Глава 15 управление экологическим риском в сельском хозяйстве

В России, как и во всем мире, существует громадное разнооб­разие типов сельскохозяйственных систем, обусловленное природ­ными условиями и применяемыми агротехнологиями. Такие систе- мы определяются как агроэкосистемы. Управление агроэкосисте-мами связано с обработкой почвы, внесением агрохимикатов, ис­пользованием осушительных и оросительных мелиорации. В про­стейших системах земледелия агротехнические операции сводятся последовательно к несложной подготовке почвы к посеву, заделы­ванию зерна во влажную почву, борьбе с сорняками и вредителя­ми, сбору и переработке урожая и сохранению части его в качестве семян для следующего сельскохозяйственного года. С другой сто­роны, в сложных системах уровень технологии чрезвычайно высок. Например, в польдерах Нидерландов осуществляется управление оптимальным режимом развития растений. Уровень капиллярной каймы грунтовых вод регулируется таким образом, чтобы корни культурных растений постоянно находились в этой зоне, не выше и не ниже, а питательные вещества в почве были бы доступны рас­тению в необходимом, но не чрезмерном количестве. Соответст­венно и урожаи, получаемые в различных агроэкосистемах, разнят­ся в десятки раз.

В зависимости от природных факторов и способов ведения хо­зяйства сильно варьируют и животноводческие системы. Кроме того, известно большое количество комбинаций типов земледелия и животноводства.

Несмотря на свое разнообразие, для сельскохозяйственных сис­тем характерна одна общая особенность: все они оказали и продол­жают оказывать глубокое воздействие на экосистемы и ландшафты. В процессе развития агроэкосистем преобразуется растительность: от естественного покрова — к пашне или пастбищу. В земледельческих системах происходит трансформация естественного, флори­стически богатого растительного покрова часто многоярусного, к единственной для данного сезона или года культуре или к севообо­роту с ограниченным набором сельскохозяйственных растительных видов. Это сопровождается существенным упрощением всех ком­понентов агроэкосистем.

Известно, что естественные экосистемы отличаются высокой степенью замкнутости баланса органического вещества и других компонентов. Разность между приходной и расходной частями ба­ланса вещества в природной системе за год не превышает 1 %, что меньше обычного. Это было отмечено В.И. Вернадским еще в на­чале XX в. (см. гл. 1). За счет этой малой доли и происходит на­правленная эволюция естественных систем. В сельскохозяйствен­ных же системах цикл вещества разомкнут: вещество забирается человеком из системы в виде урожая, а семена, органические и ми- неральные удобрения и пестициды в нее вносятся. Вынос вещества составляет десятки процентов (обычно 40—80 %) от годовой про­дукции биомассы. При этом чем продуктивнее агроэкосистема, тем больше отчуждение продукции и тем система более неустойчива. Антропогенный привнос веществ в агроэкосистему оказывается на один-два порядка больше их естественного поступления. Таким образом система коренным образом трансформируется.

В наибольшей степени изменяются природные биогеохимиче­ские циклы питательных элементов — биофилов, — к числу кото­рых прежде всего относят азот и фосфор. Именно они, как прави­ло, содержатся в почвах в количествах, недостаточных для получе­ния необходимого урожая, и вносятся в агроэкосистемы с мине­ральными и органическими удобрениями. Нарушение этих циклов сопровождается рядом негативных экологических процессов. В еще большей степени эти процессы связаны с применением пестицидов, подавляющая часть которых не имеет природных биогеохимических циклов (см. гл. 6). Такие нарушения приводят к возрастанию веро­ятности экологического риска, что отражается на состоянии самих агроэкосистем, формируемых биогеохимических пищевых цепей и здоровье человека, замыкающего большинство этих цепей.