процессы формирования урожая и плодородие почвы. При этом создается возможность быстро находить техноло­гические решения, исключая одностороннее необоснованное увле­чение какими-либо отдельными приемами. Еще К. А. Тимирязев отмечал, что одностороннее увлечение какой-либо идеей, точкой зрения нигде не может принести большего вреда, чем в земледелии. Для того чтобы принимаемые решения были близки к оптималь­ным, необходимо иметь достаточно достоверные представления о всех возможных прямых и косвенных, близких и отдаленных фак­торах, связанных с урожайностью культур и качеством продукции, плодородием почвы, экологическими последствиями и охраной ок­pyжaющeй среды.

В практике сельскохозяйственного производства достаточно примеров в области земледелия, когда при несоблюдении и нару­шении законов земледелия не получали положительных результа­тов. К ним следует отнести необоснованную мелиорацию, химиза­цию, интенсивные технологии, реформирование АПК. Взятые без учета взаимных, системных связей факторы и приемы казались вполне обоснованными, крайне необходимыми, экологически оп­равданными, а в итоге часто приводили к отрицательным результа­там функционирования сельскохозяйственного производства. Кроме того, необходимо учитывать, что состояние сельского хо­зяйства оказывает огромное влияние на все стороны жизни обще­ства и страны в целом. Следует напомнить о продовольственной не­зависимости и о самообеспечении продуктами питания. Законы земледелия проявляются в условиях производства во всеобщем законе сохранения вещества и энергии, в системе чело­век - природа. Попытки решить вопросы без научного обоснова­ния, обойти или игнорировать объективные экономические и при­родные законы всегда заканчивались неудачно.