النظم البيئية الزراعية ومكوناتها. طرق زيادة قدرة الزراعة المحلية على مواجهة الظروف البيئية غير المواتية طرق زيادة إنتاجية النظم الإيكولوجية الزراعية

اتفاقية استخدام مواد الموقع

نطلب منك استخدام الأعمال المنشورة على الموقع للأغراض الشخصية حصريًا. يحظر نشر المواد على مواقع أخرى.
هذا العمل (وجميع الأعمال الأخرى) متاح للتنزيل مجانًا تمامًا. يمكنك أن تشكر عقليًا مؤلفها وفريق الموقع.

إرسال عملك الجيد في قاعدة المعرفة أمر بسيط. استخدم النموذج أدناه

سيكون الطلاب وطلاب الدراسات العليا والعلماء الشباب الذين يستخدمون قاعدة المعرفة في دراساتهم وعملهم ممتنين جدًا لك.

وثائق مماثلة

مفهوم النظام البيئي الزراعي، وتحسين هيكل النظم البيئية الزراعية، والمصادر التلوث الكيميائيالنظم الإيكولوجية الزراعية، والخلل البيئي في الروابط الوظيفية في النظم الإيكولوجية الزراعية. تقييم حالة النظم الإيكولوجية الزراعية الروسية فيما يتعلق بالملوثات.

تمت إضافة الدورة التدريبية في 13/11/2003


أوجه التشابه والاختلاف بين النظم الإيكولوجية الطبيعية والنظم الإيكولوجية الزراعية. هيكل التكاثر الزراعي والنباتات المزروعة المكون الرئيسيفي التكاثر الزراعي. خطر فقدان التنوع البيولوجي على مستوى المحيط الحيوي والحاجة إلى نهج متكامل للنظام البيئي الزراعي.

أطروحة، أضيفت في 09/01/2010


تنفيذ المراقبة البيئيةالنظم الإيكولوجية الزراعية في منطقة غاتشينا منطقة لينينغراد. تقييم اتجاه وشدة عمليات تدهور التربة ووضع تدابير للحد من التأثير البشري على النظم الإيكولوجية الزراعية في المنطقة.

تمت إضافة الدورة التدريبية في 29/12/2014


مقارنة النظم البيئية الطبيعية والبشرية وفقا لميلر. الهدف الرئيسي للنظم الإيكولوجية الزراعية، اختلافاتها الرئيسية عن تلك الطبيعية. مفهوم وعمليات التحضر. المناطق الوظيفية للنظام الحضري. بيئة النظم الحضرية ومشكلات استغلال الموارد الطبيعية.

الملخص، تمت إضافته في 25/01/2010


مفهوم وهيكل وأنواع النظم البيئية. الحفاظ على النشاط الحيوي للكائنات الحية وتداول المادة في النظم البيئية. ملامح تداول الطاقة الشمسية. المحيط الحيوي كنظام بيئي عالمي؛ التفاعل بين الكائنات الحية وغير الحية، والهجرة الحيوية للذرات.

تمت إضافة الدورة التدريبية في 07/10/2015


الرطوبة وتكيف الكائنات الحية معها. أنواع العلاقات بين الكائنات الحية في التكاثر الحيوي. نقل الطاقة في النظم البيئية. التخصص الغذائي وتوازن الطاقة للمستهلكين. التأثير البشري على الغلاف الصخري. عمليات التعرية المائية والرياح.

الملخص، تمت إضافته في 21/02/2012


تداول المواد الكيميائية من البيئة غير العضوية. جوهر الدورة (الجيولوجية) الكبيرة. وصف لتداول المواد في المحيط الحيوي باستخدام مثال الكربون والنيتروجين والأكسجين والفوسفور والماء. التأثيرات البشرية على البيئة الطبيعية.

أزمة الحضارة الزراعية والكائنات المعدلة وراثيا جلازكو فاليري إيفانوفيتش

الطرق التقليدية الواسعة لزيادة إنتاجية النظم الإيكولوجية الزراعية

المشكلة الأخلاقية الرئيسية للتطور البشري هي الجوع

واحدة من اتجاهات التنمية الرئيسية مجتمع انساني- الزيادة المستمرة في مستوى الإنتاج، وفي نهاية المطاف - إنتاجية العمل. وهذا سمح للإنسان عبر تاريخه بزيادة "قدرة بيئته" تدريجيًا. ومع ذلك، إذا كان هذا يوضح القوة الكاملة للعقل البشري، فإنه عند ملء السعة المتزايدة للبيئة، يتصرف الإنسان العاقل مثل أي نوع بيولوجي آخر. وتملأ الأنواع هذه القدرة إلى مستوى تصبح عنده العوامل البيولوجية منظمات مرة أخرى. وهكذا، ووفقاً لتقديرات الأمم المتحدة في عام 1985، كان الموت بسبب الجوع يهدد ما يقرب من 500 مليون إنسان، أو ما يقرب من 10% من سكان العالم؛ ففي عام 1995، كان حوالي 25% من السكان يعانون من الجوع الدوري أو المستمر. الجوع هو العامل التطوري الرئيسي للبشرية.

تم تقديم مساهمة كبيرة في فهم خطر المجاعة من خلال عمل منظمة دولية غير حكومية تسمى "نادي روما"، تم إنشاؤها في الستينيات من القرن العشرين بمبادرة من أوريليو بيتشي. قام نادي روما بتطوير سلسلة من النماذج المكررة على التوالي، والتي مكنت دراستها من النظر في بعض السيناريوهات للتطور المحتمل لمستقبل الأرض ومصير البشرية عليها. نتائج هذه الأعمال أثارت قلق العالم كله. أصبح من الواضح أن طريق تطور الحضارة الموجه نحو الزيادة المستمرة في الإنتاج والاستهلاك يؤدي إلى طريق مسدود، لأنه لا يتوافق مع الموارد المحدودة على الكوكب وقدرة المحيط الحيوي على معالجة وتحييد الصناعة يضيع. ويسمى هذا التهديد للمحيط الحيوي للأرض بسبب اختلال استقرار النظم البيئية بالأزمة البيئية. منذ ذلك الحين، سواء في الأدبيات العلمية أو في الصحافة العامة أو في وسائل الإعلام وسائل الإعلام الجماهيريةتتم مناقشة المشكلات المختلفة المتعلقة بالتهديد المتمثل في حدوث أزمة بيئية كوكبية وعالمية باستمرار.

رغم أنه بعد نشر أعمال نادي روما، خرج كثير من المتفائلين بـ«تفنيدات» و«إيحاءات»، ناهيك عن النقد العلمي لتنبؤات النماذج العالمية الأولى (وفي الواقع ليست مثالية تماما مثل أي نموذج (نظام معقد)، بعد 20 سنة من الممكن ذكر المستوى الحقيقي لسكان الأرض، التأخر في إنتاج الغذاء عن نمو الطلب عليه، مستوى التلوث بيئة طبيعيةوتبين أن الزيادة في معدل الإصابة والعديد من المؤشرات الأخرى كانت قريبة مما تنبأت به هذه النماذج. وبما أن علم البيئة أصبح علمًا يمتلك المنهجية والخبرة في تحليل النظم الطبيعية المعقدة، بما في ذلك تأثير العوامل البشرية، فقد أصبحت الأزمة التي تنبأت بها النماذج العالمية تسمى "إيكولوجية".

وعلى الرغم من أن مساحة اليابسة تبلغ نصف حجم المحيطات، فإن إنتاج الكربون الأولي السنوي لأنظمتها البيئية يزيد عن ضعف إنتاج المحيطات (52.8 مليار طن و24.8 مليار طن، على التوالي). ومن حيث الإنتاجية النسبية، فإن النظم الإيكولوجية الأرضية أعلى 7 مرات من إنتاجية النظم الإيكولوجية للمحيطات. ويترتب على ذلك، على وجه الخصوص، أن الآمال في أن يسمح التطوير الكامل للموارد البيولوجية للمحيطات للبشرية بحل مشكلة الغذاء ليست مبررة تمامًا. من الواضح أن الفرص المتاحة في هذا المجال ضئيلة - حيث أن مستوى استغلال العديد من مجموعات الأسماك والحيتانيات وذوات الأقدام يقترب من المستوى الحرج بالنسبة للعديد من اللافقاريات التجارية - الرخويات والقشريات وغيرها، بسبب الانخفاض الكبير في أعدادها في السكان الطبيعيين، أصبح تربيةهم في المزارع البحرية المتخصصة مربحة اقتصاديا، وتطوير تربية الأحياء البحرية. الوضع هو نفسه تقريبا مع الطحالب الصالحة للأكل، مثل عشب البحر (الأعشاب البحرية) والفوكس، وكذلك الطحالب المستخدمة صناعيا لإنتاج أجار أجار والعديد من المواد القيمة الأخرى (روزانوف، 2001).

تسعى البلدان النامية والبلدان التي تمر اقتصاداتها بمرحلة انتقالية في المقام الأول إلى تحقيق الاستقلال الغذائي. إنهم يريدون إنتاج الغذاء بأنفسهم، وعدم الاعتماد على بلدان أخرى، لأن الغذاء ربما يكون السلاح السياسي الأعظم وسلاح الضغط في العالم. العالم الحديث(على سبيل المثال، روسيا، التي تستورد ما يصل إلى 40 في المائة من المواد الغذائية). لمضاعفة إنتاج الغذاء والقضاء على الاعتماد، هناك حاجة إلى تقنيات جديدة، ومعرفة الجينات التي تحدد الإنتاجية وغيرها من الأمور المهمة خصائص المستهلكالمحاصيل الزراعية الرئيسية . وسيكون هناك أيضًا عمل جاد يتعين القيام به لتكييف هذه المحاصيل مع الظروف البيئية المحددة لهذه البلدان. وبعبارة أخرى، يتعين علينا أن نعتمد على الكائنات المعدلة وراثيا أو المعدلة وراثيا، التي تكون زراعتها أرخص بكثير وأقل تلويثا ولا تتطلب مشاركة مناطق جديدة.

كان العالم لا يزال غير كامل، ولا يزال كذلك. انعقد مؤتمر الغذاء العالمي الأول منذ أكثر من ثلاثين عاما، في عام 1974. وتشير التقديرات إلى أن هناك 840 مليون ضحية لسوء التغذية المزمن في جميع أنحاء العالم. ورغم مقاومة الكثيرين، أعلنت لأول مرة “ حق غير قابل للتصرفالتحرر من الجوع."

وقد تم تلخيص نتائج تنفيذ هذا الحق في منتدى الغذاء العالمي في روما بعد 22 عاما. وسجل انهيار آمال المجتمع الدولي في الحد من الجوع، حيث ظل الوضع على جبهة الحرب ضد هذا الشر الاجتماعي دون تغيير. وفي هذا الصدد، حدد اجتماع روما أهدافاً أكثر تواضعاً، وهي خفض عدد الجياع بحلول عام 2015 إلى 400 مليون شخص على الأقل.

ومنذ ذلك الحين، أصبحت هذه المشكلة أسوأ. وكما أشار تقرير الأمين العام للأمم المتحدة كوفي أ. عنان "منع الحروب والكوارث"، فإن مستوى الكفاف اليوم يزيد عن 1.5 مليار شخص. - أقل من دولار في اليوم، 830 مليوناً يعانون من الجوع. للفترة 1960-2000. وارتفع إنتاج جميع أنواع المنتجات الزراعية من 3.8 مليار إلى 7.4 مليار طن، إلا أن كمية الغذاء المنتجة في المتوسط ​​للفرد ظلت دون تغيير (1.23 طن/فرد). وفي الوقت الحالي، يعاني ما يقرب من نصف سكان العالم من سوء التغذية، ويعاني ربعهم من الجوع. في بلدان أوروبا الغربية وأمريكا الشمالية واليابان، حيث ينتشر التكثيف الكيميائي والتكنولوجي على نطاق واسع زراعةوهي موطن لأقل من 20٪ من سكان العالم، من حيث كل شخص، يتم استهلاك موارد أكثر بـ 50 مرة مقارنة بالدول النامية ويتم إطلاق حوالي 80٪ من جميع النفايات الصناعية الخطرة في البيئة (تقرير لجنة منظمة الصحة العالمية)، والتي يضع الجميع على شفا كارثة بيئية إنسانية.

تعتبر الزراعة نشاطًا إنسانيًا فريدًا يمكن اعتباره فنًا وعلمًا في نفس الوقت. و دائما الهدف الرئيسيواستمر هذا النشاط في زيادة الإنتاج الذي وصل الآن إلى 5 مليارات طن سنويا. ولإطعام العدد المتزايد من سكان العالم، يجب أن يرتفع هذا الرقم بنسبة 50% على الأقل بحلول عام 2025. ولكن المنتجين الزراعيين لن يتمكنوا من تحقيق مثل هذه النتيجة إلا إذا تمكنوا من الوصول إلى الأساليب الأكثر تقدماً لزراعة الأصناف الأعلى إنتاجية من النباتات المزروعة في أي مكان في العالم. وللقيام بذلك، يتعين عليهم أيضًا إتقان أحدث الإنجازات في مجال التكنولوجيا الحيوية الزراعية، وخاصة إنتاج وزراعة الكائنات المعدلة وراثيًا.

من كتاب براناياما. طريقة واعية للتنفس. مؤلف غوبتا رانجيت سين

1.4. الخطوط الجوية الجيوب الفكية والبلعوم والحنجرة والأجزاء خارج الصدر (فوق الصدر) من القصبة الهوائية، وما إلى ذلك، تنقل تدفق الهواء من البيئة وصولاً إلى الحويصلات الهوائية عبر البوابات التنفسية للجسم، وكذلك الأنف والفم. ، يتم تعريفها على أنها

من كتاب حياة براري الغابة مؤلف سيرجيف بوريس فيدوروفيتش
من كتاب علم الحياة الجديد مؤلف شيلدريك روبرت

7.3. تغير مسارات التشكل في حين أن العوامل المؤثرة على تكوين الأجنة تنتج تأثيرات نوعية في التشكل، مثل عدم وجود أي بنية أو استبدال بنية بأخرى، والعديد من العوامل أو المؤثرات الوراثية

من كتاب الطرق التي نسلكها مؤلف بوبوفسكي ألكسندر دانيلوفيتش
من كتاب هل تفكر الحيوانات؟ بواسطة فيشيل فيرنر

الانعطافات المستفادة في الطبيعة، لا يستطيع الحيوان دائمًا تحقيق هدفه بطريقة مباشرة، سواء كان ذلك بالبحث عن الطعام أو الهروب. في بعض الأحيان يتم حظر طريقه بواسطة غابة لا يمكن اختراقها، وفي حالات أخرى بواسطة بركة أو جدار صخري شديد الانحدار. وبتجاوز هذه العقبات يكتسب الحيوان

من كتاب غرائب ​​التطور 2 [أخطاء وإخفاقات في الطبيعة] بواسطة زيتلاو يورج

البطريق على طريق جائع تحت الماء، البطريق هو الآس الحقيقي. جسمه المغزلي مخفي بعمق في المد والجزر بحيث لا يرتفع فوق الماء سوى رأسه ورقبته وجزء من ظهره. تحتوي عظامها - على عكس عظام أبناء عمومتها الطائرة - على القليل جدًا من الهواء،

من كتاب عالم الغابات البرية مؤلف سيرجيف بوريس فيدوروفيتش

طرق الإمداد قبالة ساحل شبه جزيرة القرم الشرقية، حيث تحدب سلسلة جبال كاراداج المهيبة، ترتفع صخرة البوابة الذهبية الفخمة مباشرة من المياه الزرقاء للبحر الأسود، وتبدو وكأنها قوس ضخم يعلوه برج مستدقة. السكان القدامى في المدن والبلدات المحيطة،

من كتاب إنسان النياندرتال [تاريخ الإنسانية الفاشلة] مؤلف فيشنياتسكي ليونيد بوريسوفيتش
من كتاب قصص عن الطاقة الحيوية مؤلف سكولاشيف فلاديمير بتروفيتش

الفصل 4. طريقان حقيقة أم قطعة أثرية؟ بعد أن علم البروفيسور S. Severin أنني أتقنت التقنية الخارجية بعد Scharfschwert ، طلب مني أن أطبقها على شيء آخر: بدلاً من كبد الفئران ، كان علي أن آخذ العضلة الصدرية للحمامة. كانت خطة رئيسي هي أن

من كتاب عالم الحيوان. المجلد 6 [حكايات الحيوانات الأليفة] مؤلف أكيموشكين إيجور إيفانوفيتش

بداية الرحلة في أحد الأيام، أثناء تصفحي للمجلات الجديدة في مكتبة قسم الأحياء، عثرت على مقال قصير في مجلة Nature بعنوان "اقتران الأكسدة والتفسفر بواسطة آلية من النوع الكيميائي". المؤلف بي ميتشل - اسم جديد في مجال الطاقة الحيوية. والمصطلح

من كتاب النظام الغذائي الغذائي الخام ضد التحيز. التطور في تغذية الإنسان المؤلف ديمتشوكوف أرتيوم

على الطريق إلى التدجين، كلمة "التدجين" تعني "التدجين". هناك أنواع من الحيوانات التي يستأنسها الإنسان والتي أصبحت على وشك أن تصبح مستأنسة. وأحد المرشحين الأكثر ترجيحًا هو الإيلاند الإفريقي. في واقع الأمر، كانت موجودة بالفعل في مصر القديمة

من كتاب طاقة الحياة [من الشرارة إلى التمثيل الضوئي] بواسطة إسحاق عظيموف

بداية الرحلة... لا يخفى على أحد أنه في مجتمعنا هناك رأي تقليدي بأن تناول اللحوم أمر طبيعي بالنسبة للإنسان. وفي هذا الصدد، لا يُترك للممثل "العادي" لهذا المجتمع أي فرصة تقريبًا للتعرف على العواقب المرتبطة بسلوكه.

من كتاب سادة الأرض بواسطة ويلسون إدوارد

الفصل 24. حيث تتقابل كل المسارات تم تخصيص الفصول الأربعة الأخيرة، بطريقة أو بأخرى، للعمليات المرتبطة بتقويض الجلوكوز - أولًا لحمض اللاكتيك من خلال التحلل اللاهوائي، ثم لثاني أكسيد الكربون والماء من خلال دورة كريبس. ومع ذلك، لا يمكن أن يقال

من كتاب الفيروسات. أهم كتاب عن التطور منذ كتاب "الجين الأناني" لريتشارد دوكينز بواسطة ريان فرانك

2. طريقان للغزو يخلق الناس ثقافات باستخدام لغات مرنة. نحن نخترع رموزًا نفهمها ونستخدمها لبناء شبكات اتصال أكبر بكثير من تلك الموجودة لدى الحيوانات. لقد غزونا المحيط الحيوي ودمرناه كما لم يفعل أي كائن آخر

من كتاب أسرار الجنس [الرجل والمرأة في مرآة التطور] مؤلف بوتوفسكايا مارينا لفوفنا

15. في نهاية الطريق حقًا، كلما نظرت إلى إبداعات الطبيعة، كلما كنت مستعدًا لرؤية الأشياء الأكثر روعة فيها. بليني في مقدمة هذا الكتاب دعوتك أيها القارئ لتذهب معي في رحلة غير عادية. أتمنى الآن أن تكونوا قد رأيتم بأم أعينكم كيف

من كتاب المؤلف

وجهات النظر التقليدية والحديثة حول تطور المجتمع (هل كان هناك نظام أمومي؟) لفترة طويلة التاريخ الوطنيالبدائية، كانت وجهة النظر السائدة تدور حول مسارات موحدة للتطور الاجتماعي في مناطق مختلفة من العالم. وفي إطار هذه الأفكار كان يعتقد أنه في

تم استخدام عبارة "الثورة الخضراء" لأول مرة في عام 1968 من قبل مدير الوكالة الأمريكية للتنمية التنمية الدولية V. Goud، يحاول وصف الاختراق الذي تم تحقيقه في إنتاج الغذاء على هذا الكوكب بسبب التوزيع الواسع النطاق لأصناف جديدة عالية الإنتاجية ومنخفضة النمو من القمح والأرز في البلدان الآسيوية التي عانت من نقص الغذاء. لقد كان بمثابة بداية حقبة جديدة في تطور الزراعة على هذا الكوكب، وهو العصر الذي تمكنت فيه العلوم الزراعية من تقديم عدد من التقنيات المحسنة وفقًا للظروف المحددة المميزة للزراعة. مزارعفى الدول النامية. وقد تطلب ذلك إدخال جرعات كبيرة من الأسمدة المعدنية والمحسنات، واستخدام مجموعة كاملة من المبيدات الحشرية ووسائل الميكنة، مما أدى إلى زيادة هائلة في تكلفة الموارد المستنفدة لكل وحدة إضافية من المحصول، بما في ذلك السعرات الحرارية الغذائية.

وحذر مُنظر الثورة الخضراء، نورمان بورلوغ، الذي حصل على جائزة نوبل عن نتائجها عام 1970، من أن زيادة المحاصيل باستخدام الطرق التقليدية يمكن أن توفر الغذاء لنحو 6-7 مليار شخص. ويتطلب النمو الديموغرافي تقنيات جديدة في خلق أصناف نباتية عالية الإنتاجية، وسلالات حيوانية، وسلالات من الكائنات الحية الدقيقة التي ستغذي سكانا يزيد عددهم عن 10 مليارات نسمة.

بدأ العمل بواسطة ن. أظهر فافيلوف ون. بورلوغ وزملاؤه في المكسيك عام 1944 الكفاءة العالية للغاية للاختيار المستهدف لإنشاء أصناف عالية الإنتاجية من النباتات الزراعية. بحلول نهاية الستينيات، سمح التوزيع الواسع النطاق لأصناف جديدة من القمح والأرز للعديد من دول العالم (المكسيك والهند وباكستان وتركيا وبنغلاديش والفلبين وغيرها) بزيادة إنتاجية هذه المحاصيل المهمة بمقدار 2 -3 مرات أو أكثر. لكن سرعان ما تم الكشف عن الجوانب السلبية لـ "الثورة الخضراء". ربما يرجع ذلك إلى حقيقة أنها كانت تكنولوجية في الأساس، وليست بيولوجية.

إن نجاحات الإنتخاب عظيمة حيث تقدر مساهمته في زيادة إنتاجية أهم المحاصيل الزراعية خلال الثلاثين سنة الماضية بنسبة 40-80%. يلعب التهجين دورًا مهمًا في زيادة كفاءة الزراعة. وهكذا، عندما يتم التلقيح الذرة، يتم تشكيل الهجينة أقوى وأكثر إنتاجية. في شركة Plant Genetic System في غنت، تم الحصول على مثل هذه الهجينة ليس فقط للذرة، ولكن أيضًا لبذور اللفت. لقد ضمنت الصين أمنها الغذائي بشكل كامل. في الصين تم تحقيق نجاح كبير في تربية الأرز. وهي في المقام الأول هجينة عالية الإنتاجية (غولدن فولز، وغيرها) تعتمد على الأصناف المحلية التقليدية، وتنتج 12-18 طن/هكتار بدلاً من 2.5-3 المعتادة. الآن يتم زراعتها في مناطق شاسعة في الصين وفيتنام ودول أخرى في جنوب شرق آسيا.





يصبح تعقيد طرق إنشاء الأصناف واضحًا، على سبيل المثال، إذا أخذنا في الاعتبار قائمة متطلبات صنف جديد من القمح وفقًا للحساب الكلاسيكي لـ N. I. Vavilov. وتشمل الخصائص التي يجب أن يستوفيها الصنف الجديد 46 نقطة: وزن عالي يصل إلى 1000 بذرة؛ أذن كبيرة لا تسقط عندما تنضج؛ الحبوب التي لا تنبت على الجذر وفي الحزم؛ قش متين وغير قابل للسكن؛ النسبة المثلى لكتلة الحبوب والقش. الحصانة ضد الآفات والأمراض. مقاومة الجفاف الملاءمة للحصاد الميكانيكي ، إلخ. الآن زاد عدد الطلبات بشكل أكبر. كلما زادت السمات التي يسعى المربي إلى دمجها في صنف واحد أو هجين واحد، كلما انخفض معدل الانتخاب الاصطناعي، وكلما زاد الوقت اللازم لإنشاء صنف جديد. إن وجود ارتباطات وراثية وحيوية سلبية في الطبيعة بين الصفات يقلل بشكل كبير من معدل إنشاء أصناف جديدة.

تتضمن زيادة كفاءة عملية التربية التحكم في مجموعة كاملة من الخصائص الوراثية السكانية، وقبل كل شيء، مثل تملح التربة الناجم عن أنظمة الري السيئة التصميم، فضلاً عن تلوث التربة والمسطحات المائية، ويرجع ذلك إلى حد كبير إلى الاستخدام المفرط للأسمدة. والمبيدات الكيماوية.

إن احتمالات حل مشكلة الجوع باستخدام أساليب التربية التقليدية ليست مشجعة. وبحلول عام 2015، سيعيش حوالي 2 مليار شخص في فقر. لقد حاول مزارعو النباتات منذ فترة طويلة حل هذه المشكلة، حيث شاركوا منذ فترة طويلة في تربية أصناف جديدة عالية الإنتاجية، بالطرق التقليدية من خلال التهجين والاختيار، أي. الطرق الطبيعية، وأهم عيوبها عدم الموثوقية وقلة احتمال حصول المربي على ما خطط له. بالإضافة إلى ذلك، غالبا ما تكون الحياة غير كافية لإنشاء مجموعة متنوعة جديدة، أي. الكثير من استثمار الوقت.

عادة، للحصول على أصناف وسلالات جديدة من الحيوانات، يتم استخدام طرق العبور والإشعاع والطفرات الكيميائية. من بين المشاكل التي تحد من إمكانيات الانتقاء التقليدي، يمكن تسليط الضوء على ما يلي: غالبًا ما يكون الحصول على جين مرغوب فيه مصحوبًا بفقدان آخر؛ تظل بعض الجينات مرتبطة ببعضها البعض، مما يزيد من صعوبة فصل الجينات الإيجابية عنها

تتمثل المزايا الرئيسية لطرق الهندسة الوراثية في أنها تجعل من الممكن نقل جين واحد أو أكثر من كائن حي إلى آخر دون عمليات عبور معقدة، وليس من الضروري أن يكون المانح والمتلقي مرتبطين ارتباطًا وثيقًا. وهذا يزيد بشكل كبير من تنوع الخصائص المتغيرة ويسرع عملية الحصول على الكائنات الحية ذات الخصائص المطلوبة. لا يمكن للانتخاب المسلح بأساليب الهندسة الوراثية أن يحل جميع المشاكل في وقت واحد، ولكنه يضمن، على الرغم من تواضعه، أن يكون قويا ومستمرا ومستمرا التقدم الفعالفي الزراعة.

وقد أدى استبدال الأصناف المحلية المتنوعة وراثيا بأصناف وهجن جديدة عالية الغلة إلى زيادة كبيرة في قابلية تأثر التكاثر الزراعي، وهو ما كان نتيجة حتمية لاستنفاد تكوين الأنواع والتنوع الجيني للنظم الإيكولوجية الزراعية. تم تسهيل الانتشار الهائل للأنواع الضارة، كقاعدة عامة، عن طريق الجرعات العالية من الأسمدة، والري، وتكثيف المحاصيل، والانتقال إلى الزراعة الأحادية، وأنظمة الحرث الدنيا والصفرية، وما إلى ذلك.

تتيح الأصناف الحديثة زيادة متوسط ​​\u200b\u200bالعائد بسبب المزيد طرق فعالةزراعة النباتات والعناية بها، وذلك لما لها من مقاومة أكبر للآفات الحشرية والأمراض الرئيسية. ومع ذلك، فإنها تسمح فقط بالحصول على محصول أكبر بشكل ملحوظ عندما يتم توفير الرعاية المناسبة لهم والتنفيذ الصارم للممارسات الزراعية التقنية وفقًا للتقويم ومرحلة تطور النبات (التسميد والري والتحكم في رطوبة التربة ومكافحة الآفات). يتزايد اعتماد إنتاجية النظم الإيكولوجية الزراعية على العوامل التكنولوجية، وتتسارع العمليات ويتزايد حجم التلوث والدمار البيئي. عند إدخال أصناف جديدة، يلزم اتخاذ تدابير إضافية لمكافحة الأعشاب الضارة والآفات والأمراض.

التكنولوجيا المكثفة تؤدي إلى تدهور التربة؛ الري الذي لا يأخذ بعين الاعتبار خصائص التربة يسبب تآكل التربة؛ تراكم المبيدات يدمر التوازن والأنظمة التنظيمية بين الأنواع - تدمير الأنواع المفيدةإلى جانب الأنواع الضارة، مما يؤدي أحيانًا إلى تحفيز التكاثر غير المنضبط للأنواع الضارة التي أصبحت مقاومة للمبيدات الحشرية؛ المواد السامة، الموجودة في المبيدات الحشرية، تنتقل إلى المنتجات الغذائية وتؤدي إلى تفاقم صحة المستهلكين، وما إلى ذلك.

يعتقد العديد من الخبراء ذلك في القرن الحادي والعشرين. "الثورة الخضراء" الثانية قادمة، الحمض النووي التكنولوجي. وبدون هذا لن يكون من الممكن ضمان الوجود الإنساني لكل من يأتي إلى هذا العالم. وسوف يتطلب الأمر بذل جهود كبيرة، سواء في التربية التقليدية أو تكنولوجيا الحمض النووي الزراعية الحديثة، من أجل تحقيق التحسين الوراثي للنباتات الغذائية بوتيرة تسمح بذلك. بحلول عام 2025. تلبية احتياجات 8.3 مليار شخص.

الطرق البيولوجية للحفاظ على خصوبة التربة - الأسمدة العضوية، والتناوب والجمع الأمثل للمحاصيل، والانتقال من حماية النباتات الكيميائية إلى البيولوجية، بما يتوافق بدقة مع الخصائص المحلية للتربة والمناخ، وطرق زراعة التربة (على سبيل المثال، الحرث بدون قوالب) - الشروط اللازمةويكفي الحفاظ على خصوبة التربة وزيادتها واستقرار إنتاج الغذاء جودة عاليةوآمنة على صحة الإنسان.

التكنولوجيا الحيوية في إنتاج المحاصيل.جميع مراحل التكنولوجيا الحيوية عمليات الانتاجيتم تحقيقها بمساعدة الكائنات الحية. تستخدم معظم طرق التكنولوجيا الحيوية الكلاسيكية العمليات الأنزيمية وفي معظم الحالات تكون كائنات البحث عبارة عن كائنات دقيقة. ومع ذلك، فإن الكائنات الحية الأخرى، والنباتات والحيوانات، لها أيضًا أهمية لا يمكن إنكارها، ويتم تحسينها باستخدام الطرق التقليدية في علم الوراثة، والاختيار، وعلم وظائف الأعضاء، والكيمياء الحيوية، وما إلى ذلك. وتتجلى الطبيعة العالمية للتكنولوجيا الحيوية الحديثة في الاستخدام الواسع النطاق لـ طرق الهندسة الخلوية والوراثية.

تتطلع البشرية بأمل إلى إنشاء مثل هذه الثقافات الخلوية، والتي من خلالها سيكون من الممكن إنتاج أدوية قيمة، والقضاء على عدد من الأمراض الوراثية والسرطانية وغيرها من الأمراض، والمساعدة في تنظيف وتحسين الحالة البيئية للبيئة. ومن الأمور الواعدة بشكل خاص إمكانية الحصول على أشكال جديدة عالية الإنتاجية من النباتات مع تحسين مؤشرات جودة المنتج. يمكن مقارنة وتيرة تطور التكنولوجيا الحيوية اليوم بالتقدم المذهل معدات الحاسوبمنذ أكثر من 20 عامًا، وكان الدافع وراء ذلك هو ولادة الهندسة الوراثية والخلوية.

تحسين الأصناف المزروعة وزيادة إنتاجيتها.بدأت الأبحاث حول اختيار أصناف جديدة عالية الإنتاجية من الحبوب، وخاصة القمح، بعد الحرب العالمية الثانية. وتم تطوير أصناف جديدة من القمح في المكسيك، والأرز في الفلبين. ظهر تعبير "الثورة الخضراء" في منتصف الستينيات. بعد إدخال هذه الأصناف في الزراعة، طرحوا مجموعة كاملة من التدابير الرامية إلى زيادة الإنتاجية الزراعية. ويمكن تسجيل النتائج المحققة في اختيار أصناف جديدة عالية الإنتاجية كأحد أصول البحوث التقليدية في مجال علم الوراثة وموازنة النباتات. وكانت التكنولوجيا المستخدمة للحصول عليها هي النقل عن طريق عبور "مجموعات" كاملة من محددات الكروموسومات.

في أغلب الأحيان، ليست كل خصائص الفرد مواتية. على سبيل المثال، الحبوب التي تنمو بأوراق منتصبة (وهي ميزة مفيدة للبذار الكثيف) قد يكون لها آذان أصغر، وبالتالي ستنتج حبوبًا أقل. لكي ينجح المربي في اختيار سلالات ذات سمات زراعية ذات قيمة، يجب أن يتحلى بالصبر والمهارة العالية.

الثورة الخضراء الثانية، التي بدأ الحديث عنها في منتصف السبعينيات، رغم أنها لم تحدث حتى يومنا هذا، ستكون نتيجة أبحاث تهدف إلى اختيار وزراعة نباتات جديدة: مقاومة للأمراض والآفات والجفاف، والتي يمكن زراعتها دون استخدام الأسمدة والمبيدات الحشرية.

سيؤدي الجمع الماهر بين أساليب الزراعة في المختبر وطرق الاختيار الكلاسيكية إلى تسريع عملية الاختيار بشكل كبير.

سبق أن ناقشنا (الفصل 4.1) أنه في كل دقيقة يتم الحصول على 2 سعرة حرارية من الطاقة الشمسية لكل 1 سم2 من الطبقة العليا للغلاف الجوي للأرض - ما يسمى ثابت الطاقة الشمسية,أو ثابت.إن استخدام الطاقة الضوئية بواسطة النباتات صغير نسبيًا. يتم استخدام جزء صغير فقط من الطيف الشمسي، ما يسمى PAR (الإشعاع النشط ضوئيًا بطول موجة 380-710 نانومتر، 21-46٪ من الإشعاع الشمسي) في عملية التمثيل الضوئي. وفي المنطقة المناخية المعتدلة على الأراضي الزراعية، لا تتجاوز كفاءة عملية التمثيل الضوئي 1.5-2%، وفي أغلب الأحيان تكون 0.5%.

في تطوير الزراعة العالمية، تختلف أنواع عديدة من النظم البيئية في كمية الطاقة التي يوفرها ويستخدمها البشر ومصدرها (MS Sokolov et al. 1994).

1. النظم البيئية الطبيعية.المصدر الوحيد للطاقة هو الطاقة الشمسية (الغابات المحيطية والجبلية). تمثل هذه النظم البيئية الدعم الرئيسي للحياة على الأرض (تدفق الطاقة في المتوسط ​​0.2 كيلو كالوري / سم 2 سنة).

2. النظم البيئية الطبيعية عالية الإنتاجية.بالإضافة إلى الطاقة الشمسية، يتم استخدام مصادر الطاقة الطبيعية الأخرى (الفحم، الخث، وما إلى ذلك). وتشمل هذه مصبات الأنهار ودلتا الأنهار الكبيرة والرطبة الغابات المطيرةوغيرها من النظم البيئية الطبيعية ذات الإنتاجية العالية. هنا، يتم تصنيع المواد العضوية الزائدة، والتي يتم استخدامها أو تراكمها (تدفق الطاقة في المتوسط ​​2 كيلو كالوري / سم 2 سنة).

3. النظم البيئية الزراعية قريبة من النظم البيئية الطبيعية.جنبا إلى جنب مع الطاقة الشمسية، يتم استخدام مصادر إضافية أنشأها الإنسان. ويشمل ذلك أنظمة الزراعة والمياه التي تنتج الغذاء والمواد الخام. مصادر الطاقة الإضافية هي الوقود الأحفوري، والطاقة الأيضية للإنسان والحيوان (تدفق الطاقة في المتوسط ​​2 كيلو كالوري / سم 2 سنة).

4. النظم الإيكولوجية الزراعية المكثفة.يرتبط باستهلاك كميات كبيرة من المنتجات البترولية والكيماويات الزراعية. وهي أكثر إنتاجية مقارنة بالنظم الإيكولوجية السابقة، وتتميز بكثافة الطاقة العالية (تدفق الطاقة في المتوسط ​​20 سعرة حرارية/سم 2 سنة).

5. صناعي(حضري) النظم البيئية.يحصلون على الطاقة الجاهزة (الغاز والفحم والكهرباء). وتشمل هذه المدن والضواحي والمناطق الصناعية. كلاهما مولدات لتحسين الحياة ومصادر للتلوث البيئي (نظرًا لعدم استخدام الطاقة الشمسية المباشرة):

ترتبط هذه الأنظمة بيولوجيًا بالأنظمة السابقة. النظم البيئية الصناعية كثيفة الاستخدام للطاقة (تدفق الطاقة في المتوسط ​​200 سعرة حرارية/سم2 في السنة).

أساسي السمات المميزةأداء النظم الإيكولوجية الطبيعية والنظم الإيكولوجية الزراعية.

1. اتجاه مختلفاختيار.تتميز النظم البيئية الطبيعية بالانتقاء الطبيعي، مما يؤدي إلى خاصيتها الأساسية - الاستقرار، وتجاهل الأشكال غير المستقرة وغير القابلة للحياة من الكائنات الحية في مجتمعاتها.




يتم إنشاء النظم الإيكولوجية الزراعية وصيانتها من قبل البشر. الشيء الرئيسي هنا هو الانتقاء الاصطناعي، والتي تهدف إلى زيادة غلة المحاصيل. في كثير من الأحيان، لا يرتبط غلة الصنف بمقاومته للعوامل البيئية والآفات.

2. تنوع التركيب البيئي للنباتيضمن استقرار تكوين المنتج في النظام البيئي الطبيعي عندما تتقلب الظروف الجوية في سنوات مختلفة. يؤدي قمع بعض الأنواع النباتية إلى زيادة إنتاجية الأنواع الأخرى. ونتيجة لذلك، يحتفظ التكاثر النباتي والنظام البيئي ككل بالقدرة على خلق مستوى معين من الإنتاج في سنوات مختلفة.

إن التكاثر الزراعي للمحاصيل الحقلية هو مجتمع أحادي السيادة، وغالبًا ما يكون من صنف واحد. تتأثر جميع النباتات في التكاثر الزراعي بالتساوي بالعوامل غير المواتية. لا يمكن تعويض تثبيط نمو وتطور المحصول الرئيسي عن طريق زيادة نمو الأنواع النباتية الأخرى. ونتيجة لذلك، فإن استدامة إنتاجية التكاثر الزراعي أقل مما هي عليه في النظم البيئية الطبيعية.

3. وجود تنوع الأنواع تكوين النباتات ذات الإيقاعات الفينولوجية المختلفةيجعل من الممكن لمرض التكاثر النباتي كنظام متكامل تنفيذ عملية الإنتاج بشكل مستمر طوال موسم النمو بأكمله، وذلك باستخدام موارد الحرارة والرطوبة والمواد المغذية بشكل كامل واقتصادي.

موسم نمو النباتات المزروعة في النباتات الزراعية أقصر من موسم النمو. على عكس التكاثر النباتي الطبيعي، حيث تصل الأنواع ذات الإيقاعات البيولوجية المختلفة إلى الحد الأقصى من الكتلة الحيوية في أوقات مختلفة من موسم النمو، يكون نمو النبات في التكاثر الزراعي متزامنًا ويكون تسلسل مراحل التطور، كقاعدة عامة، متزامنًا. وبالتالي، فإن وقت تفاعل المكون النباتي مع المكونات الأخرى (على سبيل المثال، التربة) في التكاثر الزراعي أقصر بكثير، مما يؤثر بشكل طبيعي على شدة عمليات التمثيل الغذائي في النظام بأكمله.

يؤدي التوقيت المختلف لتطور النباتات في النظام البيئي الطبيعي وتزامن تطورها في التكاثر الزراعي إلى إيقاع مختلف لعملية الإنتاج. إن إيقاع عملية الإنتاج، على سبيل المثال، في النظم الإيكولوجية للمراعي الطبيعية، يحدد إيقاع عمليات التدمير أو يحدد معدل تمعدن بقايا النباتات ووقت شدته القصوى والدنيا. يعتمد إيقاع عمليات التدمير في النباتات الزراعية إلى حد أقل بكثير على إيقاع عملية الإنتاج، وذلك بسبب حقيقة أن بقايا النباتات الموجودة فوق سطح الأرض تدخل إلى التربة وفي التربة لفترة قصيرة من الزمن، كقاعدة عامة، عند نهاية الصيف وأوائل الخريف، ويتم تمعدنها بشكل رئيسي في العام المقبل.

4. هناك فرق كبير بين النظم البيئية الطبيعية والنظم الإيكولوجية الزراعية درجة تعويض الدورة الدمويةالمواد داخل النظام البيئي. دورات المواد (العناصر الكيميائية) في النظم البيئية الطبيعية تحدث في دورات مغلقة أو قريبة من التعويض: إن مدخلات المادة في الدورة خلال فترة معينة تساوي في المتوسط ​​مخرجات المادة من الدورة، ومن هنا إلى الداخل إن دورة إدخال المادة في كل كتلة تساوي تقريبًا إخراج المادة منها (الشكل 18.5).

أرز. 18.5. دورة المغذيات في

النظام البيئي الطبيعي (بحسب أ. تارابرين، 1981)

تعمل التأثيرات البشرية على تعطيل الدورة المغلقة للمواد في النظم البيئية (الشكل 18.6).

أرز. 18.6. دورة المغذيات في

النظام البيئي الزراعي (وفقًا لـ A. Tarabrin، 1981)

تتم إزالة جزء من المادة الموجودة في الفطريات الزراعية بشكل لا رجعة فيه من النظام البيئي. عند ارتفاع معدلات تطبيق الأسمدة للعناصر الفردية، يمكن ملاحظة الظاهرة عندما تكون كمية العناصر الغذائية التي تدخل النباتات من التربة أقل من كمية العناصر الغذائية التي تدخل التربة من بقايا النباتات والأسمدة المتحللة. مع المنتجات المفيدة اقتصاديًا في المنتجات الزراعية، يتم التخلص من 50-60٪ من المواد العضوية من كميتها المتراكمة في المنتجات.

5. النظم البيئية الطبيعية هي أنظمة، إذا جاز التعبير، التنظيم الذاتي,والأمراض الزراعية - يسيطر عليها الرجل.لتحقيق هدفه، يغير الشخص المصاب بالمرض الزراعي أو يتحكم إلى حد كبير في تأثير العوامل الطبيعية، ويعطي مزايا في النمو والتطور، وخاصة للمكونات التي تنتج الغذاء. وتتمثل المهمة الرئيسية في هذا الصدد في إيجاد الظروف الملائمة لزيادة الإنتاجية مع تقليل تكاليف الطاقة والمواد وزيادة خصوبة التربة. يكمن حل هذه المشكلة في الاستخدام الكامل للموارد الطبيعية من خلال التكاثر الزراعي وإنشاء دورات تعويضية من العناصر الكيميائية في التكاثر الزراعي. يتم تحديد الاستخدام الكامل للموارد من خلال الخصائص الوراثية للصنف، ومدة موسم النمو، وعدم تجانس المكونات في المحاصيل المشتركة، وطبقات البذر، وما إلى ذلك.

وبالتالي، يخلص MS. يرى سوكولوف وآخرون (1994)، أن السيطرة الأكثر صرامة على حالة النظم الإيكولوجية الزراعية، والتي تتطلب إنفاقًا كبيرًا للطاقة، لا يمكن تنفيذها إلا في مكان مغلق. تشمل هذه الفئة أنظمة شبه مفتوحة معقنوات اتصال محدودة للغاية مع البيئة الخارجية (الدفيئات الزراعية، مجمعات الثروة الحيوانية)، حيث يتم تنظيم درجة الحرارة والإشعاع وتداول المواد المعدنية والعضوية والتحكم فيها إلى حد كبير. هذا - موضوعات النظم الإيكولوجية الزراعية.جميع النظم الإيكولوجية الزراعية الأخرى - يفتح.وعلى الجانب البشري، تكون فعالية السيطرة أعلى، وكلما كانت أبسط.

في نصف مفتوحو يفتحالأنظمة، يتم تقليل الجهود البشرية لضمان الظروف المثلىنمو الكائنات الحية والرقابة البيولوجية الصارمة على تكوينها. وبناء على ذلك تنشأ المهام العملية التالية:

أولاً، الإزالة الكاملة للأنواع غير المرغوب فيها كلما أمكن ذلك؛

ثانيا، اختيار الأنماط الجينية ذات الإنتاجية العالية.

وبشكل عام، فإن دورة المواد تربط بين الأنواع المختلفة التي تعيش في النظم البيئية (الشكل 18.7).

أرز. 18.7. تدفق الطاقة في النظام البيئي الزراعي الرعوي

(وفقًا لـ N. A. Urazaev et al.، 1996):

ملحوظة: الأسهم البيضاء توضح هجرة المواد من المنتجين إلى المستهلكين الأوليين والثانويين، والأسهم السوداء توضح تمعدن البقايا العضوية للنباتات والحيوانات

في المحيط الحيوي، العديد من المواد المنتشرة ذات الأصل الحيوي هي أيضًا حاملة للطاقة. تقوم النباتات من خلال عملية التمثيل الضوئي بتحويل الطاقة المشعة للشمس إلى طاقة الروابط الكيميائية للمواد العضوية وتجميعها على شكل كربوهيدرات - حاملات الطاقة المحتملة. يتم تضمين هذه الطاقة في دورة التغذية من النباتات عبر العاثيات النباتية إلى المستهلكين ذوي الرتب العليا. تتناقص كمية الطاقة المرتبطة باستمرار أثناء تحركها على طول السلسلة الغذائية، حيث يتم إنفاق جزء كبير منها للحفاظ على الوظائف الحيوية للمستهلكين. بفضل دورة الطاقة، يتم الحفاظ على تنوع أشكال الحياة في النظام البيئي، ويظل النظام مستدامًا.

وفقا ل م.س. سوكولوف وآخرون (1994) يبدو أن استهلاك طاقة التمثيل الضوئي للنباتات في النظام البيئي الزراعي باستخدام مثال الأراضي العشبية في وسط روسيا بالطريقة الآتية:

يتم إنفاق حوالي 1/6 من الطاقة التي تستخدمها النباتات على التنفس؛

يدخل حوالي ربع الطاقة إلى جسم الحيوانات العاشبة. وفي الوقت نفسه، ينتهي 50% منها في فضلات الحيوانات والجثث؛

بشكل عام، إلى جانب النباتات الميتة والعاثيات النباتية، يوجد حوالي 3/4 من الطاقة الممتصة في البداية في مادة عضوية ميتة ويتم استبعاد ما يزيد قليلاً عن 1/4 من النظام البيئي أثناء التنفس على شكل حرارة.

دعونا نلاحظ مرة أخرى أن تدفق الطاقة في السلسلة الغذائية للنظام البيئي الزراعي يخضع لقانون تحويل الطاقة في النظم البيئية، ما يسمى قانون ليندمانأو القانون 10%.وفقًا لقانون ليندمان، يتم نقل جزء فقط من الطاقة المتلقاة عند مستوى غذائي معين من التكاثر الزراعي (التكاثر الحيوي) إلى الكائنات الحية الموجودة في مستويات غذائية أعلى (الشكل 18.8).

أرز. 18.8. خسائر الطاقة في السلسلة الغذائية (وفقًا لـ T. Miller, 1994)

يتم نقل الطاقة من مستوى إلى آخر بكفاءة منخفضة للغاية. هذا يشرح كمية محدودةالروابط في السلسلة الغذائية، بغض النظر عن التكاثر الزراعي.

إن كمية الطاقة المنتجة في نظام بيئي طبيعي معين هي قيمة مستقرة إلى حد ما. بفضل قدرة النظام البيئي على إنتاج الكتلة الحيوية، يحصل الشخص على الغذاء الذي يحتاجه والكثير الموارد التقنية. كما ذكرنا سابقًا، فإن مشكلة توفير الغذاء لعدد متزايد من السكان هي في الأساس مشكلة زيادة إنتاجية النظم الإيكولوجية الزراعية (الزراعة)، الشكل 1. 18.9.




الشكل 18.9. مخطط انسيابي لإنتاجية النظام البيئي الزراعي




إن التأثير البشري على النظم البيئية، المرتبط بتدميرها أو تلوثها، يؤدي بشكل مباشر إلى انقطاع تدفق الطاقة والمادة، وبالتالي إلى انخفاض الإنتاجية. لذلك، فإن المهمة الأولى التي تواجه البشرية هي منع انخفاض إنتاجية النظم الإيكولوجية الزراعية، وبعد حلها، يمكن حل المهمة الثانية الأكثر أهمية - زيادة الإنتاجية.

في التسعينيات القرن العشرين بلغت الإنتاجية الأولية السنوية للأراضي المزروعة على هذا الكوكب 8.7 مليار طن، وكان احتياطي الطاقة 14.7 × 1017 كيلوجول.

ماذا تحتاج الزراعة؟

إن هدف الزراعة الحديثة هو الحصول على غلات عالية ومستدامة من المحاصيل المزروعة، بحيث تكون نسبة المحصول الذي يبقى ويتراكم في المناظر الطبيعية أقل ما يمكن من تلك التي يستخدمها الإنسان. أما استراتيجية الطبيعة فهي موجهة، كما يتبين من نتيجة عملية الخلافة، نحو الكفاءة المعاكسة.

يحاول الإنسان الحصول على أكبر قدر ممكن من الإنتاج من المناظر الطبيعية من خلال تطوير وصيانة النظم البيئية في المراحل الأولى من الخلافة، وعادة ما تكون الزراعة الأحادية. على الرغم من أن إنتاجية الكتلة الحيوية للزراعات الأحادية عالية، إلا أن النظام البيئي الزراعي نفسه ضعيف للغاية. المجتمعات غير الناضجة على المراحل الأولىالخلافة البيئية لديها سوى عدد قليل من الأنواع وتماماً دوائر بسيطةالغذاء يتكون في الغالب من المنتجين والمحللات الصغيرة إلى حد ما. النباتات في هذه المجتمعات عادة ما تكون نباتات سنوية منخفضة النمو. لقد تأكدوا الموارد الماديةمن النظم البيئية الأخرى لأنها هي نفسها بسيطة للغاية بحيث لا يمكنها الاحتفاظ بالعديد من العناصر الغذائية التي تتلقاها ومعالجتها.

لا يحتاج الناس إلى الغذاء والملابس فحسب، بل يحتاجون أيضًا إلى جو متوازن في نسبة ثاني أكسيد الكربون والأكسجين والمياه النظيفة والتربة الخصبة. حتى وقت قريب، كانت البشرية تعتبر من المسلم به أن الطبيعة توفر لها تبادل الغازات، وتنقية المياه، ودورات المغذيات وغيرها من وظائف الحماية للنظم البيئية ذاتية الاستدامة. وكان هذا هو الحال حتى زاد عدد سكان العالم وتدخل الإنسان في البيئة إلى الحد الذي بدأ يؤثر على التوازن الإقليمي والعالمي.

يمكن عرض العوامل الرئيسية التي تسبب اضطرابات في التوازن البيئي في المناظر الطبيعية الزراعية في مجموعتين:

1. الكوارث الطبيعية وتقلبات الطقس والمناخ: الأعاصير والفيضانات والجفاف والحرائق والتغيرات في الدورة الدورية لموسم النمو.

2. الأنشطة البشرية غير العقلانية: التلوث البيئي، الاستخدام غير الرشيد للموارد الطبيعية، إزالة الغابات، حرث المنحدرات، الرعي الجائر، الري، الاستخدام المفرط للمواد الكيميائية، إلخ.

يشكل التأثير البشري على المحيط الحيوي خطرا كبيرا.

أولا، هناك تغيرات مذهلةبيئة. ويرى عالم البيئة الأميركي بي. نيبل أن الانحباس الحراري المحتمل، أو "تأثير الاحتباس الحراري"، هو الكارثة الأعظم المقبلة. يُفهم تأثير الاحتباس الحراري على أنه الاحترار التدريجي للمناخ على كوكبنا نتيجة لزيادة تركيز الشوائب البشرية المنشأ في الغلاف الجوي (ثاني أكسيد الكربون ~ 66٪، الميثان ~ 18٪، الفريون ~ 8٪، أكاسيد النيتروجين ~ 3 % والغازات الأخرى ~ 5%) التي تمر عبرها أشعة الشمس‎تمنع الإشعاع الحراري طويل الموجة من سطح الأرض. بعض هذا الإشعاع الحراري الممتص من الغلاف الجوي يشع مرة أخرى إلى سطح الأرض، مما يخلق ظاهرة الاحتباس الحراري. ومن المتوقع أن تكون نتيجة الاحترار المناخي ذوبان الثلوج والجليد الأبدي، وارتفاع مستوى سطح البحر بنحو 1.5 متر، مما سيتسبب في فيضانات حوالي 5 ملايين كيلومتر مربع من الأراضي، وهي الأكثر خصوبة والأكثر كثافة سكانية. لذلك على المؤتمر الدوليفيما يتعلق بتغير المناخ (تورنتو، 1979) تم الإعراب عن رأي مفاده أن "العواقب النهائية لظاهرة الاحتباس الحراري لا يمكن مقارنتها إلا بحرب نووية عالمية".

مشكلة هطول الأمطار الحمضية ليست ظاهرة جديدة. تم تسجيلهم لأول مرة في عام 1907 في إنجلترا. حتى الآن، كانت هناك حالات هطول الأمطار مع درجة حموضة 2.2-2.3 (حموضة الخل المنزلي). ثاني أكسيد الكبريت هو الملوث الرئيسي المسؤول عن ظهور الهطول الحمضي (~ 70%)، ويرتبط 20-30% من الهطول الحمضي بأكسيد النيتروجين والغازات الأخرى. عند حرق الوقود، يتم إطلاق ثاني أكسيد الكبريت وأكاسيد النيتروجين في الغلاف الجوي، والتي تتفاعل تدريجياً مع بخار الماء، وتنتج الأحماض. للهطول الحمضي التأثير السلبي الأكثر وضوحًا على التربة، مما يسبب تحمض التربة، مما يؤدي إلى زيادة ترشيح العناصر الغذائية وانخفاض نشاط المحللات ومثبتات النيتروجين والكائنات الحية الأخرى في بيئة التربة. يزيد الترسيب الحمضي أيضًا من حركة المعادن الثقيلة (الكادميوم والرصاص والزئبق) ويطلق الألومنيوم السام في شكله الحر. جميع هذه المواد (الألومنيوم، معادن ثقيلةوالنترات وغيرها) إلى المياه الجوفية مما يتسبب في تدهور نوعية مياه الشرب.

من خلال التأثير على الغطاء النباتي، يعزز الترسيب الحمضي ترشيح العناصر الغذائية (Ca، Mg، K)، والسكريات، والبروتينات، والأحماض الأمينية من النباتات. إنها تلحق الضرر بالأنسجة الميكانيكية، مما يزيد من احتمالية اختراق البكتيريا والفطريات المسببة للأمراض من خلالها، مما يساهم في تفشي أعداد الحشرات - ونتيجة لذلك، تنخفض إنتاجية التمثيل الضوئي.

ويشكل تدمير طبقة الأوزون في الغلاف الجوي خطرا كبيرا. تقع شاشة الأوزون على ارتفاع 9-32 كم. تركيز الأوزون فيه هو 0.01-0.06 ملغم 2 / م 3. إذا تم عزل الأوزون الموجود داخل حدود الشاشة بشكله النقي، فإن طبقته ستكون 3-5 ملم. يتشكل الأوزون في الغلاف الجوي العلوي نتيجة لتحلل جزيء الأكسجين تحت تأثير الأشعة فوق البنفسجية إلى ذرتي أكسجين. الإضافة اللاحقة لذرة الأكسجين إلى جزيء الأكسجين تنتج الأوزون. في الوقت نفسه، تحدث العملية المعاكسة لتحلل الأوزون وتكوين O2. شرط حدوث التفاعلات هو وجود الأشعة فوق البنفسجية وتحولها إلى أشعة تحت الحمراء. تمتص شاشة الأوزون ما يصل إلى 98% من الأشعة فوق البنفسجية. في السنوات الأخيرة، كان هناك اتجاه نحو الانخفاض في مستويات الأوزون. أخطر عدو للأوزون هو الشوائب المختلفة، وخاصة الفريون (مركبات الكلوروفلوروكربون). تحت تأثير الإشعاع الشمسي، يتم تدمير الفريون، ويطلق الكلور، وهو عامل محفز لتحلل الأوزون، ويتحول التوازن نحو تكوين O2، ونتيجة لذلك يتم تدمير طبقة الأوزون. وهناك أدلة على أن انخفاض الأوزون بنسبة 1% يؤدي إلى زيادة الإصابة بسرطان الجلد بنسبة 5-7%. بالنسبة للجزء الأوروبي من روسيا، سيكون هذا حوالي 6-6.5 ألف شخص سنويًا.

ثانيا، عندما يتم تطوير مناطق جديدة للزراعة، غالبا ما يتم قطع الغابات، مما يؤدي إلى خسارة لا يمكن تعويضها للعديد من الحيوانات والنباتات التي تعيش فيها. تحمي منطقة الغابات التربة بشكل فعال من التآكل وتحتفظ برطوبة التربة، لأنها تسمح بامتصاص الماء في الطبقة الصالحة للزراعة الفضفاضة المغطاة بالقمامة. أظهرت الدراسات أن الجريان السطحي من منحدر غابات أقل بنسبة 50٪ من منحدر مماثل مغطى بالعشب. تمتص الغابات بشكل فعال العناصر الغذائية التي يتم إطلاقها أثناء تحلل المخلفات، أي إعادة تدويرها. ومن المنحدرات العارية، تزيل تدفقات المياه التربة، مما يسبب الفيضانات وترسبات النظم البيئية الزراعية والمائية في الأراضي المنخفضة. عند حدوث إزالة الغابات، يزيد ترشيح النيتروجين من التربة بمقدار 45 مرة.

من الممكن أيضًا حدوث تغييرات في النظم البيئية من خلال الاستخدام المكثف للمروج الطبيعية والمراعي للرعي. غالبًا ما تكون هذه الأراضي مرعى جائرًا. وهذا يعني أن العشب يؤكل بشكل أسرع مما يمكن تجديده: تصبح التربة مكشوفة وتتكثف عمليات التآكل. وتعاني هذه الأراضي بشكل خاص من التعرية الريحية والتصحر اللاحق.

ويساهم الري في زيادة كبيرة في الإنتاج الزراعي في المناطق التي تعاني من قلة هطول الأمطار. يمكن أن يؤدي الري إلى تملح التربة إلى مستوى لا تتحمله النباتات، حيث أن أفضل مياه الري تحتوي على أملاح تنتقل إليها من التربة. ويتم أيضًا غسل الملح من الجزيئات المعدنية الموجودة في التربة المروية نفسها. نظرًا لفقد الماء من خلال التبخر والنتح، يمكن أن تتراكم الأملاح المتبقية في محلول التربة بكميات تمنع نمو النبات. ويعتبر التملح شكلاً من أشكال التصحر. ومن المعروف أن 3.30% من إجمالي الأراضي المروية على هذا الكوكب هي بالفعل مالحة.

لا يؤثر البشر فقط على النظم الإيكولوجية الزراعية، بل إن الغزو المستمر للأراضي الزراعية من قبل الأنواع غير المرغوب فيها: الأعشاب والحشرات والقوارض ومسببات الأمراض يشكل أيضًا تهديدًا. يمكن لهذه الآفات أن تدمر محاصيل الزراعة الأحادية بأكملها إذا لم تكن محمية أو إذا لم تتم السيطرة على الآفات ومسببات الأمراض بشكل صحيح. فعندما تكتسب الأنواع التي تتكاثر بسرعة مقاومة وراثية للمبيدات الحشرية، يجب استخدام سموم أقوى بشكل متزايد. يعمل كل مبيد على تسريع الانتقاء الطبيعي للآفات إلى الحد الذي تصبح فيه المواد الكيميائية غير فعالة تمامًا. وأصبحت البيئة ملوثة بشكل متزايد.

إن الاستخدام المفرط للأسمدة المعدنية يتجاوز بشكل كبير تدفق الطاقة إلى النظام البيئي، في حين يتم استبعاد المواد العضوية النشطة (الدبال) بشكل منهجي من دورة عمل النظام البيئي ويتم تدميرها، لأن امتصاص العناصر الغذائية المعدنية بواسطة النباتات يحدث بشكل أسرع بكثير. ونتيجة لذلك، يتم انتهاكه دورة طبيعيةتداول النيتروجين والفوسفور والكائنات الحية الدقيقة الموجودة في التربة.

وأخيرًا، تتطور حيوانات مروج الغابات الميدانية بشكل أفضل في النظم الإيكولوجية الزراعية ذات أحجام معينة، لأن الحشرات الملقحة التي تعيش في أراضي المروج والفجوات الميدانية لا تصل إلى منتصف حقل كبير. الطيور الحشرية، التي تقيد التكاثر الجماعي للآفات، تطير للفريسة على بعد 300-400 متر من العش. في الحقول عادة ما يسيطرون على مسافة 100-200 متر فقط عند الحافة. تعيش الطيور على أطراف الحقول أكثر مما تعيش في الجزء المركزي، لذا فمن المنطقي ترسيم حدود الحقول، وقصرها على أحزمة الغابات.

حاليا متى المشاكل العالميةاكتسبت إلحاحا شديدا، يضطر الباحثون إلى اللجوء بشكل متزايد إلى إرث V.I. فيرنادسكي، الذي لم يتوقع تفاقم هذه المشاكل فحسب، بل أوجز أيضا عددا من الطرق الحقيقية لحلها. من خلال دراسة العمليات الأساسية لحركة المادة والطاقة في الطبيعة، كان العالم أول من لفت الانتباه إلى التأثير المتزايد للنشاط البشري على الدورات الكيميائية الحيوية الكوكبية، مما حول الإنسان إلى قوة جيولوجية يمكن أن تؤدي إلى أزمة بيئية عالمية.

لقد بنى الإنسان الإنتاج كنظام مفتوح. مفتوح عند المدخل - إشراك الموارد الطبيعية وتحويلها إلى سلع اقتصادية؛ ويفتح عند المخرج - يرمي الشخص النفايات في مدافن النفايات. مثل هذا الإنتاج يتعارض مع المبدأ العامالذي تقوم عليه الحياة هو مبدأ الدورة المغلقة. ولتجنب حدوث أزمة بيئية، يجب إنشاء النظم الإيكولوجية الزراعية مثل النظم الطبيعية، التي تتميز بدورة مغلقة من المواد. ومن الأمثلة على ذلك الزراعة التقليدية في الصين واليابان. وهناك تم استخدام جميع النفايات العضوية، بما في ذلك البراز، واحتفظت التربة بخصوبتها لآلاف السنين.

تم تحديد المبادئ الأساسية لتنظيم الإنتاج الزراعي الخالي من النفايات بواسطة د.ن. بريانيشنيكوف. الشرط الرئيسي لعمل الاقتصاد هو الجمع الإلزامي بين إنتاج المحاصيل والإنتاج الحيواني. وبحسب الظروف المحددة، قد تختلف نسب هذه الصناعات، لكن في جميع الأحوال، تضمن تربية الماشية، من خلال إعادة تدوير مخلفات المحاصيل، دورة مغلقة من عناصر التغذية المعدنية بفضل الأسمدة العضوية. وفقا لأورازاييف (1996)، للحفاظ على خصوبة التربة في منطقة تشيرنوبيل الوسطى، يجب وضع فضلات بقرتين على كل هكتار.

العنصر المهم الثاني هو النظام المتطور لتناوب المحاصيل الذي يحاكي التغيرات المتعاقبة للمجتمعات الطبيعية. يجب أن يكون للأنواع المزروعة على التوالي في نفس الحقل متطلبات مختلفة بشكل كبير من عناصر التغذية المعدنية وتساعد في الحفاظ على الخواص الفيزيائية المائية للتربة وتحسينها ومستوى التغذية بالنيتروجين. يجب أن يكون لديهم آفات ومسببات أمراض مختلفة بشكل أساسي وأن يتفاعلوا بشكل مختلف مع الأعشاب الضارة.

ولكن يجب علينا أيضًا ألا ننسى أن الكائنات الزراعية غير مستقرة بمرور الوقت، وأن الحفاظ على استقرارها على أساس الزراعة الأحادية يكلف الناس المزيد والمزيد. ومن خلال دعم الزراعة الأحادية، فإننا نتعارض مع التقاليد التطورية للطبيعة الحية. إن الانتقال إلى الزراعة المتعددة الأنواع، واستخدام جميع المخلفات العضوية في الحقل سوف يتوافق مع الاتجاه السائد في تطوير عمليات المحيط الحيوي الطبيعي وسيضمن، بالإضافة إلى ذلك، إنتاجية عالية، الكثافة القصوى للغطاء الأرضي للكوكب. وبالتالي، فإن الزراعة المتعددة للذرة والشوفان وعباد الشمس (في تجارب معهد بينزا الزراعي) تنتج 414.8 سم مكعب/هك من كتلة العلف مع إنتاجية بذار نقية تبلغ 326.7 سم مكعب/هكتار. مزيج من القمح والجاودار ("سورجا") معروف منذ فترة طويلة في أجزاء مختلفة من البلاد، والذي دائمًا مهما كان الأمر احوال الطقس، يعطي محصولًا مضمونًا، حيث يسود القمح أو الجاودار، اعتمادًا على الظروف المحددة لموسم نمو معين. في ظروف منطقة موسكو، فإن الخليط: البيقية + البازلاء + عباد الشمس لم يعطي فقط إنتاجية أعلى من الأعلاف، ولكن أيضًا درجة تلوث التربة انخفضت بمقدار 3-4 مرات، مما جعل استخدام غير ضروريمبيدات الأعشاب. أصبحت مخاليط الأنواع المختلفة من نفس الأنواع النباتية منتشرة بشكل متزايد. وهكذا، في تجارب P.V. Yurin (Yablokov، 1992) على مساحة 4 آلاف هكتار، بلغ محصول القمح من الأصناف المختلطة 43.3 سنت/هك، وفي الزراعة الأحادية كان 33.7 سنت/هك.

عند حل مشاكل تخضير المجمع الصناعي الزراعي، من الضروري تعلم كيفية إنشاء مشهد زراعي مع مزيج مثالي من النظم الإيكولوجية الاصطناعية والطبيعية، مما سيقلل بشكل كبير من تأثير المجمع الصناعي الزراعي على البيئة. ومن الضروري السعي لتحقيق أفضل تكيف للإنتاج الزراعي مع الظروف الطبيعية الحالية مع الحد الأدنى من التغييرات.

في كل منظر طبيعي، يجب ألا تتجاوز نسبة الأراضي المستخدمة بشكل مكثف (التحضر والأراضي الصالحة للزراعة) والأراضي المستخدمة على نطاق واسع (مزارع الغابات والمروج والمحميات الطبيعية) الحدود المقررة. وبالتالي، يجب ألا تتجاوز مساحة الأراضي المستخدمة بكثافة في التايغا الشمالية 10-20٪ من الأراضي المتقدمة، في التايغا الجنوبية 50-55٪، في غابات السهوب 60-65٪ (Reimers، 1990).

تتمتع مجتمعات الغابات والمستنقعات والمروج الطبيعية والمراعي بأكبر قدر من الاستقرار في النظم البيئية الأرضية. في هذه المرتبة، تحتل النظم الإيكولوجية الزراعية (الحقل، الحديقة) واحدة من الأماكن الأخيرة. لذلك، لزيادة الإنتاجية البيولوجية للنظم الإيكولوجية الزراعية واستدامتها البيئية، من المستحسن أن يكون لديك محتوى أمثل (بالنسبة المئوية) من نباتات الغابات والمروج الطبيعية والمراعي والأنهار والبحيرات والمستنقعات و"الأراضي البور"، وما إلى ذلك، أي ، مزيج من المجتمعات من مختلف العصور البيئية. وبالإضافة إلى ذلك، في التحسين البيئي لهيكل المناظر الطبيعية الزراعية دور كبيريتم لعبها من خلال النسب العلمية لمساحة الأراضي الصالحة للزراعة والمروج والغابات وعدد حيوانات المزرعة. يتم دعم استقرار النظم الإيكولوجية الزراعية أيضًا من خلال مزارع الغابات الوقائية. لديهم تأثير كبير على تنظيم التدفق، والنظام الهيدرولوجي للمنطقة، وتحسين المناخ المحلي، وزيادة غلة المحاصيل الزراعية. تساعد أحزمة الغابات (في السهوب)، التي تشغل 14% فقط من الأراضي الصالحة للزراعة على طول حدود الحقول، على زيادة الإنتاج الزراعي بنسبة 15-20%. يشار أيضًا إلى استقرار النظم الإيكولوجية الزراعية من خلال التأثير المفيد لزراعة الأعشاب المعمرة. تعمل المروج والغابات على تثبيت دورات المغذيات (N، P، K)، وتمنع تطور تآكل التربة، وتمتص وتحييد الأسمدة والمبيدات الحشرية المغسولة من الحقول، مما يمنعها من دخول المسطحات المائية.

تحتاج الزراعة إلى أنظمة زراعية سليمة بيئياً تضمن إنتاجية عالية ومستدامة من المحاصيل الزراعية ذات جودة المنتج الجيدة؛ الزيادة المستمرة في خصوبة التربة. التنظيم المستهدف للنشاط الكيميائي الحيوي للكائنات الحية الدقيقة في التربة، والحد من التلوث البيئي بواسطة المواد الكيميائية الزراعية؛ الاستخدام الأقصى لتقنيات توفير الطاقة للحفاظ على التربة.

قام معهد كوبان الزراعي بتطوير وتطبيق أساليب زراعة الأرز مع انخفاض حاد في استهلاك المياه وبدون مبيدات الأعشاب. على مر السنين في عدة مجالات منطقة كراسنودارلقد نجحوا في العمل باستخدام هذه التكنولوجيا، وحصلوا على متوسط ​​إنتاجية يتراوح بين 75-76 سنت/هكتار. متخصصون في اللغة الإنجليزية في منطقة كراسنودار في 1986-1988. استخدمت تقنية زراعة التربة غير المحراثة باستخدام مبيدات الأعشاب والمبيدات الحشرية ومبيدات الفطريات ومنظمات النمو. بلغ محصول القمح في عام 1987 48 سنتًا/هكتار، وفي نفس المكان مع الزراعة التقليدية للحقل باستخدام المحراث، ولكن بدون مبيدات حشرية - 53.9 سنتًا/هكتار وبتكلفة أقل. كما تم تطوير وتطبيق تقنيات خالية من مبيدات الأعشاب عند زراعة الذرة في إقليم كراسنودار. وفي الوقت نفسه، لا يقل إنتاج الحبوب والكتلة الخضراء، وتنخفض التكاليف المباشرة بنسبة 25-30٪. ويعمل معهد نوفغورود الزراعي بنجاح على تطوير التقنيات دون استخدام الأسمدة المعدنية والمبيدات الحشرية.

التقنيات الخالية من النفايات تسمح لنا بحل ليس فقط المشاكل الأيكولوجيةولكن أيضًا مشكلة تقليل الخسائر الكبيرة في المكونات المفيدة للمواد الخام الموجودة في النفايات. على سبيل المثال، يمكن استخدام الكتلة الحيوية لأي نبات بالكامل في عملية التكنولوجيا الحيوية. عند إنتاجية عالية (> 500 سنت/هكتار)، تحتوي الذرة الرفيعة الحلوة على 22-30% سكريات. أثناء المعالجة، يتم الحصول على شراب السكر والنشا والإيثانول، ويتم استخدام النفايات غير القابلة لإعادة التدوير لإنتاج الغاز الحيوي وكمضافات للنخالة (تشيرنوفا وآخرون، 1989).

طور مجمع ميشورينسكي لتغذية الماشية (منطقة تامبوف) طريقة لاستخدام السماد السائل لري المراعي المروية.

تمتلك العديد من البلدان منشآت لمعالجة النفايات السائلة الناتجة عن مزارع الماشية والتخلص منها. أثناء عملية المعالجة، يتم إطلاق جزء صلب - الحمأة (المستخدمة كسماد عضوي)، وجزء سائل - مياه الصرف الصحي المطهرة (الأسمدة، المياه الصناعية)، وجزء غازي - الغاز الحيوي (يحتوي على 60-70٪ ميثان)، يستخدم كوقود.

مشكلة التخلص من السماد معقدة، لذلك يتم البحث عن طرق جديدة لحلها بشكل أساسي. ويجري تنفيذ تطورات مكثفة لإنشاء المزارع التي من شأنها أن تعمل مثل النظم البيئية الطبيعية، أي. إنتاج خالي من النفايات. تم تصميم مجمع الماشية "محول البروتين" لتسمين الماشية. هذا نظام بيئي اصطناعي مع دورة مغلقة تقريبًا من المواد. يتم تمثيل الكائنات ذاتية التغذية بواسطة الطحالب والخضر المائية أو الكائنات غيرية التغذية - الماشية أو الأغنام (أو الخنازير) أو الطيور أو الأسماك (أو الكركند). جزء واحد من السماد هنا يعمل كسماد للنباتات، والآخر يستخدم لتغذية الحيوانات، والثالث يخضع للتحلل غير الحيوي إلى الأكسجين والهيدروجين. يتم إثراء مساكن الحيوانات بالأكسجين، ويستخدم الهيدروجين كمواد طاقة في مولدات المحولات. منتجات الإخراج للمحول هي فقط الماء النقي واللحوم عالية الجودة.

وبالتالي، يمكننا القول أن جوهر تخضير الزراعة هو ضمان أقصى قدر من العزلة لاستخدام عناصر التغذية المعدنية وتداول الرطوبة، والشفاء الذاتي لخصائص التربة، والحد الأدنى من خسائر المنتجات الزراعية، أي. صفر نفايات، لكي يصبح النظام البيئي الزراعي مستدامًا، من الضروري تقليل تأثير الإنسان عليه إلى الحد الأدنى، لجعله "يعمل" مثل النظام البيئي الطبيعي. مثل هذه المزرعة لن تؤدي إلى الإخلال بالتوازن الطبيعي للمشهد الزراعي بأكمله وستوفر المنتجات اللازمة.