В природе все больше проявляются изменения, вызываемые сельскохозяйственной деятельностью человека, в связи с увеличением потребностей в продовольствии и ростом населения. В результате естественные (первичные) биогеоценозы вытесняются пашней, садами, огородами, поливными лугами, искусственными пастбищами и возникают трансформированные агробиоценозы (агроценозы, агроэкосистемы) [21].

Необратимые, глобальные изменения биосферы Земли под влиянием сельскохозяйственного производства резко усилились в XX столетии. В 70—90-х годах XX в. внедрение интенсивных технологий (монокультура, высокопродуктивные, но незащищенные сорта, агрохимикаты) сопровождалось водной и ветровой эрозией, вторичным засолением, почвоутомлением, деградацией почв, обеднением эдафона и мезофауны, уменьшением лесистости, увеличением распаханности и т. д. [24].

Экологические проблемы, возникшие при возделывании ячменя

Ячмень, как и любая другая зерновая культура, ухудшает питательный режим, биологическую активность и частично физическое состояние почвы. После ячменя в почве остаётся небольшое количество подвижных питательных веществ. Современная технология возделывания и уборки поддерживает почву в уплотнённом состоянии, кроме того, после прохода средств механизации она ещё больше уплотняется. Таким образом, биологическая активность почвы под посевами ячменя бывает невысокой. Это приводит к более низкой минерализации питательных веществ, особенно азота, и снижению само очистки почвы, т.е. способности освобождаться от находящихся в ней семян и плодов сорняков. Ухудшается и фитосанитарное состояние почвы. Яровой ячмень оказывает выраженное отрицательное влияние на структуру почвы.

Ухудшение почвенного плодородия при возделывании ячменя вызвано его влиянием на баланс органической массы, который складывается в севообороте. Количество пожнивных остатков ячменя довольно велико (2,5…3,5 т/га), но качество их бывает низким. Неблагоприятным является относительно широкое отношение C:N в массе пожнивных остатков : оно, как правило, превышает 40:1, тогда как в массе бобовых трав, зернобобовых и пропашных составляет от 17:1 до 23:1. Это может вызвать так называемую азотную депрессию, т.е. временный недостаток азота, обусловленный тем, что микроорганизмы, разлагающие органическое вещество с широким отношением С:N, блокируют часть почвенного азота в плазме своих тел. Последующая культура в определённый момент может страдать от недостатка азота.

При повторном возделывании ячменя повышается опасность распространения некоторых заболеваний, особенно корневых гнилей.

Увеличенная доля ячменя в севообороте способствует также более широкому распространению вредителей, например хлебной полосатой блошки, ячменной шведской мухи и многих других.

Частое возделывание ячменя обуславливает распространение некоторых сорняков, особенно семейства мятликовых, например пырея ползучего, овсюга [25].

Существует целый арсенал средств подавления, вплоть до полного уничтожения, того или иного вредного биофактора (болезней, вредителей, сорной растительности). Среди них всё ещё главенствующее положение занимают химические средства защиты растений под общим названием – пестициды. Чрезмерное (неразумное) применение пестицидов создаёт реальную опасность загрязнения почвы, воды, воздуха, продуктов растениеводства и животноводства остаточным количеством ядохимикатов, ведущих к нарушению биологического равновесия в природе.

За последние полвека производство минеральных удобрений в России увеличилось в 43 раза, пестицидов в 10 раз, а урожайность зерновых возросла лишь с 8,6 до 16,2 ц/га (И.Б. Милащенко, А.В. Захаров 1991). В адрес пестицидов раздаётся все больше голосов о резком сокращении производства и даже полном отказе от них. Мотивация вполне убедительна. Так, председатель комитета по экологии бывшего СССР А. Яблоков (1989) информировал общественность, что пестициды «являются одним из главных мутагенов в окружающей среде. Кроме того, в мире ежегодно отравляется пестицидами порядка 1 млн. человек, из которых около 50 тыс. – смертельно. Пестициды также вызывают аллергию у сотен миллионов людей. А если учесть, что 80…90 % всех случаев рака вызывается агентами окружающей среды, то окажется, что от 10 до 18 % всех смертей в США могут быть связаны с действием пестицидов».

На сегодняшний день нет чётко действующих альтернативных «химии» мер, а имеющиеся разработки (в основном агротехнические), а также методы биозащиты по разным причинам с трудом внедряются в производство. Отсюда следует, что химический метод защиты растений, видимо, будет существовать ещё достаточно долго.

Мировой опыт показывает, что существенного оздоровления окружающей среды можно достичь лишь путём постепенного отказа от использования пестицидов и развития экологически обоснованных форм ведения сельского хозяйства. Признано, что самой важной такой формой является создание и внедрение в производство экологически чистых сортов сельскохозяйственных культур [8].

Пути снижения неблагоприятных воздействий при возделывании ячменя

Для ограничения отрицательного влияния ячменя на последующие культуры необходимо выполнять компенсирующие мероприятия.

Первый фактор, на который необходимо обращать внимание, - это улучшение состояния почвы органическим веществом, причем нужно использовать все доступные источники: пожнивные остатки, навоз, зеленое удобрение, компосты, запашку ненужной соломы и другие, в зависимости от местных условий.

Большое значение имеет возделывание многолетних трав, особенно бобовых. Они составляют в почве значительное количество качественной органической массы, благодаря клубеньковым бактериям обогащают почву азотом, их ризосфера повышает биологическую активность почвы, а корневая система, проникающая в нижние слои почвы, углубляет ее эффективный профиль. Бобовые травы ограничивают распространение некоторых болезней ячменя, особенно корневых гнилей. Поэтому желательно, чтобы при высокой концентрации ячменя на пашне доля бобовых культур превышала 15…16 %.

Для питательного режима, физических свойств, биологической активности и фитосанитарного состояния почвы и повышения эффективности питательных веществ удобрений важное значение имеет систематическое – раз в 4…6 лет – внесение органических удобрений, особенно навоза.

При высокой концентрации ячменя и других зерновых культур необходимо использовать улучшающие культуры под те виды зерновых, которые наиболее требовательны к предшественнику.

К наиболее часто используемым компенсирующим приемам относится применение удобрений [25]. При внесении удобрений необходимо учитывать потребность ячменя в элементах питания и особенности почв. В противном случае может произойти накопление нитратов, хлора в почве, изменение реакции почвенного раствора и ряд других неблагоприятных явлений.

Значение селекции и сортоиспытания для охраны окружающей среды

Селекция – экологически и экономически наиболее оправданный метод, так как создаёт самовоспроизводящуюся систему защиты растений. При этом не нарушается среда обитания всего живого мира на земле и отсутствует токсическое воздействие. Значительную ценность представляют толерантные сорта, отличающиеся терпимостью, выносливостью в ответ на воздействие патогенна и не требующие для своей защиты интенсивных мер химической «терапии», а при отсутствии последней, незначительно снижающие урожайность.