В условиях растущей континентальности климата в Украине и мире актуальной, даже острой проблемой сегодняшнего дня является поиск новых технологий выращивания сельскохозяйственных культур, адаптированных к изменяющимся погодным условиям, которые обеспечат стабилизацию урожайности и качества выращенной продукции по годам.
Что такое адаптативного потенциал?
Во адаптивным потенциалом культурных растений понимается их способность к выживанию, воспроизведения и формирования урожая в постоянно меняющихся условиях внешней среды. Адаптация проявляется комплексно и служит основой выживания вида в резко меняющихся условиях его местонахождения. Способность растений к адаптации считается проявлением форм надежности биологических систем — биогеоценозов, популяций, видов и организмов, реализацией их адаптивного потенциала в филогенетических и онтогенетических изменениях к условиям среды.
Адаптация высших растений к абиотическим факторам среды обеспечивается с помощью механизма предотвращения и толерантности. Первичная реакция растительного организма на действие любого экзогенного фактора направлена ??на предотвращение повреждения клеток, органов, тканей и, вероятно, является универсальной, характеризуется быстрой мобилизацией неспецифических защитных систем. Если влияние экзогенного фактора не превышает летального порога, наступает фаза адаптации. При этом механизмы адаптации включаются значительно позже наступления метаболических нарушений.
alt
Адаптация растений связана со специфическим воздействием факторов внешней среды, определяется, с одной стороны, их разновидностью, дозой, продолжительностью воздействия, с другой — биологическими особенностями вида, его функциональным состоянием. При отклонении условий внешней среды от оптимальных значений на разных этапах вегетации происходит саморегулирование продукционного процесса как отдельных растений, так и всего агрофитоценозов в целом, которое проявляется в приостановлении темпов роста и редукции отдельных составляющих производительности. При этом происходит частичная компенсация недостаточности одних составляющих элементов величины урожайности увеличением количества других. Так, например, изреженность продуктивного стеблестоя колосовых культур при благоприятных условиях может компенсироваться повышенной кустистостью растений, озерненисть колоса и наполненности зерна, а недостаточная озерненисть колоса — массой зерна, его качеством и др. Причем эти процессы растянутыми по времени вегетации, что усиливает адаптационные возможности растений.
В основе всех адаптационных возможностей растений лежит общий биологический закон — каждый живой организм должен оставить после себя (при любых условиях) жизнеспособное потомство.
На сегодня общепринятые технологии выращивания сельскохозяйственных культур еще не учитывают их естественную адаптивность, то есть приспособленность растений, агрофитоценозов в складных условий выращивания. Элементы этих технологий рассчитаны на средне-многолетние показатели погодных условий региона и не предусматривают изменчивости погодных условий. Поэтому они не являются достаточно действенным комплексным мероприятием повышения устойчивости агроценозов, их защиты от неблагоприятного воздействия природных факторов, стабильного получения высокой урожайности и качества зерна. Более того, они обусловливают нерациональные затраты средств и даже иногда негативное влияние на окружающую среду, в связи с чем требуют совершенствования.
Актуально в условиях неустойчивого увлажнения
Особенно актуальным является вопрос о переходе к адаптивным технологий выращивания в условиях недостаточного и неустойчивого увлажнения.
alt
Погодные условия конкретного года определяют способ и параметры основного и предпосевной обработки почвы, сроков сева, норм высева и глубины заделки семян, время проведения подкормок и их дозы, необходимость осуществления мер борьбы с сорняками, вредителями, болезнями, а также целесообразность проведения мероприятий по повышение качества продукции, время и способы сбора и т. д.
Так, оптимальные сроки сева как озимых, так и яровых культур, которые определяются погодными условиями, дают возможность для лучшего роста и развития растений, что в дальнейшем способствует формированию высокой их производительности. То есть адаптация растений в значительной степени зависит от своевременного проведения этого элемента технологии и правильного подхода в его проведении. В случае опоздания с севом компенсировать снижение урожайности в дальнейшем будет невозможно.
Таким образом, для повышения эффективности производства продукции растениеводства необходим переход к новым, адаптивных технологий, базирующихся на дифференцированном использовании природных ресурсов и адаптивного потенциала сортов. Такие технологии не могут быть постоянными и фиксированными, и могут изменяться в зависимости от условий внешней среды, от экономической ситуации на рынке с учетом экономического состояния хозяйства. Существующая же и повсеместно широко применяемая в современной агрономии практика ориентации на среднегодовую норму метеорологических условий, как правило, не является рациональной.
Урожай можно увеличить вдвое
Результатами исследований установлено, что при благоприятных погодных условиях научно обоснованные методы управления формированием урожайностью дают возможность в лесостепной и степной зонах повысить степень реализации биологического потенциала районированных и перспективных сортов пшеницы озимой (для примера) с 25-30% до 50-60%. Кроме того, установлено, что в каждой почвенно-климатической зоне Украины факторы погоды, которые влияют на формирование отдельных элементов структуры урожайности, действуют по-разному, но определяют при этом до 45-50% колебаний урожайности по годам. Таким образом, повышение уровня их использования до 50% создает предпосылки для удвоения производительности каждого гектара посева. Достичь этого можно с помощью разработки и внедрения адаптивных, гибких технологий, предусматривающих дифференциацию агротехнических приемов в зависимости от условий выращивания с использованием наработанных научных подходов и результатов исследований.
Преимущества адаптированной технологии выращивания перед традиционной заключаются в следующем: в алгоритм принятия технологических решений включается информация, которая по объему значительно превосходит знания отдельного специалиста и представляет собой коллективный опыт многих специалистов различных отраслей знаний, отраслей науки, а также количественные модели процессов, влияющих на формирование урожайности; возможность быстрого корректировки алгоритмов принятия решений в соответствии с новой появившейся, которую необходимо учитывать; исключаются ошибочные действия технолога; значительно уменьшается субъективизм при выборе параметров комплекса агротехнических мероприятий. Но истинная ценность адаптации элементов технологии для сельскохозяйственного предприятия проявляется только тогда, когда оно доведено непосредственно к каждому конкретному полю, на котором выращивается та или иная культура, с обязательным учетом имеющихся ограничений технологического, физического, биологического, экономического и организационного характера.
Важнее принятие не оптимальных, а рациональных решений
Созданные в предыдущие годы технологии не отвечают в полной мере требованиям настоящего времени. Таким образом, уже давно существует настоятельная потребность в определении четких критериев и способов дифференциации технологических процессов, что позволит применять в конкретных условиях производства наиболее эффективные агротехнические приемы с использованием новейшей техники.
altИтак, под адаптивной технологии для конкретных условий выращивания следует понимать совокупность организационных мероприятий и агротехнических приемов, направленных на наиболее рациональное использование природных ресурсов региона и возможностей онтогенетических и филогенетических функций всех организмов, входящих в агрофитоценозов. Важнейшей ее условием является системный, то есть многофакторный подход, обеспечивает рост производительности, сохранение энергетических и материальных ресурсов.
Наряду с требованиями зонального районирования при адаптации технологии необходимо учитывать неравномерное распределение абиотических и биотических факторов среды не только в пределах зоны, но и каждого севооборота хозяйства и даже поля. Эти факторы — температура, плодородие почвы, влагообеспеченность и другие, наряду с агротехническими, могут существенно повлиять на структуру фитоценоза, сроки прохождения растениями фенофазы, степень поражения болезнями и повреждения вредителями, заморозками и в конечном счете, на структуру, величину и качество урожая.
Таким образом, меняющиеся погодные условия, существующий дефицит материальных и энергетических ресурсов в стране и необходимость их рационального использования требуют перехода на адаптивные технологии выращивания, основанные на всестороннем учете биологических особенностей всех компонентов агрофитоценозов и факторов внешней среды. Тесное сотрудничество ученых и производственников дает возможность создания адаптивных моделей технологий в каждом хозяйстве. Такие технологии позволят нарастить валовое производство высококачественной продукции растениеводства.