Деннис Тейлор – Биология. В 3-х томах. Т. 3 (страница 107)

12.8.2. Сев

После уборки стерня обрабатывается гербицидами, таким, например, как паракват, с целью уничтожения всех сорняков. Используя сеялку, способную взламывать ненарушенную почву, можно непосредственно производить посев в нераспаханную землю и тем самым избежать расходов на вспашку (сэкономив, например, горючее).

12.8.3. Севооборот

Исторически сложилось так, что земледелие в Великобритании основывается на трехгодичном цикле: озимая пшеница сменяется яровой, а затем поле оставляют на год невозделанным, чтобы сохранить или восстановить утраченное плодородие. По мере развития производства корнеплодов и осознания важности бобовых (как фиксаторов азота и создателей "зеленого удобрения") начал формироваться четырехгодичный цикл, включающий последовательное выращивание на одном поле корнеплодов, пшеницы дикорастущих трав (или бобовых) и ячменя. Иногда этот цикл модифицируют, включая в него более широкий спектр возделываемых культур, например капусту или сахарную свеклу. Чередование культур не только поддерживает плодородие почвы, но также препятствует развитию вредителей. Однако с введением в практику сельского хозяйства пестицидов стало возможным возделывание моно-культур. При этом достигается очень интенсивное сельскохозяйственное производство за счет успешного выращивания из года в год одной культуры на том же самом участке земли.

На впервые осваиваемых (а в развивающихся странах и на давно освоенных) территориях может использоваться система, известная под названием подсечно-огневого земледелия. Такая система основывается на вырубке и выжигании всей существующей на данной территории растительности, что приводит к возвращению в почву важных минеральных компонентов питания. Расчищенная подобным образом площадь используется для земледелия непрерывно в течение нескольких лет, до тех пор пока плодородие почвы не падает. Затем участок этот забрасывается по крайней мере на несколько лет, а выращивание сельскохозяйственных культур переносится в новые места. Земледелие такое обычно смешанное, т. е. несколько разных культур выращиваются бок о бок на одном участке.

12.8.4. Сбор урожая

Способ сбора урожая определяется типом выращиваемой культуры и может варьировать от жатвы с помощью самых современных комбайнов до ручного сбора фруктов. Урожай собирается тогда, когда по опыту он достигает необходимой стадии зрелости. При этом в случае зерна учитывается содержание в нем влаги, а в случае сбора фруктов необходимо предусмотреть те изменения, которые произойдут в плодах до момента попадания их на рынок. При современной технологии зерно, однако, может быть искусственно высушено до необходимого уровня. Собранный урожай отправляется либо непосредственно покупателю или на перерабатывающую фабрику (так поступают, например, с сахарной свеклой), либо помещается в хранилище.

12.8.5. Хранение

Основные задачи, возникающие при хранении урожая, связаны с предотвращением (или хотя бы сокращением масштабов) его порчи в ходе ожидания момента, удобного для продажи. Главные потери определяются вредом, наносимым насекомыми и грибами. Особенности хранения зависят от вида продукции; это могут быть силосные башни и элеваторы для злаковых, бурты для картофеля и корнеплодов, специальные хранилища для фруктов.

Было выяснено, что продолжительность хранения фруктов находится в обратной зависимости от интенсивности их дыхания, которую можно снизить, помещая фрукты в холодильник или в некоторых случаях продувая хранилище воздухом, обогащенным диоксидом углерода (10%). Ускорить же созревание и сократить время хранения можно, используя этилен, который, кстати сказать, выделяется самими зреющими фруктами. В воздух, циркулирующий в картофелехранилищах, добавляются также различные летучие вещества, препятствующие прорастанию клубней, а в хранилищах фруктов используются фунгициды — вещества, подавляющие рост грибов.

12.8.6. Контроль за сорняками

Сорняк можно определить как растение, произрастающее "не там, где надо". Для сорняков характерно быстрое прорастание и рост, кроме того, они продуцируют большое число семян, способных долго находиться в покоящемся состоянии и сохранять при этом хорошую всхожесть. Взрослые сорняки бывает трудно уничтожить, поскольку наличие длинного стержневого и боковых придаточных корней, а также быстрая регенерация нарушенных тканей позволяют им эффективно противостоять обработке мотыгой, выеданию фитофагами и действию контактных гербицидов. Благодаря таким свойствам сорняки способны успешно конкурировать с культурными растениями (особенно на стадии проростков) за влагу, биогенные элементы и свет, что приводит к значительному снижению урожая. На стадии уборки урожая сорняки, кроме того, засоряют зерно своими собственными семенами.

12.8.7. Гербициды

Одной из задач, давно стоявшей перед сельскохозяйственной наукой, было увеличение урожая зерновых культур с помощью растительных гормонов. Использование ауксина привело к открытию гербицидного действия феноксиуксусных кислот, таких, например, как метилхлорфеноксиуксусная кислота. В настоящее время разработано много различных гербицидов, значительно более совершенных, чем старые "контактные" гербициды вроде хлората натрия. Эти новые вещества, называемые "системными гербицидами" (поскольку они переносятся по проводящим системам растений), обладают нередко селективным действием. Так, например, паракват и дикват, проникая внутрь растения, воздействуют на процесс фотосинтеза и могут быть использованы для уничтожения сорняков, находящихся среди древесных насаждений. Другие гербициды, например атразин и симазин, остаются в почве и препятствуют прорастанию семян.

12.8.8. Инсектициды

Действие инсектицидов, как и других пестицидов, чаще всего основано на ингибировании каких-либо метаболических процессов. Инсектициды весьма значительно различаются по своему составу, эффективности, способу и скорости воздействия, а также по применяемым дозам. В идеальном варианте диапазон их действия должен быть ограничен стро-го определенной группой организмов (табл. 12.21).

Таблица 12.21. Примеры трех основных типов инсектицидов и характеристика их использования

12.8.9. Пестициды и окружающая среда

Пестициды — это химические вещества, используемые для борьбы с вредителями, т. е. организмами, которые, по мнению человека, непосредственно затрагивают его интересы. Таким образом, пестициды — широкое понятие, включающее в себя гербициды, уничтожающие растения; инсектициды, уничтожающие насекомых; фунгициды, уничтожающие грибы и т.д. Большинство пестицидов — яды, вызывающие гибель нежелательных видов, но, как правило, к пестицидам относят также ингибиторы роста, и вещества, приводящие к стерилизации организмов. В Великобритании пестициды обычно используют в сельском хозяйстве при выращивании урожая; однако широко используются они и для защиты запасов продуктов питания, а также древесины, шерсти и других природных материалов. Во многих странах пестициды широко применяются в лесном хозяйстве и при борьбе с переносчиками различных заболеваний человека и животных (см., например, разд. 12.3.8). Пестициды используют по всему свету в самых разнообразных местообитаниях. Наиболее стойкие из них распространяются по всему земному шару, и их обнаруживают даже там, где они никогда не применялись, например в открытом океане или в высоких широтах. Таким образом, большая часть живых существ на земле контактирует с пестицидами. Конечно, человек давно уже употреблял природные органические пестициды (примером может служить пиретрум, получаемый из растения с таким же названием) или некоторые неорганические вещества, например CuSО₄ (входящий в состав бордосской жидкости, используемой в виноградарстве), но наиболее широкое распространение новых синтезированных органических веществ (а к ним относится примерно 90% всех известных пестицидов) — это уже завоевание эпохи, наступившей после второй мировой войны. Понятно, что по всей планете организмы любого вида не сталкивались в ходе своей эволюции с такими веществами, которые теперь фактически стали новым фактором среды. Экологические последствия применения пестицидов предсказать трудно, что делает задачу изучения их чрезвычайно важной и интересной. Пока, к сожалению, мы не можем до конца оценить побочные результаты широкого применения пестицидов, такие, например, как уничтожение видов, с которыми не предполагалось вести борьбу, выработка устойчивости к пестицидам у видов-вредителей и хроническое воздействие пестицидов на человеческие популяции.

Наиболее важные экологические характеристики пестицидов — это токсичность, устойчивость, неспецифичность и независимость силы воздействия от плотности контролируемой популяции. Токсичность и устойчивость взаимосвязаны; проявляется это в том, что вещество, вызывающее летальный исход, но неустойчивое во внешней среде, со временем может оказаться менее эффективным, чем вещество, обладающее сублетальным действием, но являющееся более устойчивым. Объясняется это тем, что у такого устойчивого, но не очень ядовитого вещества больше шансов включиться в пищевые цепи и превратиться в ходе метаболизма в более токсичную форму, или же (что более вероятно)-накопиться в верхних звеньях пищевых цепей (см. разд. 12.3.8). Применение пестицидов в форме распыляемых порошков и разбрызгиваемых жидкостей приводит к их широкому распространению в воде и в воздухе, а тем самым и к включению в пищевые цепи там, где их применение даже и не предполагалось. Хлорорганические соединения (например, ДДТ), отличающиеся высокой устойчивостью и растворимостью в жирах, пожалуй, наиболее распространенные из всех пестицидов. Следы хлорорганических соединений обнаружены не только в организмах всех видов птиц, обитающих на Британских островах, но и, что гораздо более знаменательно, — в телах пингвинов, обитающих в Антарктиде.