Проблемы рационального использования удобрений и средств химической защиты растений в сельском хозяйстве России

Вид материала

Диссертация

Содержание Семеноводство и использование семенного материала, как Средства защиты растений и экология Интегрированная система Биологические методы защиты растений Предпосевная обработка семян

Подобный материал:

• Рабочая программа По дисциплине Основы механизации и электрификации схп для специальностей:, 321.81kb.
• К Регламенту предоставления микрозаймов, 64.73kb.
• Вопросы к итоговому государственному экзамену для студентов специальности 080502., 42.78kb.
• Мнистерство сельского хозяйства и продовольствия республики беларусь у. О. «Гродненский, 779.57kb.
• Повышение эффективности использования трудовых ресурсов в сельском хозяйстве региона, 693.19kb.
• Их средств защиты растений разработана Гипронисельхозом Минсельхоза СССР с участием, 242.9kb.
• Аллельно аналогичным работам математического моделирования экономических процессов, 185.44kb.
• Рентное регулирование и рациональное использование земельных ресурсов в сельском хозяйстве, 118.95kb.
• Система удобрений и схема возделывания зерновых в хозяйстве ОАО «Победа» Рубцовского, 308.13kb.
• Года. Период времени, кажется, не очень большой. Амежду тем за это время произошли, 791.01kb.

^ Семеноводство и использование семенного материала, как

главного звена для реализации генетического

потенциала и повышения окупаемости удобрений

Важнейшее значение имеет использование качественного посевного материала. Недаром гласит народная пословица, что «от плохого семени не жди доброго племени». Статистика свидетельствует, что в стране в течение многих десятилетий не решена задача посева высококачественными семенами.

Система промышленного семеноводства в СССР была создана после принятия Постановления Совета Министров СССР от 4 ноября 1976 года. Оно должно было отличаться высокой степенью специализации и концентрации производства семян, что характерно для общемировой тенденции развития отрасли. Проблема заключается не просто в семенах, использованных в отдельных хозяйствах, а в том, чтобы в масштабе страны, при возделывании всех сельскохозяйственных культур, было гарантировано применение высококачественных семян, которые обеспечивают получение высокого урожая культур с качественной продукцией, а значит, будет обеспечена высокая отдача использованных ресурсов, в том числе удобрений и средств защиты растений.

Семеноводство было превращено в мощный сектор растениеводства, обеспечивавший сельское хозяйство семенам лучших сортов и гибридов. Он отличался единой системой взаимосвязанных организационно-технологиче-ских, научно-методических, контрольных и управленческих структур.

С середины 80-х годов начала меняться общая стратегия развития сельского хозяйства. Система семеноводства стала разрушаться.

Уже в 1986 году не сортовыми семенами было засеяно 13 % площади зерновых культур, 10 % сахарной свёклы, 12 % льна-долгунца, 9 % подсолнечника, 40 % картофеля. В ряде областей эти показатели ещё хуже: в Астраханской области в 1985 году только 4 % площадей зерновых засеяны районированными семенами, в Ставропольском крае 36 % посевной площади сахарной свёклы, в Алтайском крае и Оренбургской области 14 и 14,8 % площадей картофеля. Имели место случаи посева не кондиционными семенами. Таковых в 1986 году по яровым зерновым было 8 %, подсолнечника -23 %, многолетних трав – 37 %. В настоящее время положение значительно хуже. Под урожай 2004 года использовано по стране только 2,5 % сертифицированного семенного картофеля.

Высев некондиционными семенами значительно снижает урожайность культур. Анализ данных по 64 субъектами Российской Федерации с качеством высеянных в них семян показывает, что такая корреляция очевидна. Урожайность находится в тесной отрицательной зависимости от доли высева некондиционными семенами. Аналогичная регрессия обнаружена и при анализе зависимости урожайности по регионам доли высева семян массовых репродукций.

Сегодня во всех регионах производители семян игнорируют научно-обоснованные рекомендации по размещению сортов. Широко возделываются сорта, не внесённые в Госреестр сортов. В 2004 году по стране ими было засеяно 18,3 % площадей под яровым культурами, в Северо-Западном регионе 32,4 %, в Дальневосточном регионе – 9,1 %. Высев запатентованных и рекомендованных сортов яровых культур в 2004 году составил 42,4 % по яровым культурам и 67,5 % по озимым зерновым культурам.

Вместе с тем, использование минеральных удобрений при возделывании зерновых культур позволяет получать семена с высокой полевой всхожестью. По исследованиям Вьюгиной Г.В. и Богдановой З.А. улучшение минерального питания увеличивало полевую всхожесть семян сорта Энита с 78 до 82 %, сорта Лада с 81 до 85 %, а выживаемость растений соответственно с 47 до 62 %, и с 61 до 77 % (2009 г.).

Сдерживающим фактором при возделывании многих культур является семеноводство. Например, производство отечественных семян кукурузы составляет всего 40 тыс. тонн (менее 40 % потребности), сахарной свёклы хватает на посев только 16 % площади. Площади под маточной свёклой в Российской Федерации сократились в 4,5 раза, а в отдельных областях (Липецкой, Курской и др.) в 7-10 раз. В 2008 году было закуплено 75 % сортов и гибридов семян сахарной свёклы иностранной селекции. В овощеводстве положение ещё хуже. В стране нет системы семеноводства, полностью отсутствует техника для уборки и подготовки семян.

Таким образом, даже самый ценный сорт не может проявить своих потенциальных возможностей, если посев проводить семенами низких сортовых и посевных кондиций, не соблюдать научно-обоснованных норм сортосмены и сортообновления. Не случайно в странах Евросоюза законодательно запрещено принимать к сертификации и реализовывать семена ниже второй репродукции (кроме льна-долгунца).


^ Средства защиты растений и экология

Главным сдерживающим фактором роста урожайности и в целом повышения эффективности земледелия (а значит и удобрений остаётся большая засорённость полей, причём самыми вредоносными сорняками – многолетними.

Рациональное использование всех факторов производства обеспечит получение высокой урожайности культур и реализацию их потенциала. Однако на практике достичь этого невозможно из-за высоких потерь от вредителей, болезней и сорняков. По оценке Продовольственной и сельскохозяйственной организации ООН (ФАО) вредные организмы приводят к потере до 30 % потенциального урожая различных сельскохозяйственных культур. Сегодня для трёх тысяч видов культурных растений известно около 30 тысяч видов возбудителей болезней, в том числе более 25 тыс. грибов, около 300 вирусов, 600 нематод, более 2 тысяч бактерий. Например, имеется примерно 100 основных возбудителей болезней пшеницы и риса, 60 – кукурузы, более 50 – ячменя.

В нашей стране имеется около 8 тысяч вредителей, вирусных, бактериальных, грибных болезней и нематод. Из более, чем одной тысячи видов сорных растений наиболее вредоносны для сельскохозяйственных культур 100 – 120.

После уборки урожая при транспортировке и хранении, по данным ФАО, теряется ещё от 5 до 25 % продукции. Суммарные потери урожая в развитых странах составляют около 40 %, а в развивающихся – более 50 %. Отсюда следует, что применение химических средств защиты растений позволяет сохранить биологический урожай и обеспечить высокие экономические показатели производства продукции.

Отрицательной стороной применения химических средств является их вредность. По мировой экологической статистике пестициды, тяжёлые металлы, радионуклиды, нефть и нефтепродукты относятся к экотоксикантам, составляющим так называемую «грязную дюжину». Загрязнение пестицидами составляет около 2 % общего загрязнения окружающей среды (Н. Фетваджиева, 1984 г.). Чтобы этот показатель не стал превалирующим в той или иной местности, нужно аккуратное и ответственное использование химикатов.

Большинство эколого-токсикологических проблем определяется низким коэффициентом полезного действия средств защиты растений. По данным разных учёных он колеблется от 0,03 до 60 %. Современные технические средства и технологии работы обеспечивают попадание и оседание препарата на растениях на 10 – 30 %. В молодых садах не более 10 % рабочего раствора попадает на листья деревьев и потери гербицидов достигают 90 %.

По данным академика В.Е. Соколова только 0,1 – 0,3 % фунгицидов и инсектицидов достигает цели и лишь 5-40 % гербицидов уничтожают сорняки.

Низкий коэффициент полезного действия заложен в самом методе химической защиты растений и технике его исполнения. Сейчас более 75 % пестицидов применяют путём опрыскивания.

Использование высокообъёмных опрыскивателей с гидравлическими распылителями приводит к тому, что 70 % и более объёма рабочей жидкости разбрызгивается в виде капель различного размера и не попадает на целевые объекты.

До 1992 года в России 70 % работ по химической защите растений осуществлялось наземным механизмами, а 30 % авиацией. С учётом неравномерности внесения пестицидов дозировки ядов завышаются примерно на 1/3. Это же наблюдается при низком качестве технических средств. Таким образом отклонение от научно-обоснованных доз внесения ядохимикатов приводит при передозировке к росту затрат, к травмированию растений, другим экологическим издержкам, а при недостаточной дозировке – к снижению эффективности, необходимости повторных обработок, которые способствуют развитию устойчивости к пестицидам вредных видов и загрязнению окружающей среды.

Таким образом, строгое соблюдение технологии применения химических средств защиты растений определяет экономическую эффективность защиты растений и экологичность мероприятий. Тесная взаимосвязь эффективности и экологичности проявляется в необходимости уменьшения дозировок многих пестицидов. Одновременно это отражается на том, что рациональное использование материальных ресурсов предопределяет получение высоких урожаев и высокую отдачу минеральных и органических удобрений. Но чтобы это произошло необходимо достаточное количество техники и квалифицированных исполнителей.

Существенным негативным следствием интенсивного использования химических средств защиты растений является развитие устойчивости к ним у вредных организмов. Так в 1951 году было зарегистрировано 16 устойчивых к пестицидам видов вредных насекомых и клещей, в 1968 году – уже 224, в 1980 году более 400, а в 200 году более 1100. Аналогичная картина наблюдается для фитопатогенных грибов и сорняков.

Развитие резистентности означает снижение эффективности пестицидов и вызывает необходимость увеличения доз препаратов, что ухудшает экономические показатели, требует увеличения дозы ядохимиката и сказывается на экологии и качестве продукции. В конце концов, развитие устойчивости вредителя делает применение против него пестицида бесполезным.

Резистентность к пестицидам в полевых популяциях в СССР ещё в 80-х годах 20-го века была установлена для 33 видов членистоногих, повреждающих сельскохозяйственные культуры. Возникает эта проблема и по отношению к фунгицидам. Отмечено проявление устойчивости для 8 видов фитопатогенов, зарегистрировано также распространение сорняков, устойчивых к гербицидам, особенно к препаратам группы 2,4 – Д.

Развитие резистентности к гербицидам может быть замедленно путём применения препаратов с разным механизмом действия, однако их подбор возможен лишь при наличии в хозяйствах высококвалифицированных специалистов, ведении своеобразного мониторинга, технической оснащённости и финансовой обеспеченности.

С интенсификацией сельскохозяйственного производства, увеличением доз вносимых удобрений и более широким применением средств защиты растений значительно возрастают требования к сортам культур с точки зрения их технологичности, а с другой стороны интенсивные технологии и загрязнение окружающей среды активно изменяют видовой состав популяций патогенов, их агрессивность и вирулентность. В связи с этим возникает необходимость привлечения в качестве исходного материала качественно новых форм, обладающих признаками, отвечающими современным требованиям. Выведение новых устойчивых к болезням сортов, позволит получать высокую урожайность и качественную продукцию, что обеспечит рациональное использование удобрений и средств защиты растений и их высокую окупаемость.

Не соблюдение севооборотов, нарушение агротехники возделывания культур чреваты серьёзными последствиями. Так высокая чувствительность высокобелковых бобовых культур к поражению фитопатогенами, а также накопление инфекции вследствие интенсификации и концентрации сельскохозяйственного производства создают реальные предпосылки для массового поражения растений болезнями. Этому способствует нарушение чередования культур и сокращение сроков ротаций севооборотов, внесение повышенных доз азотных удобрений, посев пожнивных культур. В итоге разрушаются механизмы, обеспечивающие гомеостаз в биоценозе. В таких условиях меняется и стратегия защиты растений, возникает необходимость в переходе от борьбы с комплексом вредных видов к управлению динамикой популяций, формированием и развитием экосистем. Например, резкое сокращение посевов люпина жёлтого и узколистного в 80-х годах в СССР и Польше было связано с массовым поражением их фузариозом. И только с привлечением источников устойчивости к фузариозу из Португалии и Испании остроту этой проблемы удалось снять. (Эпифитотия.)


^ Интегрированная система защиты растений предполагает выполнение следующих мер: обязательное протравливание семян перед посевом; комплекс агротехнических мероприятий (в том числе борьба с сорняками на окружающих полях); посев растений толерантных сортов; использование системных фунгицидов, возделывание культур в системах севооборотов и т.д.

По данным ВНИИ фитопатологии если комплексный эффект полной защиты растений принять за 100 %, то долевой вклад эффективности различных пестицидов следующий: 18 % - протравители, 39 % - гербициды, 22 % фунгициды, 21 % инсектициды.

Несмотря на высокую биологическую эффективность отдельно взятых протравителей, гербицидов, фунгицидов и инсектицидов (от 75 до 90 %), наибольший хозяйственный эффект можно получить только при их комплексном использовании.

При комплексном применении протравителей, гербицидов, фунгицидов и инсектицидов повышается не только урожайность, но возрастает качество продукции, а каждый рубль затрат на химическую защиту даёт прибавку до 4,5 рубля дополнительного дохода.

Если есть возможность надо планировать и все этапы защиты от всех видов вредных объектов, а их реализация позволит получать стабильные урожая качественной продукции, обеспечит чистоту полей от сорняков и приведёт к ежегодным, но минимальным затратам на систему защиты растений. То есть она окажется менее затратной, но более эффективной, чем разрозненные и бессистемные меры борьбы с сорняками вредителями и болезнями.

Защита растений от вредителей, болезней и сорняков является важнейшим звеном в системе по сохранению выращенного урожая и повышению эффективности используемых ресурсов, рациональному их использованию. Несмотря на то, что в мировой практике сейчас используется широчайший ассортимент средств, методов и приёмов защиты растений, потери сельского хозяйства от вредителей достигают значительных размеров (до 35 %) и оцениваются в мире на сумму около 90 млрд. долларов в год. В нашей стране эти потери велики и составляют около 28 % от потенциального урожая.

Интенсификация сельского хозяйства предъявляет к мероприятиям по защите растений от вредителей, болезней и сорняков особые требования. Интенсификация сельскохозяйственного производства предполагает усиление борьбы с сорняками, вредителями и болезнями растений. По данным разных источников в последние годы в стране в сильной и средней степени (150 – 200 сорняков на 1 м²) засорены посевы на 65 % площадей зерновых культур, 80 % - льна-долгунца, 55 % - подсолнечника, 60 % картофеля. При такой засорённости ежегодно выносится из почвы 10-11 млн. тонн питательных веществ, потери урожая (по нашим оценкам) в стране оцениваются в 75-90 млрд. руб. По нашим расчётам хозяйства РСФСР теряли из-за засорённости посевов в 1986-1990 гг. до 3,0 млн. тонн питательных веществ удобрений, вносимых под сельскохозяйственные культуры ежегодно. Это снижало урожайность культур на 10-15 %.

Необходимость уничтожения сорняков диктуется тем, что они в расчёте на единицу сухого вещества потребляют в 2-3 раза больше питательных веществ, чем культурные растения, они лучше приспособлены к условиям жизни, они первыми забирают из почвы то, что вносится в виде минеральных удобрений. Например, на создание 1 тонны сухой надземной массы яровая пшеница расходует 390 тонн воды, а горчица полевая – 500, ярутка полевая – 1000 тонн. Ещё в большей мере иссушают и обедняют почву многолетние сорняки (осот, бодяк, вьюнок полевой, молокан и др.). В этих условиях рациональное использование органических и минеральных удобрений просто невозможно.

Химическая защита растений от болезней, вредителей и сорняков до сих пор проводится недостаточно эффективно. Даже в самые благоприятные годы на каждую тонну туков у нас применялось 12 кг пестицидов, в то время как в США, ФРГ, Франции и других странах с высоко развитым сельским хозяйством – более 40 кг. По этой причине сохранялась высокая засорённость посевов, был высокий уровень заболеваемости растений, посевы поражались вредителями, а эффективность применения удобрений снижалась на 35-40 %. Если к этому добавить низкое качество выполняемых работ по внесению ядохимикатов из-за отсутствия современных опрыскивателей и другой техники, нарушения агротехнических сроков производимых операций, не всегда высокой квалификации исполнителей, то к этому надо добавить вредное воздействие на экологию.

Для снижения затрат на химические средства защиты растений, предотвращения гибели полезных насекомых, птиц и животных, защиты окружающей среды на всей площади сельскохозяйственных угодий, хозяйства должны руководствоваться экономическими порогами вредоносности. Использование экономических порогов вредоносности только на тех полях и насаждениях, где возникает угроза существенных потерь урожая, способствует сокращению расходов инсектицидов на 30 – 40 %.

Важнейшим резервом сохранения выращенного урожая должна стать интегрированная система защиты растений, учитывающая экономический порог вредоносности и использующая природные ограничивающие факторы наряду с применением всех других методов, удовлетворяющим экологическим, токсикологическим и экономическим требованиям.

Интегрированные системы защиты растений, основываются на следующих элементах:

– высокой агротехнике, включая использование специальных агротехнических приёмов по профилактике или подавлению развития отдельных вредных объектов;

– выращивание сортов растений, устойчивых к болезням и вредителям, а в перспективе использование генетических методов, феромонов, антифидингов и гормональных препаратов;

– использование приёмов, сохраняющих и активизирующих деятельность природных энтомофагов и других организмов, регулирующих численность вредителей, фитопатогенов и сорняков;

– использование активных мер подавления вредных организмов, прежде всего биологических и химических, на основе оценки ожидаемого развития вредителей и уровня экономического ущерба.

Практические успехи интегрированной борьбы с вредителями и болезнями связаны с насыщением систем защиты растений элементами агротехнической профилактики, и, прежде всего, с возделыванием сортов культурных растений, устойчивых к возбудителям заболеваний и вредным членистоногим. Не устойчивые сорта усиливают размножение многих видов вредителей. Так, при размножении стеблевого мотылька на растениях устойчивых к ним линий кукурузы, идёт массовое вымирание этого насекомого, в то время как на неустойчивых линиях отмечалась его выживаемость. Численная популяция вредителей, полученных на устойчивом и неустойчивом сортах, различалась в 30-40 раз. Классическим примером служат выведенные в нашей стране панцирные сорта подсолнечника, устойчивые к подсолнечной огнёвке. Использование сортов озимой пшеницы, устойчивой к гессенской мухе, сняло острейшую проблему защиты этой культуры в ряде зон страны.

Интегрированные системы защиты растений должны охватывать агротехнические, биологические, химические и другие методы. При этом особого внимания заслуживают иммунные сорта растений и биологические методы защиты.

^ Биологические методы защиты растений базируются на использовании естественных врагов вредных насекомых и сорняков. Одним из первых биологический метод в начале 80-х годов 19 века предложил использовать И.И. Мечников (споры плесневого гриба против хлебного жука). Сегодня биологический метод широко применяется во всём мире и за ним будущее.

Основные достоинства микробиологических средств защиты растений заключаются в следующем: высокая специфичность и одновременно широкий спектр действия; высокая экологичность; возможность решения с помощью микробиологических средств защиты растений проблемы устойчивости популяций насекомых вредителей и фитопатогенов к химическим пестицидам; высокая эффективность при правильном применении. Например, в Китае за счёт биометода использование пестицидов при возделывании хлопчатника снизилось на 90 %. В нашей стране биологический метод постепенно становится основным при санитарном воздействии на лесные экосистемы.

Созданный в России научный потенциал, накопленный производственный опыт, имеющаяся база для производства и применения биологических средств позволяют считать, что в сельском хозяйстве страны достигнутый уровень применения биологического метода защиты растений должен быть не только сохранён, но и существенно развит.

Таким образом, широкое и разумное использование всех средств борьбы с сорняками, вредителями и болезням сельскохозяйственных растений позволит поднять урожайность культур, сохранить качество полученной продукции и гарантировать высокую окупаемость используемых материальных ресурсов, в том числе минеральных удобрений.

^ Предпосевная обработка семян препаратами от болезней и вредителей является неотъемлемой частью интенсивных технологий возделывания сельскохозяйственных культур. Борьба с такими вредителями посевов зерновых, как саранча, клоп вредная черепашка и другие может сыграть решающую роль в сохранении урожая и его качества. Без применения средств защиты растений все остальные вложения могут оказаться бесполезным. Например, по данным НИИ фитопатологии, в 2006 году на озимой пшенице роль протравителей в сохранении урожая составил 18 %, а на ячмене – 27 %.

Протравливание семян ни в коем случае нельзя исключать из технологии. Оно защищает их от плесневения и других инфекций, и, в первую очередь от корневых гнилей. Их покорить селекционерам пока не удаётся. Это связано с тем, что специфической устойчивости к ним не обнаружено, есть только не специфическая, но она никогда не бывает высокой. Именно поэтому протравливание сейчас и в будущем останется актуальным и дешёвым приёмом для оздоровления семенного материала.

Предпосевная обработка семенного материала необходима потому, что всё зерно, которое засыпается на хранение является носителем бактериальной и грибной инфекции. Например, плесневых грибов. Исследования ВНИИХСЗР показали, что семена хлебных злаков в разной степени инфицированы патогенами уже при обмолоте, и, особенно, полеглых хлебов. Это гельминтоспориозы, фузариозы, септориозы, альтернариозы, кладоспориоз и др. Весной при посеве семена оказываются под двойным воздействием – семенной инфекции и почвенной.

Предпочтение при протравливании следует отдавать комбинированным препаратам. Они обладают широким спектром действия фунгицидной активности за счёт наличия двух и более действующих веществ с разным механизмом действия. Они могут применяться как на зерновых, так и на технических культурах, что очень важно. Их использование позволяет исключить резистентных штаммов патогенов.

Полнота протравливания семян должна составлять не менее 90 %. Допустимое содержание протравителя на зерновке 100-105 %.