Zprávy 

Agroekosystémy a jejich složky. Způsoby zvýšení odolnosti tuzemského zemědělství vůči nepříznivým podmínkám prostředí Způsoby zvýšení produktivity agroekosystémů

Smlouva o použití materiálů stránek

Žádáme vás, abyste díla zveřejněná na webu používali výhradně pro osobní účely. Publikování materiálů na jiných stránkách je zakázáno.
Toto dílo (a všechny ostatní) je k dispozici ke stažení zcela zdarma. Jeho autorovi a týmu webu můžete v duchu poděkovat.

Odeslat svou dobrou práci do znalostní báze je jednoduché. Použijte níže uvedený formulář

Studenti, postgraduální studenti, mladí vědci, kteří využívají znalostní základnu ve svém studiu a práci, vám budou velmi vděční.

Podobné dokumenty

    Pojem agroekosystém, optimalizace struktury agroekosystémů, zdroje chemické znečištění agroekosystémy, ekologická nerovnováha funkčních vazeb v agroekosystémech. Hodnocení stavu ruských agroekosystémů ve vztahu k polutantům.

    kurzová práce, přidáno 13.11.2003

    Podobnosti a rozdíly mezi přírodními ekosystémy a agroekosystémy. Struktura agrobiocenózy a kulturních rostlin as hlavní složkou v agrofytocenóze. Nebezpečí ztráty biodiverzity na úrovni biosféry a potřeba integrovaného přístupu k agroekosystému.

    práce, přidáno 01.09.2010

    Provádění monitorování životního prostředí agroekosystémy regionu Gatchina Leningradská oblast. Posouzení směru a intenzity procesů degradace půdy a vypracování opatření ke snížení antropogenních vlivů na agroekosystémy regionu.

    práce v kurzu, přidáno 29.12.2014

    Srovnání přírodních a antropogenních ekosystémů podle Millera. Hlavní cíl agroekosystémů, jejich hlavní odlišnosti od přirozených. Koncepce a procesy urbanizace. Funkční zóny městského systému. Prostředí městských systémů a problémy využívání přírodních zdrojů.

    abstrakt, přidáno 25.01.2010

    Pojem, struktura a typy ekosystémů. Udržování vitální činnosti organismů a cirkulace hmoty v ekosystémech. Vlastnosti cirkulace solární energie. Biosféra jako globální ekosystém; interakce živých a neživých věcí, biogenní migrace atomů.

    práce v kurzu, přidáno 07.10.2015

    Vlhkost a adaptace organismů na ni. Typy vztahů mezi organismy v biocenózách. Přenos energie v ekosystémech. Potravinová specializace a energetická bilance spotřebitelů. Antropogenní vliv na litosféru. Procesy vodní a větrné eroze.

    abstrakt, přidáno 21.02.2012

    Cirkulace chemikálií z anorganického prostředí. Podstata velkého (geologického) cyklu. Popis cirkulace látek v biosféře na příkladu uhlíku, dusíku, kyslíku, fosforu a vody. Antropogenní vlivy na přírodní prostředí.

    Krize agrární civilizace a geneticky modifikovaných organismů Glazko Valery Ivanovič

    Tradiční extenzivní způsoby zvyšování produktivity agroekosystémů

    Hlavním morálním problémem lidské evoluce je hlad

    Jeden z hlavních vývojových trendů lidská společnost- neustálé zvyšování úrovně výroby a v konečném důsledku - produktivity práce. To umožnilo člověku v průběhu jeho historie postupně zvyšovat „kapacitu svého prostředí“. Pokud to však demonstruje plnou sílu lidské mysli, pak se při naplňování zvyšující se kapacity prostředí Homo sapiens chová jako jakýkoli jiný biologický druh. Druh naplňuje tuto kapacitu na úroveň, při které se biologické faktory opět stávají regulátory. Podle odhadů OSN v roce 1985 tak smrt hladem ohrožovala téměř 500 milionů lidí, tedy přibližně 10 % světové populace; v roce 1995 asi 25 % lidí trpělo periodickým nebo neustálým hladem. Hlad je hlavním evolučním faktorem lidstva.

    Velkým přínosem k pochopení nebezpečí hladomoru bylo působení mezinárodní nevládní organizace, tzv. „Římského klubu“, vytvořeného v 60. letech 20. století z iniciativy Aurelia Pecceie. Římský klub vyvinul řadu postupně zdokonalovaných modelů, jejichž studium umožnilo uvažovat o některých scénářích možného vývoje budoucnosti Země a osudu lidstva na ní. Výsledky těchto prací znepokojily celý svět. Ukázalo se, že cesta rozvoje civilizace, orientovaná na neustálý růst výroby a spotřeby, vede do slepé uličky, protože není v souladu s omezenými zdroji na planetě a schopností biosféry zpracovávat a neutralizovat průmyslové odpad. Toto ohrožení biosféry Země v důsledku narušení stability ekosystémů se nazývá environmentální krize. Od té doby jak ve vědecké literatuře, tak v běžném tisku, v médiích hromadné sdělovací prostředky Neustále se diskutuje o různých problémech souvisejících s hrozbou planetární, globální ekologické krize.

    Ačkoli po zveřejnění prací Římského klubu přišlo mnoho optimistů s „vyvrácením“ a „odhalením“, nemluvě o vědecké kritice předpovědí prvních globálních modelů (a ve skutečnosti ne zcela dokonalých, jako každý model). komplexního systému), po 20 letech je možné Bylo konstatováno, že reálná úroveň obyvatelstva Země, zpoždění produkce potravin od růstu poptávky po nich, úroveň znečištění přírodní prostředí Ukázalo se, že nárůst incidence a mnoho dalších ukazatelů se blíží tomu, co předpovídaly tyto modely. A protože se ekologie ukázala jako věda, která má metodologii a zkušenosti s analýzou komplexních přírodních systémů, včetně vlivu antropogenních faktorů, začala se krize předpovídaná globálními modely nazývat „ekologická“.

    Přestože je plocha pevniny poloviční než oceány, roční produkce primárního uhlíku v jejích ekosystémech je více než dvojnásobná ve srovnání s oceány (52,8 miliardy tun, respektive 24,8 miliardy tun). Z hlediska relativní produktivity jsou suchozemské ekosystémy 7krát vyšší než produktivita oceánských ekosystémů. Z toho zejména vyplývá, že naděje, že úplný rozvoj biologických zdrojů oceánu umožní lidstvu vyřešit potravinový problém, nejsou příliš oprávněné. Zdá se, že příležitosti v této oblasti jsou malé - již nyní je úroveň využívání mnoha populací ryb, kytovců, ploutvonožců téměř kritická pro mnoho komerčních bezobratlých - měkkýše, korýše a další, kvůli výraznému poklesu jejich počtu přirozené populace, stalo se ekonomicky výnosným jejich chov na specializovaných mořských farmách, rozvíjejících se marikultura. Přibližně stejná situace je u jedlých řas, jako je chaluha (mořská řasa) a fucus, stejně jako u řas průmyslově využívaných k výrobě agar-agaru a mnoha dalších cenných látek (Rozanov, 2001).

    Rozvojové země a země s transformující se ekonomikou usilují především o potravinovou nezávislost. Chtějí produkovat jídlo sami a nejsou závislí na jiných zemích, protože jídlo je možná nejimpozantnější politickou zbraní a nátlakovou zbraní v moderní svět(například Rusko, které dováží až 40 procent potravin). Ke zdvojnásobení produkce potravin a odstranění závislosti jsou zapotřebí nové technologie, znalost genů určujících produktivitu a další důležité věci spotřebitelské vlastnosti hlavní zemědělské plodiny. Bude také třeba vykonat vážnou práci na přizpůsobení těchto plodin specifickým podmínkám prostředí v těchto zemích. Jinými slovy, musíme se spolehnout na transgenní nebo geneticky modifikované organismy (GMO), jejichž pěstování je mnohem levnější, méně znečišťuje a nevyžaduje zapojení nových území.

    Svět byl stále nedokonalý a takový zůstává. První Světová potravinová konference se konala před více než 30 lety, v roce 1974. Odhaduje se, že na celém světě je 840 milionů obětí chronické podvýživy. Navzdory odporu mnohých poprvé prohlásila „ nezcizitelné právo osvobození od hladu."

    Výsledky implementace tohoto práva byly shrnuty na Světovém potravinovém fóru v Římě o 22 let později. Zaznamenal zhroucení nadějí světového společenství omezit hlad, protože situace na frontě boje proti tomuto společenskému zlu zůstala nezměněna. Římská schůzka v tomto ohledu nastínila skromnější cíle – snížit počet hladovějících do roku 2015 na minimálně 400 milionů lidí.

    Od té doby se tento problém ještě zhoršil. Jak je uvedeno ve zprávě generálního tajemníka OSN Kofiho A. Anana „Předcházení válkám a katastrofám“, dnes životní minimum přesahuje 1,5 miliardy lidí. - méně než dolar denně, 830 milionů trpí hladem. Za období 1960-2000. produkce všech druhů zemědělských produktů vzrostla z 3,8 mld. na 7,4 mld. t. Množství vyrobených potravin v průměru na osobu však zůstalo nezměněno (1,23 t/osobu). V současnosti je téměř polovina světové populace podvyživená a čtvrtina hladoví. V zemích západní Evropy, Severní Ameriky a Japonska, kde je chemicko-technologická intenzifikace nejrozšířenější Zemědělství a je domovem pro méně než 20 % světové populace, pokud jde o každého člověka, spotřebuje se 50krát více zdrojů ve srovnání s rozvojovými zeměmi a asi 80 % veškerého nebezpečného průmyslového odpadu se uvolňuje do životního prostředí (zpráva komise WHO), což staví každého na pokraj ekologické katastrofy lidstva.

    Zemědělství je jedinečná lidská činnost, kterou lze považovat za umění i vědu. A vždy hlavní cíl Tato činnost nadále zvyšovala produkci, která nyní dosáhla 5 miliard tun ročně. Aby bylo možné uživit rostoucí světovou populaci, bude se toto číslo muset do roku 2025 zvýšit alespoň o 50 %. Zemědělští producenti však budou schopni takového výsledku dosáhnout pouze tehdy, budou-li mít přístup k nejpokročilejším metodám pěstování nejvýnosnějších odrůd kulturních rostlin kdekoli na světě. K tomu potřebují také ovládat všechny nejnovější výdobytky zemědělské biotechnologie, zejména produkci a pěstování geneticky modifikovaných organismů.

     Z knihy Pránájáma. Vědomý způsob dýchání. autor Gupta Ranjit Sen

    1.4. Dýchací cesty Maxilární dutiny, hltan, hrtan, mimohrudní (nad hrudníkem) části průdušnice atd., přenášející proudění vzduchu z okolí dolů do plicních sklípků přes dýchací portály těla a také nos a ústa , jsou definovány jako

    Z knihy Život lesní divočiny autor Sergejev Boris Fedorovič

    Z knihy Nová věda o životě autor Sheldrake Rupert

    7.3. Změněné dráhy morfogeneze Zatímco faktory ovlivňující morfogenetická embrya vyvolávají v morfogenezi kvalitativní účinky, jako je absence jakékoli struktury nebo nahrazení jedné struktury jinou, mnoho genetických faktorů nebo vlivů

    Z knihy Cesty, kterými se vydáváme autor Popovský Alexandr Danilovič

    Z knihy Myslí zvířata? od Fischela Wernera

    Naučené objížďky V přírodě nemůže zvíře vždy dosáhnout svého cíle přímou cestou, ať už hledáním potravy nebo útěkem. Někdy mu cestu blokují neprostupné houštiny, jindy rybník nebo strmá skalní stěna. Obcházením těchto překážek zvíře získává

    Z knihy Oddities of Evolution 2 [Chyby a selhání v přírodě] od Zittlau Jörg

    Tučňák na hladové cestě Pod vodou je tučňák opravdové eso. Jeho vřetenovité tělo je ukryto tak hluboko v přílivu a odlivu, že se nad hladinu zvedá jen jeho hlava, krk a část zad. Jeho kosti – na rozdíl od kostí jeho létajících bratranců – obsahují velmi málo vzduchu,

    Z knihy Svět lesní divočiny autor Sergejev Boris Fedorovič

    ZÁSOBOVACÍ TRASY U pobřeží východního Krymu, kde se tyčí majestátní pohoří Karadag, se přímo z modrých vod Černého moře tyčí grandiózní skála Golden Gate, která vypadá jako obrovský oblouk zakončený věží. Staří obyvatelé okolních měst a obcí,

    Z knihy Neandrtálci [Historie neúspěšného lidstva] autor Vishnyatsky Leonid Borisovič

    Z knihy Příběhy o bioenergii autor Skulačev Vladimír Petrovič

    Kapitola 4. Dvě cesty Skutečnost nebo artefakt? Profesor S. Severin, když se dozvěděl, že jsem po Scharfschwertovi zvládl zámořskou techniku, požádal mě, abych ji aplikoval na jiný předmět: místo jater krysy jsem musel vzít prsní sval holuba. Můj šéf to měl v plánu

    Z knihy Svět zvířat. Svazek 6 [Pet Tales] autor Akimushkin Igor Ivanovič

    Začátek cesty Jednoho dne, když jsem si prohlížel nové časopisy v knihovně biologického oddělení, narazil jsem v Nature na krátký článek s názvem „Spojení oxidace a fosforylace mechanismem chemiosmotického typu“. Autor P. Mitchell - nové jméno v bioenergii. A termín

    Z knihy Syrová strava proti předsudkům. Evoluce ve výživě člověka autor Demchukov Artyom

    Na cestě k domestikaci „Domestikace“ znamená „zdomácnění“. Existují druhy zvířat domestikovaných lidmi, která jsou blízko k domestikaci. A jedním z nejpravděpodobnějších kandidátů je antilop africký. Ve skutečnosti existoval již ve starověkém Egyptě

    Z knihy Energie života [Od jiskry k fotosyntéze] od Isaaca Asimova

    Začátek cesty... Není žádným tajemstvím, že v naší společnosti se ustálil tradiční názor, že konzumace masa je pro člověka přirozená. V tomto ohledu nemá „obyčejný“ představitel této společnosti prakticky žádnou šanci dozvědět se o důsledcích s tím spojených

    Z knihy Mistři Země od Wilsona Edwarda

    Kapitola 24. KAM SE VŠECHNY CESTY OBRAZUJÍ Poslední čtyři kapitoly byly tak či onak věnovány procesům spojeným s katabolismem glukózy – nejprve kyselině mléčné prostřednictvím anaerobní glykolýzy, poté oxidu uhličitému a vodě prostřednictvím Krebsova cyklu. Nelze to však říci

    Z knihy Virolution. Nejdůležitější kniha o evoluci od dob Richarda Dawkinse The Selfish Gene od Ryana Franka

    2. Dvě cesty dobývání Lidé vytvářejí kultury pomocí tvárných jazyků. Vymýšlíme symboly, kterým rozumíme, a používáme je k budování komunikačních sítí, které jsou o mnoho řádů větší než u zvířat. Dobyli jsme biosféru a zdevastovali ji jako žádný jiný druh

    Z knihy Tajemství pohlaví [Muž a žena v zrcadle evoluce] autor Butovská Marina Lvovna

    15. Na konci cesty Skutečně, čím více se dívám na výtvory přírody, tím více jsem připraven v ní vidět ty nejneuvěřitelnější věci. Plinius V úvodu této knihy jsem vás, čtenáře, pozval, abyste se se mnou vydali na neobvyklou cestu. Doufám, že jste nyní na vlastní oči viděli, jak na to

    Z autorovy knihy

    Tradiční a moderní názory na vývoj společnosti (existoval matriarchát?) Po dlouhou dobu v národní historie primitivnost, převládal názor na jednotné cesty sociální evoluce v různých oblastech světa. V rámci těchto představ se věřilo, že v

    Výraz „zelená revoluce“ poprvé použil v roce 1968 ředitel americké agentury pro mezinárodní rozvoj V. Goud, snažící se charakterizovat průlom dosažený v produkci potravin na planetě díky rozsáhlému rozšíření nových vysoce výnosných a nízko rostoucích odrůd pšenice a rýže v asijských zemích, které trpěly nedostatkem potravin. Znamenalo to začátek nové éry ve vývoji zemědělství na planetě, éry, ve které byla zemědělská věda schopna nabídnout řadu vylepšených technologií v souladu se specifickými podmínkami charakteristickými pro farmy v rozvojových zemích. To si vyžádalo zavedení velkých dávek minerálních hnojiv a meliorantů, použití celé škály pesticidů a mechanizačních prostředků, což mělo za následek exponenciální nárůst nákladů na vyčerpatelné zdroje na každou další jednotku úrody, včetně kalorií v potravinách.

    Ideolog zelené revoluce Norman Borlaug, který za její výsledky obdržel v roce 1970 Nobelovu cenu, varoval, že zvýšení výnosů pomocí tradičních metod může zajistit potravu pro 6–7 miliard lidí. Demografický růst vyžaduje nové technologie při vytváření vysoce produktivních odrůd rostlin, plemen zvířat a kmenů mikroorganismů, které uživí populaci více než 10 miliard lidí.

    Práce, kterou zahájil N.I. Vavilov a N. Borlaug a jeho kolegové v Mexiku v roce 1944 prokázali extrémně vysokou účinnost cíleného výběru při vytváření vysoce výnosných odrůd zemědělských rostlin. Koncem 60. let umožnila široká distribuce nových odrůd pšenice a rýže mnoha zemím světa (Mexiko, Indie, Pákistán, Turecko, Bangladéš, Filipíny atd.) zvýšit výnos těchto důležitých plodin o 2 -3krát nebo vícekrát. Negativní stránky „zelené revoluce“ však byly brzy odhaleny. Zřejmě kvůli tomu, že to bylo hlavně technologické, ne biologické.

    Úspěchy selekce jsou velké, její podíl na zvýšení produktivity nejdůležitějších zemědělských plodin za posledních 30 let se odhaduje na 40–80 %. Hybridizace hraje důležitou roli ve zvyšování efektivity zemědělství. Při křížovém opylení kukuřice se tedy tvoří silnější a produktivnější hybridy. Ve firmě Plant Genetic System v Gentu se takové hybridy podařilo získat nejen pro kukuřici, ale také pro řepku. Čína plně zajistila svou potravinovou bezpečnost. Právě v Číně bylo dosaženo velkého úspěchu ve šlechtění rýže. Jedná se především o vysoce výnosné hybridy (Golden Falls aj.) založené na tradičních lokálních odrůdách s výnosem 12-18 t/ha místo obvyklých 2,5-3. Nyní se pěstují na rozsáhlých územích v Číně, Vietnamu a dalších zemích jihovýchodní Asie.



    Složitost způsobů tvorby odrůd se ukáže, pokud například vezmeme v úvahu seznam požadavků na novou odrůdu pšenice podle klasického výpočtu N.I.Vavilova. Mezi vlastnosti, které musí nová odrůda splňovat, patří 46 bodů: vysoká hmotnost 1000 semen; velké ucho, které při zrání neopadává; obilí, které neklíčí na kořeni a ve snopech; odolná, nepoléhající sláma; optimální poměr hmoty zrna a slámy; imunita vůči škůdcům a chorobám; odolnost vůči suchu; vhodnost pro mechanizovanou sklizeň atd. Nyní počet požadavků ještě vzrostl. Čím více znaků se šlechtitel snaží zkombinovat v jedné odrůdě nebo hybridu, tím nižší je míra umělé selekce, tím více času zabere vytvoření nové odrůdy. Přítomnost negativních genetických a bioenergetických korelací mezi znaky výrazně snižuje rychlost tvorby nových odrůd.

    Zvyšování efektivity šlechtitelského procesu zahrnuje kontrolu celého komplexu populačních genetických vlastností a především zasolování půdy způsobené špatně navrženými zavlažovacími systémy a také znečištění půd a vodních ploch, z velké části nadměrným používáním hnojiv. a chemické pesticidy.

    Vyhlídky na řešení problému hladu pomocí tradičních chovatelských přístupů nejsou povzbudivé. Do roku 2015 budou asi 2 miliardy lidí žít v chudobě. Pěstitelé rostlin se tento problém dlouhodobě pokoušeli řešit, dlouhodobě se zabývají šlechtěním nových, vysoce produktivních odrůd, tradičními způsoby křížením a selekcí, tzn. přirozenými cestami, jejichž hlavní nevýhodou je nespolehlivost a malá pravděpodobnost, že chovatel dostane to, co plánoval. Navíc život často nestačí k vytvoření nové odrůdy, tzn. příliš velká časová investice.

    Obvykle se pro získání nových odrůd a plemen zvířat používá křížení a metody radiační a chemické mutageneze. Mezi problémy, které omezují možnosti tradiční selekce, lze vyzdvihnout následující: získání jednoho požadovaného genu je často doprovázeno ztrátou jiného; některé geny zůstávají navzájem propojeny, takže je mnohem obtížnější oddělit ty pozitivní

    Hlavní výhody metod genového inženýrství spočívají v tom, že umožňují přenos jednoho nebo více genů z jednoho organismu do druhého bez složitého křížení a dárce a příjemce nemusí být nutně blízcí příbuzní. To dramaticky zvyšuje rozmanitost proměnných vlastností a urychluje proces získávání organismů s požadovanými vlastnostmi. Selekce vyzbrojená metodami genetického inženýrství nemůže vyřešit všechny problémy najednou, ale zaručuje, byť skromná, silnou, kontinuální a efektivní pokrok v zemědělství.

    Nahrazení geneticky rozmanitých místních odrůd novými vysoce výnosnými odrůdami a hybridy výrazně zvýšilo zranitelnost agrocenóz, což bylo nevyhnutelným důsledkem vyčerpání druhové skladby a genetické diverzity agroekosystémů. Masivní šíření škodlivých druhů bylo zpravidla usnadněno vysokými dávkami hnojiv, zavlažováním, zahušťováním plodin, přechodem na monokulturu, systémy minimálního a nulového zpracování půdy atd.

    Moderní odrůdy umožňují zvýšit průměrný výnos díky více efektivní způsoby pěstování rostlin a péče o ně, kvůli jejich větší odolnosti vůči hmyzím škůdcům a hlavním chorobám. Umožňují však získat znatelně větší úrodu pouze tehdy, je-li jim poskytnuta náležitá péče a přísné provádění agrotechnických postupů v souladu s kalendářem a fází vývoje rostlin (hnojení, zálivka, kontrola vlhkosti půdy a hubení škůdců). Zvyšuje se závislost produktivity agroekosystémů na technogenních faktorech, zrychlují se procesy a zvyšuje se rozsah znečištění a ničení životního prostředí. Při zavádění nových odrůd jsou nutná další opatření k boji proti plevelům, škůdcům a chorobám.

    Intenzivní technologie vede k degradaci půdy; zavlažování, které nezohledňuje vlastnosti půdy, způsobuje erozi půdy; hromadění pesticidů ničí rovnováhu a regulační systémy mezi druhy – ničí užitečné druhy spolu se škodlivými, někdy stimulujícími nekontrolovanou reprodukci škodlivého druhu, který se stal odolným vůči pesticidům; toxické látky, obsažené v pesticidech, přecházejí do potravinářských výrobků a zhoršují zdraví spotřebitelů atd.

    Mnoho odborníků se domnívá, že v 21. stol. Přichází druhá „zelená revoluce“, technologická DNA. Bez toho nebude možné zajistit lidskou existenci pro všechny, kteří přijdou na tento svět. Bude zapotřebí značného úsilí, jak tradičního šlechtění, tak moderních zemědělských DNA technologií, aby bylo dosaženo genetického zlepšení potravinářských rostlin tempem, které by umožnilo do roku 2025. uspokojit potřeby 8,3 miliardy lidí.

    Biologické způsoby udržování úrodnosti půdy - organická hnojiva, střídání a optimální kombinace plodin, přechod od chemické ochrany rostlin k biologické, přesně odpovídající místním vlastnostem půd a klimatu, způsoby zpracování půdy (například orba bez pluhu) - potřebné podmínky stačí udržet a zvýšit úrodnost půdy a stabilizovat produkci potravin Vysoká kvalita a bezpečné pro lidské zdraví.

    Biotechnologie v rostlinné výrobě. Všechny biotechnologické stupně výrobní procesy realizované pomocí živých organismů. Většina klasických biotechnologických metod využívá enzymatické procesy a ve většině případů jsou předmětem výzkumu mikroorganismy. Nepopiratelný význam však mají i další živé organismy, rostliny a živočichové, jejichž zdokonalování se provádí tradičními metodami genetiky, selekce, fyziologie, biochemie atd. Univerzálnost moderní biotechnologie se projevuje v širokém využití tzv. metody buněčného a genetického inženýrství.

    Lidstvo s nadějí vyhlíží vytvoření takových buněčných kultur, s jejichž pomocí bude možné vyrábět cenné léky, odstraňovat řadu dědičných, rakovinových a dalších nemocí, pomáhat čistit a zlepšovat ekologický stav životního prostředí. Obzvláště slibná je možnost získání nových vysoce produktivních forem rostlin se zlepšenými ukazateli kvality produktu. Dnešní tempo vývoje biotechnologií lze přirovnat k působivému pokroku počítačové vybavení před více než 20 lety a impulsem k tomu bylo zrození genetického a buněčného inženýrství.

    Zdokonalování pěstovaných odrůd a zvyšování jejich produktivity. Výzkumné práce na výběru nových vysoce výnosných odrůd obilovin, především pšenice, začaly po druhé světové válce. Nové odrůdy pšenice byly vyvinuty v Mexiku a rýže na Filipínách. Výraz „zelená revoluce“ se objevil v polovině 60. let. po zavedení těchto odrůd do pěstování navrhují celou řadu opatření zaměřených na zvýšení produktivity zemědělství. Dosažené výsledky při výběru nových vysoce výnosných odrůd lze zaznamenat jako přínos tradičního výzkumu genetiky a vyvažování rostlin. Technologie použitá k jejich získání byl přenos křížením celých „konstelací“ chromozomálních determinant.

    Nejčastěji nejsou všechny vlastnosti jedince příznivé. Například obiloviny, které rostou se vzpřímenými listy (vlastnost výhodná pro husté setí), mohou mít menší klasy, a proto budou produkovat méně zrn. Aby chovatel uspěl při výběru linií s agronomicky hodnotnými vlastnostmi, musí mít trpělivost a vysokou zručnost.

    Druhá zelená revoluce, o které se začalo hovořit v polovině 70. let, i když k ní dodnes nedošlo, bude výsledkem výzkumu zaměřeného na selekci a pěstování nových rostlin: odolných vůči chorobám, škůdcům a suchu, a které lze pěstovat bez použití hnojiv a pesticidů.

    Šikovná kombinace in vitro kultivačních metod s klasickými selekčními metodami výrazně urychlí selekční proces.

    Dříve jsme diskutovali (kapitola 4.1), že každou minutu přijmou 2 kalorie sluneční energie na 1 cm 2 horní vrstvy zemské atmosféry – tzv. sluneční konstanta, nebo konstantní. Spotřeba světelné energie rostlinami je relativně malá. V procesu fotosyntézy se využívá pouze malá část slunečního spektra, tzv. PAR (fotosynteticky aktivní záření o vlnové délce 380-710 nm, 21-46 % slunečního záření). V mírném klimatickém pásmu na zemědělských pozemcích nepřesahuje účinnost fotosyntézy 1,5-2% a nejčastěji je to 0,5%.

    V rozvíjejícím se globálním zemědělství se několik typů ekosystémů liší množstvím energie dodávané a využívané člověkem a jejím zdrojem (M.S. Sokolov et al. 1994).

    1. Přírodní ekosystémy. Jediným zdrojem energie je slunce (oceán, horské lesy). Tyto ekosystémy představují hlavní podporu života na Zemi (příliv energie v průměru 0,2 kcal/cm 2 rok).

    2. Vysoce produktivní přírodní ekosystémy. Kromě solární energie se využívají i další přírodní zdroje energie (uhlí, rašelina atd.). Patří sem ústí řek, delty velkých řek, vlhké Deštné pralesy a další přírodní ekosystémy s vysokou produktivitou. Zde se v přebytku syntetizuje organická hmota, která se využívá nebo akumuluje (příliv energie v průměru 2 kcal/cm 2 rok).

    3. Agroekosystémy blízké přirozeným ekosystémům. Spolu se sluneční energií se využívají další zdroje vytvořené člověkem. Patří sem zemědělství a vodní systémy, které produkují potraviny a suroviny. Doplňkovými zdroji energie jsou fosilní paliva, metabolická energie lidí a zvířat (přísun energie v průměru 2 kcal/cm 2 rok).

    4. Intenzivní agroekosystémy. Souvisí se spotřebou velkého množství ropných produktů a agrochemikálií. Jsou produktivnější ve srovnání s předchozími ekosystémy, vyznačující se vysokou energetickou náročností (příliv energie v průměru 20 kcal/cm 2 rok).

    5. Průmyslový(městský) ekosystémy. Dostávají hotovou energii (plyn, uhlí, elektřina). Patří sem města, příměstské a průmyslové oblasti. Jsou to jak generátory zlepšení života, tak zdroje znečištění životního prostředí (protože se nepoužívá přímá sluneční energie):

    Tyto systémy jsou biologicky příbuzné s předchozími. Průmyslové ekosystémy jsou velmi energeticky náročné (průměrný příliv energie 200 kcal/cm 2 rok).

    Základní charakteristické rysy fungování přírodních ekosystémů a agroekosystémů.

    1. Jiný směr výběr. Přírodní ekosystémy se vyznačují přirozeným výběrem, který vede k jejich základní vlastnosti - stabilitě, vymetání nestabilních, neživotaschopných forem organismů ve svých společenstvech.


    Agroekosystémy jsou vytvářeny a udržovány lidmi. Hlavní věc je zde umělý výběr, která je zaměřena na zvýšení výnosů plodin. Výnos odrůdy často nesouvisí s její odolností vůči faktorům prostředí a škůdcům.

    2. Diverzita ekologického složení fytocenózy zajišťuje stabilitu složení produktu v přirozeném ekosystému při kolísání povětrnostních podmínek v různých letech. Potlačení některých rostlinných druhů vede ke zvýšení produktivity jiných. V důsledku toho si fytocenóza a ekosystém jako celek zachovávají schopnost vytvářet určitou úroveň produkce v různých letech.

    Agrocenóza polních plodin je monodominantní a často jednoodrůdové společenstvo. Všechny rostliny v agrocenóze jsou nepříznivými faktory ovlivněny stejně. Inhibici růstu a vývoje hlavní plodiny nelze kompenzovat zvýšeným růstem jiných rostlinných druhů. A v důsledku toho je udržitelnost produktivity agrocenózy nižší než v přirozených ekosystémech.

    3. Přítomnost druhové diverzity složení rostlin s různými fenologickými rytmy umožňuje fytocenóze jako ucelenému systému kontinuálně provádět výrobní proces po celé vegetační období, plně a hospodárně využívat zdroje tepla, vláhy a živin.

    Vegetační doba pěstovaných rostlin v agrocenózách je kratší než vegetační doba. Na rozdíl od přirozených fytocenóz, kde druhy s různými biologickými rytmy dosahují maxima biomasy v různých obdobích vegetace, v agrocenóze probíhá růst rostlin současně a sled vývojových fází je zpravidla synchronizován. Doba interakce fytokomponenty s ostatními složkami (např. půdou) v agrocenóze je tedy mnohem kratší, což přirozeně ovlivňuje intenzitu metabolických procesů v celém systému.

    Rozdílné načasování vývoje rostlin v přirozeném ekosystému a simultánnost jejich vývoje v agrocenóze vedou k odlišnému rytmu výrobního procesu. Rytmus produkčního procesu např. v přirozených travnatých ekosystémech udává rytmus destrukčních procesů nebo určuje rychlost mineralizace rostlinných zbytků a dobu její maximální a minimální intenzity. Rytmus destrukčních procesů v agrocenózách závisí v mnohem menší míře na rytmu výrobního procesu, a to z toho důvodu, že nadzemní rostlinné zbytky se do půdy a do půdy dostávají na krátkou dobu zpravidla při koncem léta a začátkem podzimu a jejich mineralizace se provádí především způsobem pro příští rok.

    4. Významný rozdíl mezi přírodními ekosystémy a agroekosystémy je stupeň kompenzace oběhu látek v ekosystému. Cykly látek (chemických prvků) v přírodních ekosystémech probíhají v uzavřených cyklech nebo se blíží kompenzaci: vstup látky do cyklu za určité období se v průměru rovná výstupu látky z cyklu a odtud v rámci cyklus vstup látky do každého bloku je přibližně roven výstupu látky z něj (obr. 18.5).

    Rýže. 18.5. Cyklování živin v

    přirozený ekosystém (podle A. Tarabrin, 1981)

    Antropogenní vlivy narušují uzavřený koloběh látek v ekosystémech (obr. 18.6).

    Rýže. 18.6. Cyklování živin v

    agroekosystém (podle A. Tarabrin, 1981)

    Část látky v agrocenózách je nenávratně odstraněna z ekosystému. Při vysokých rychlostech aplikace hnojiv pro jednotlivé prvky lze pozorovat jev, kdy množství živin vstupujících do rostlin z půdy je menší než množství živin vstupujících do půdy z rozkládajících se rostlinných zbytků a hnojiv. U ekonomicky užitečných produktů v agrocenózách je 50-60 % organické hmoty odcizeno jejímu množství akumulovanému v produktech.

    5. Přírodní ekosystémy jsou systémy, abych tak řekl, autoregulační, a agrocenózy - ovládaný člověkem. K dosažení svého cíle člověk v agrocenóze do značné míry mění nebo kontroluje vliv přírodních faktorů, zvýhodňuje růst a vývoj, především složkám produkujícím potravu. Hlavním úkolem v tomto ohledu je najít podmínky pro zvýšení produktivity při minimalizaci energetických a materiálových nákladů a zvýšení úrodnosti půdy. Řešení tohoto problému spočívá v maximálním využití přírodních zdrojů agrofytocenózami a vytvoření kompenzovaných cyklů chemických prvků v agrocenózách. Úplné využití zdrojů je dáno genetickými vlastnostmi odrůdy, délkou vegetačního období, heterogenitou složek ve společných plodinách, vrstvením výsevu atd.

    V důsledku toho uzavírá M.S. Sokolov et al., (1994), nejpřísnější kontrolu stavu agroekosystémů, která vyžaduje značné energetické výdaje, lze provádět pouze v uzavřeném prostoru. Tato kategorie zahrnuje polootevřené systémy s velmi omezené komunikační kanály s vnějším prostředím (skleníky, komplexy hospodářských zvířat), kde je regulována a do značné míry kontrolována teplota, záření a cirkulace minerálních a organických látek. Tento - témata řízených agroekosystémů. Všechny ostatní agroekosystémy - OTEVŘENO. Na lidské straně je efektivita kontroly tím vyšší, čím jsou jednodušší.

    V napůl otevřená A OTEVŘENO systémů se lidské úsilí redukuje na zajištění optimální podmínky růst organismů a přísná biologická kontrola jejich složení. Na základě toho vznikají následující praktické úkoly:

    Za prvé, úplná eliminace nežádoucích druhů, kdykoli je to možné;

    Za druhé, výběr genotypů s vysokou potenciální produktivitou.

    Obecně platí, že koloběh látek propojuje různé druhy obývající a^oekosystémy (obr. 18.7).

    Rýže. 18.7. Tok energie v pasteveckém agroekosystému

    (podle N.A. Urazaeva et al., 1996):

    Poznámka: bílé šipky znázorňují migraci látek od producentů k primárním a sekundárním spotřebitelům, černé šipky znázorňují mineralizaci organických zbytků rostlin a živočichů

    V biosféře jsou nositeli energie i mnohé cirkulující látky biogenního původu. Rostliny procesem fotosyntézy přeměňují zářivou energii Slunce na energii chemických vazeb organických látek a akumulují ji ve formě sacharidů – potenciálních nosičů energie. Tato energie je zahrnuta do koloběhu výživy od rostlin přes fytofágy až po konzumenty vyšších řádů. Množství vázané energie neustále klesá, jak se pohybuje podél trofického řetězce, protože značná část je vynaložena na udržení životních funkcí spotřebitelů. Díky energetickému cyklu je v ekosystému zachována rozmanitost forem života a systém zůstává udržitelný.

    Podle M.S. Sokolov et al., (1994) vypadá spotřeba fotosyntetické energie rostlin v agroekosystému na příkladu pastvin ve středním Rusku následujícím způsobem:

    Asi 1/6 energie spotřebované rostlinami je vynaložena na dýchání;

    Asi 1/4 energie se dostává do těla býložravých zvířat. 50 % z toho přitom končí ve zvířecích exkrementech a mrtvolách;

    Obecně platí, že spolu s odumřelými rostlinami a fytofágy jsou asi 3/4 původně absorbované energie obsaženy v odumřelé organické hmotě a o něco více než 1/4 je vyloučena z ekosystému při dýchání ve formě tepla.

    Ještě jednou poznamenejme, že tok energie v potravním řetězci agroekosystému podléhá zákonu přeměny energie v ekosystémech, tzv. Lindemannův zákon nebo zákon je 10%. Podle Lindemannova zákona se pouze část energie přijaté na určité trofické úrovni agrocenózy (biocenózy) přenáší na organismy umístěné na vyšších trofických úrovních (obr. 18.8).

    Rýže. 18.8. Energetické ztráty v potravním řetězci (podle T. Millera, 1994)

    K přenosu energie z jedné úrovně na druhou dochází s velmi nízkou účinností. To vysvětluje omezené množstvíčlánky potravního řetězce, bez ohledu na tu či onu agrocenózu.

    Množství energie vyrobené v konkrétním přírodním ekosystému je celkem stabilní hodnota. Díky schopnosti ekosystému produkovat biomasu dostává člověk potravu, kterou potřebuje a mnoho technické prostředky. Jak již bylo poznamenáno, problém poskytování potravy rostoucí lidské populaci je především problémem zvyšování produktivity agroekosystémů (zemědělství), Obr. 18.9.


    Obr. 18.9. Vývojový diagram produktivity agroekosystému


    Vliv člověka na ekologické systémy, spojený s jejich ničením nebo znečišťováním, přímo vede k přerušení toku energie a hmoty, a tedy ke snížení produktivity. Prvním úkolem, před kterým lidstvo stojí, je proto zabránit poklesu produktivity agroekosystémů a po jeho vyřešení lze vyřešit druhý nejdůležitější úkol – zvýšení produktivity.

    V 90. letech XX století roční primární produktivita obdělávané půdy na planetě byla 8,7 miliardy tun a energetická rezerva byla 14,7 × 1017 kJ.

    Co potřebuje zemědělství?

    Cílem moderního zemědělství je získat vysoké a udržitelné výnosy pěstovaných plodin, a to tak, aby podíl úrody, která zůstává a hromadí se v krajině, byl co nejmenší než ten, který využívá člověk. Pokud jde o strategii přírody, ta směřuje, jak je patrné z výsledku sukcesního procesu, k opačné účinnosti.

    Člověk se snaží získat co nejvíce produkce z krajiny rozvojem a udržováním ekosystémů v raných fázích sukcese, obvykle monokultur. Přestože produktivita biomasy monokultur je vysoká, samotný agroekosystém je velmi zranitelný. Nezralé komunity na raná stadia ekologická sukcese má jen několik druhů a docela jednoduché obvody potraviny sestávající převážně z výrobců a spíše malých rozkladačů. Rostliny v těchto společenstvech jsou obvykle nízko rostoucí letničky. Dostanou jistotu materiální zdroje z jiných ekosystémů, protože samy o sobě jsou příliš jednoduché na to, aby zachovaly a zpracovaly mnoho živin, které dostávají.

    Lidé potřebují nejen jídlo a oblečení, potřebují také atmosféru vyváženou v poměru CO2 a O2, čistou vodu a úrodnou půdu. Donedávna lidstvo považovalo za samozřejmé, že mu příroda zajišťuje výměnu plynů, čištění vody, koloběhy živin a další ochranné funkce soběstačných ekosystémů. Bylo tomu tak, dokud se světová populace a lidské zásahy do životního prostředí nezvýšily natolik, že to začalo ovlivňovat regionální a globální rovnováhu.

    Hlavní faktory způsobující narušení ekologické rovnováhy v zemědělské krajině lze rozdělit do 2 skupin:

    1. Přírodní katastrofy a povětrnostní a klimatické anomálie: hurikány, povodně, sucha, požáry, posuny v cykličnosti vegetačního období.

    2. Iracionální lidské aktivity: znečišťování životního prostředí, iracionální využívání přírodních zdrojů, odlesňování, rozorávání svahů, nadměrné spásání, zavlažování, nadměrné používání chemikálií atd.

    Vliv člověka na biosféru představuje obrovské nebezpečí.

    Za prvé, existují významné změnyživotní prostředí. Americký ekolog B. Nebel považuje možné oteplování klimatu, „skleníkový efekt“, za největší přicházející katastrofu. Skleníkovým efektem se rozumí postupné oteplování klimatu na naší planetě v důsledku zvýšení koncentrace antropogenních nečistot v atmosféře (CO2 ~ 66 %, metan ~ 18 %, freony ~ 8 %, oxidy dusíku ~ 3 % a další plyny ~ 5 %), které procházejí sluneční paprsky, zabránit dlouhovlnnému tepelnému záření ze zemského povrchu. Část tohoto absorbovaného tepelného záření z atmosféry je vyzařována zpět na zemský povrch a vytváří skleníkový efekt. Předpokládá se, že důsledkem oteplování klimatu bude tání věčného sněhu a ledu a zvýšení hladiny moří asi o 1,5 m, což způsobí zaplavení asi 5 milionů km2 půdy, nejúrodnější a nejhustěji osídlené. Proto na Mezinárodní konference o změně klimatu (Toronto, 1979) byl vyjádřen názor, že „konečné důsledky skleníkového efektu lze srovnávat pouze s globální jadernou válkou“.

    Problém kyselého srážení není novým jevem. Poprvé byly zaregistrovány v roce 1907 v Anglii. K dnešnímu dni se vyskytly případy srážení s pH 2,2-2,3 (kyselost domácího octa). Oxid siřičitý je hlavní znečišťující látkou odpovědnou za výskyt kyselých srážek (~ 70 %), 20–30 % kyselých srážek je spojeno s oxidem dusíku a dalšími plyny. Při spalování paliva se do atmosféry uvolňují SO2 a oxidy dusíku, které postupně reagují s vodní párou za vzniku kyselin. Nejvýrazněji negativní dopad na půdy mají kyselé srážky, které způsobují acidifikaci půd, což má za následek zvýšené vyplavování živin a sníženou aktivitu rozkladačů, fixátorů dusíku a dalších organismů v půdním prostředí. Kyselé srážení také zvyšuje pohyblivost těžkých kovů (kadmium, olovo, rtuť) a uvolňuje hliník, který je ve volné formě toxický. Všechny tyto látky (hliník, těžké kovy, dusičnany apod.) pronikají do podzemních vod a způsobují zhoršení kvality pitné vody.

    Ovlivněním vegetace kyselé srážky podporují vyplavování živin (Ca, Mg, K), cukrů, bílkovin a aminokyselin z rostlin. Poškozují mechanické tkáně, zvyšují pravděpodobnost, že jimi proniknou patogenní bakterie a houby, což přispívá k propuknutí počtu hmyzu - v důsledku toho klesá produktivita fotosyntézy.

    Zničení ozonové vrstvy atmosféry představuje obrovské nebezpečí. Ozonová clona se nachází ve výšce 9-32 km. Koncentrace ozonu v něm je 0,01-0,06 mg2/m3. Pokud je ozón obsažený v hranicích stínítka izolován ve své čisté formě, jeho vrstva bude 3-5 mm. Ozón v horních vrstvách atmosféry vzniká v důsledku rozpadu molekuly kyslíku pod vlivem UV záření na dva atomy kyslíku. Následným přidáním atomu kyslíku k molekule kyslíku vzniká ozón. Zároveň dochází k opačnému procesu rozpadu ozonu a vzniku O2. Podmínkou pro vznik reakcí je přítomnost UV paprsků a jejich přeměna na IR paprsky. Ozonová clona pohltí až 98 % UV záření. V posledních letech je tendence k poklesu hladiny ozonu. Nejvážnějším nepřítelem ozonu jsou různé nečistoty, především freony (chlorfluoruhlovodíky). Vlivem slunečního záření se freon ničí, uvolňuje se chlor, který je katalyzátorem rozkladu ozonu a rovnováha se posouvá směrem k tvorbě O2, v důsledku čehož dochází k destrukci ozonové vrstvy. Existují důkazy, že pokles ozonu o 1 % vede ke zvýšení výskytu rakoviny kůže o 5–7 %. Pro evropskou část Ruska to bude asi 6-6,5 tisíce lidí ročně.

    Za druhé, když se vyvíjejí nová území pro zemědělství, lesy jsou často káceny, což vede k nenapravitelné ztrátě mnoha zvířat a rostlin, které v nich žijí. Lesní plocha účinně chrání půdu před erozí a zadržuje půdní vlhkost, protože umožňuje vsakování vody do volné orné vrstvy půdy pokryté podestýlkou. Studie ukázaly, že povrchový odtok ze zalesněného svahu je o 50 % menší než z podobného svahu pokrytého trávou. Lesy účinně absorbují živiny uvolněné při rozkladu suti, tedy recyklují je. A z holých svahů vodní toky odstraňují půdu, která způsobuje záplavy a zanášení zemědělských a vodních ekosystémů v nížinách. Když dojde k odlesňování, vyplavování dusíku z půdy se zvýší 45krát.

    Změny v ekosystémech jsou možné i při intenzivním využívání přírodních luk a pastvin k pastvě. Tyto pozemky jsou často přepásané. To znamená, že tráva se sežere rychleji, než se může obnovit: půda se obnaží a erozní procesy se zintenzivní. Takové země obzvláště vážně trpí větrnou erozí a následnou dezertifikací.

    A zavlažování přispívá k výraznému zvýšení zemědělské produkce v regionech s nedostatečnými srážkami. Zavlažování může vést k zasolování půdy na úroveň, která je pro rostliny neúnosná, protože i ta nejlepší závlahová voda obsahuje soli, které se do ní přenášejí z půdy. Sůl se také vyplavuje z minerálních částic samotné zavlažované půdy. Jak se voda ztrácí vypařováním a transpirací, zbývající soli v půdním roztoku se mohou hromadit v množství, které brání vývoji rostlin. Salinizace je považována za formu desertifikace. Je známo, že 3,30 % veškeré zavlažované půdy na planetě je již slané.

    Nejen člověk ovlivňuje agroekosystémy, hrozbu představuje i neustálá invaze zemědělských půd nežádoucími druhy: plevelem, hmyzem, hlodavci a patogeny. Tito škůdci mohou zničit celé monokulturní plodiny, pokud nejsou chráněny nebo pokud nejsou škůdci a patogeny řádně kontrolováni. Když rychle se rozmnožující druhy vyvinou genetickou odolnost vůči pesticidům, je třeba používat stále silnější jedy. Každý pesticid urychluje přirozený výběr škůdců do takové míry, že se chemikálie stávají zcela neúčinnými. A životní prostředí je stále více znečištěné.

    Nadměrná aplikace minerálních hnojiv výrazně převyšuje tok energie do ekosystému, zatímco aktivní organická hmota (humus) je systematicky vylučována z cyklu fungování ekosystému a je ničena, protože vstřebávání minerálních živin rostlinami probíhá mnohem rychleji. V důsledku toho je porušován přirozený cyklus cirkulace dusíku, fosforu a mikroorganismů obsažených v půdě.

    A konečně polní-lesní-luční fauna se lépe vyvíjí v agroekosystémech určitých velikostí, protože opylující hmyz žijící na lučních pozemcích a polních mezerách nedosahuje do středu velkého pole. Hmyzožraví ptáci, kteří omezují masovou reprodukci škůdců, vylétají za kořistí 300-400 m od hnízda. V polích většinou kontrolují jen 100-200 m na okraji. Avifauna žije spíše na okrajích polí než ve střední části, proto má smysl pole vymezit a omezit je na lesní pásy.

    Aktuálně, kdy globální problémy nabyly krajní naléhavosti, jsou badatelé nuceni stále více se obracet k odkazu V.I. Vernadského, který nejen předvídal zhoršení těchto problémů, ale také nastínil řadu skutečných způsobů jejich řešení. Studiem základních procesů pohybu hmoty a energie v přírodě tento vědec jako první upozornil na zvyšující se vliv lidské činnosti na planetární biochemické cykly, měnící lidi v geologickou sílu, která může vést ke globální ekologické krizi.

    Člověk postavil výrobu jako otevřený systém. Otevřeno u vstupu - zapojení přírodních zdrojů a jejich přeměna v ekonomické statky; a otevřené na výstupu - člověk vyhazuje odpad na skládky. Taková výroba se dostává do konfliktu s obecný princip, na kterém je postaven život, je principem uzavřeného cyklu. Aby se předešlo ekologické krizi, je třeba vytvořit agroekosystémy jako přirozené, které se vyznačují uzavřeným cyklem látek. Příkladem je tradiční zemědělství v Číně a Japonsku. Tam byl využit veškerý organický odpad včetně výkalů a půda si zachovala svou úrodnost po tisíce let.

    Základní principy organizace bezodpadové zemědělské výroby nastínil D.N. Pryanishnikov. Hlavní podmínkou fungování ekonomiky je povinné spojení rostlinné a živočišné výroby. V závislosti na konkrétních podmínkách mohou být proporce těchto odvětví různé, ale ve všech případech zajišťuje chov hospodářských zvířat recyklací rostlinného odpadu uzavřený koloběh prvků minerální výživy díky organickým hnojivům. Podle Urazaeva (1996) je pro udržení úrodnosti půdy v centrální černobylské zóně nutné aplikovat na každý hektar exkrementy od dvou krav.

    Druhým důležitým prvkem je rozvinutý systém střídání plodin, který napodobuje sukcesní změny přírodních společenstev. Druhy postupně vysazované na stejném poli musí mít výrazně odlišné požadavky na minerální prvky výživy a napomáhat udržení a zlepšení vodo-fyzikálních vlastností půdy a úrovně výživy dusíkem. Musí mít zásadně odlišné škůdce a patogeny a odlišně interagovat s plevelem.

    Ale také nesmíme zapomínat, že agrocenózy jsou v čase nestabilní a udržování jejich stability na bázi monokultur stojí lidi stále víc. Podporou monokultur jdeme proti evolučním tradicím živé přírody. Přechod na polykulturu, využití všech organických zbytků na poli by odpovídal trendu ve vývoji přirozených biosférických procesů a zajistil by navíc vysoká produktivita, maximální hustota zemského krytu planety. Polykultura kukuřice, ovsa a slunečnice (v pokusech na Zemědělském ústavu Penza) tak dává 414,8 c/ha krmné hmoty při čistých výnosech setí 326,7 c/ha. Směs pšenice a žita („surzha“) je již dlouho známá v různých částech země, která vždy, bez ohledu na to, povětrnostní podmínky, dává garantovanou sklizeň, ve které převládá buď pšenice, nebo žito v závislosti na konkrétních podmínkách daného vegetačního období. V podmínkách moskevské oblasti poskytla směs: vikev + hrách + slunečnice nejen vyšší výnos píce, ale také se stupeň kontaminace půdy snížil 3-4krát, což způsobilo zbytečné použití herbicidy. Stále více se rozšiřují směsi různých odrůd stejného rostlinného druhu. V pokusech P.V. Yurina (Jablokov, 1992) na ploše 4 tisíce hektarů byl tedy výnos pšenice ze smíšených odrůd 43,3 c/ha a u monokultury 33,7 c/ha.

    Při řešení problémů ekologizace agrokomplexu je nutné naučit se vytvářet zemědělskou krajinu s optimální kombinací umělých a přírodních ekosystémů, která výrazně sníží dopady agrokomplexu na životní prostředí. Je nutné usilovat o co nejlepší přizpůsobení zemědělské výroby stávajícím přírodním podmínkám s minimálními změnami.

    V každé krajině by poměr intenzivně (urbanizace, orná půda) a extenzivně využívaných pozemků (lesní plantáže, louky, přírodní rezervace) neměl překročit stanovené limity. Plocha intenzivně využívané půdy v severní tajze by tedy neměla přesáhnout 10–20 % rozvinutého území, v jižní tajze 50–55 %, v lesostepi 60–65 % (Reimers, 1990).

    Největší stabilitu v suchozemských ekosystémech mají lesní společenstva, bažiny, přirozené louky a pastviny. V tomto žebříčku zaujímají agroekosystémy (pole, zahrada) jedno z posledních míst. Pro zvýšení biologické produktivity agroekosystémů a jejich ekologické udržitelnosti je proto vhodné mít optimální (v procentech) obsah lesní vegetace, přirozených luk, pastvin, řek, jezer, bažin, „pustin“ atd., tzn. , směs komunit různého ekologického stáří. Kromě toho v environmentální optimalizaci struktury zemědělské krajiny velkou roli hrají vědecky podložené poměry výměry orné půdy, luk, lesů a počtu hospodářských zvířat. Stabilitu agroekosystémů podporují i ​​ochranné lesní plantáže. Mají velký vliv na regulaci průtoku, hydrologický režim území, zlepšení mikroklimatu, zvýšení výnosu zemědělských plodin. Lesní pásy (ve stepi), které zabírají pouze 14 % orné půdy podél hranic polí, pomáhají zvýšit zemědělské výnosy o 15–20 %. O stabilitě agroekosystémů svědčí i příznivý vliv výsevu vytrvalých trav. Louky a lesy stabilizují koloběhy živin (N, P, K), zabraňují rozvoji půdní eroze, absorbují a neutralizují hnojiva a pesticidy spláchnuté z polí a brání jim v pronikání do vodních ploch.

    Zemědělství potřebuje zemědělské systémy šetrné k životnímu prostředí, které zajistí vysoké a udržitelné výnosy zemědělských plodin s dobrou kvalitou produktů; neustálé zvyšování úrodnosti půdy; cílená regulace biochemické aktivity půdních mikroorganismů, snižování znečištění životního prostředí agrochemikáliemi; maximální využití energeticky úsporných technologií ochrany půdy.

    Zemědělský institut Kuban vyvinul a uvedl do praxe metody pěstování rýže s výrazným snížením spotřeby vody a bez herbicidů. V průběhu let v několika oblastech Krasnodarský krajÚspěšně pracují s touto technologií a dosahují průměrných výnosů 75-76 c/ha. Angličtí specialisté v Krasnodarském kraji v letech 1986-1988. využívala technologii bezorbového obdělávání půdy pomocí herbicidů, insekticidů, fungicidů a regulátorů růstu. Sklizeň pšenice v roce 1987 byla 48 c/ha a na stejném místě s tradičním obděláváním pole pluhem, ale bez pesticidů - 53,9 c/ha as nižšími náklady. Technologie bez herbicidů byly také vyvinuty a použity při pěstování kukuřice na území Krasnodar. Výnosy obilí a zelené hmoty přitom nejsou o nic menší a přímé náklady se snižují o 25–30 %. A Novgorodský zemědělský institut úspěšně vyvíjí technologie bez použití minerálních hnojiv a pesticidů.

    Bezodpadové technologie nám umožňují řešit nejen ekologické problémy, ale také problém snižování významných ztrát užitečných složek surovin obsažených v odpadech. Například biomasa jakékoli rostliny může být zcela využita v biotechnologickém procesu. Při vysokých výnosech (>500 centů/ha) obsahuje čirok sladký 22–30 % cukrů. Při zpracování se získávají cukrové sirupy, škrob, etanol a nerecyklovatelné odpady se používají k výrobě bioplynu a jako přísady do objemných krmiv (Chernova et al., 1989).

    Mičurinský krmný komplex pro hospodářská zvířata (Tambovská oblast) vyvinul metodu využití kejdy k zavlažování zavlažovaných pastvin.

    Mnoho zemí má zařízení na zpracování a likvidaci kapalného odpadu z farem pro hospodářská zvířata. Při procesu zpracování se uvolňuje pevná frakce - kal (využívá se jako organické hnojivo), kapalná frakce - dezinfikovaná odpadní voda (hnojiva, průmyslové vody), plynná frakce - bioplyn (obsahuje 60-70% metanu), sloužící jako palivo.

    Problém likvidace hnoje je složitý, proto se hledají zásadně nové přístupy k jeho řešení. Intenzivně se vyvíjí farmy, které by fungovaly jako přirozené ekosystémy, tzn. bezodpadová výroba. Dobytčí komplex „Protein Converter“ je určen pro výkrm skotu. Jedná se o umělý ekosystém s téměř uzavřeným koloběhem látek. Autotrofy jsou zastoupeny řasami a hydroponickou zelení, heterotrofy - skot, ovce (nebo prasata), ptáci, ryby (nebo humři). Jedna část hnoje zde slouží jako hnojivo pro rostliny, druhá se používá ke krmení zvířat a třetí podléhá abiotickému rozkladu na kyslík a vodík. Ustájení zvířat je obohaceno kyslíkem a vodík se používá pro generátory konvertorů jako energetický materiál. Výstupními produkty konvertoru je pouze čistá voda a kvalitní maso.

    Můžeme tedy říci, že podstatou ekologizace zemědělství je zajištění maximální izolace využití minerálních prvků výživy a cirkulace vláhy, samoozdravování půdních vlastností, minimální ztráty zemědělských produktů, tzn. zero waste, aby se agroekosystém stal udržitelným, je nutné snížit dopad člověka na něj na minimum, aby „fungoval“ jako přirozený ekosystém. Takový statek nejméně naruší přirozenou rovnováhu celé zemědělské krajiny a poskytne potřebné produkty.