Борис Миркин - Что такое растительные сообщества

В тропическом поясе земледелия смешанные посевы, по существу, уже полностью вытеснили чистые одновидовые — и это в условиях гигантского количества ресурсов тепла и влаги, которые позволяют использовать почву круглый год и получать по три урожая, что дало немалый экономический эффект. В умеренной полосе особенно перспективно создание дифференцированных по нишам агросообществ для целей кормопроизводства, когда различия сроков плодоношения не играют роли и ставится задачей получение максимальной растительной массы. В нашей стране разработаны десятки вариантов смешанных посевов однолетних и многолетних трав, однако подбор компонентов проводится более или менее эмпирически и предстоит еще сложная задача разработки теории смешанного посева на основе описания ниш разных видов и построения математических моделей прогноза совместимости разных компонентов такого сообщества.

Создание смешанных посевов однолетних культур проще, хотя и в этом случае возникает задача оптимальной дифференциации ниш и некоторого стратегического баланса между компонентами смеси. За рубежом уже проводятся работы по параллельной селекции умеренно виолентных сортов кукурузы и фасоли, приспособленных к совместному произрастанию, которое позволяет наиболее полно использовать ресурсы среды и получать максимальный доход с каждого гектара. Исследователи из Института экспериментальной ботаники АН Белорусской ССР И. А. Кауров и И. Ф. Минько целой серией экспериментов и производственных испытаний показали, что чистые посевы овса, пелюшки, мелкоплодного гороха или люпина намного уступают по урожайности смеси пелюшки с овсом или смеси овса с люпином. В смешанных посевах не только в полтора раза повышался выход кормовой массы — в результате дифференциации ниш в два с половиной раза понижалась численность сорных компонентов, а ведь это только начало и возможности "замыкания" гиперпространства ниш от нежелательных пришельцев воистину безграничны. Сообщества, созданные природой, не знают сорняков и дают человеку завидный пример для подражания.

Иногда можно разомкнуть фенологические пики развития в результате разновременного высева, что резко снизит конкуренцию и повысит КПД использования среды. В Белоруссии имеется прекрасный опыт высадки в междурядья кукурузы трех рядков люпина в момент, когда растения кукурузы уже достигли 30 см, т. е. уже не столь чувствительны к конкуренции, но еще позволяют использовать для посадки сельскохозяйственную технику. В Украинском филиале Института кормов за две недели до высева озимой ржи сеют вику и таким путем, разводя пики максимальной потребности в ресурсах, получают урожай вики в два раза выше, чем при одновременном высеве при том же урожае ржи.

Размыкание пиков фенологического развития может быть и более полным, когда одна культура сменяет другую. В умеренной полосе в большинстве случаев возможны повторные посевы для использования той энергии солнца, которая пропадала, когда его лучи бесцельно нагревали пустую пашню. Озимые культуры ныне часто сеют после раннего картофеля, кукурузы или бобов на силос. После уборки озимой ржи успевают вызреть помидоры, кормовая капуста, турнепс и т. д. Любой садовод-любитель также стремится получить два урожая, высаживая после редиса огурцы или после молодого картофеля — зонтичные на зелень. Два урожая для средней полосы (не говоря уже о юге) — реальность, и нужно только умело подобрать культуры севооборота.

Смешанные посевы не только менее засорены, но не знают еще и такого неприятного для агрономов явления, как "почвоутомление", когда при бессменном выращивании одной культуры в ней накапливаются нежелательные корневые выделения, патогенные микроорганизмы и урожайность начинает падать при самой тщательной агротехнике. В особенности часто утомляются почвы после посева льна. Работы учеников академика А. М. Гродзинского показали, что достаточно появиться небольшой примеси клевера в посеве льна, как почва начинает трудиться с новой силой и вовсе не устает!

Очень эффективным оказывается и выращивание смесей культур одного и того же вида, в США применяют "бленды" кукурузы, в состав которых входят сорта с разным типом строения надземной и подземной частей и некоторыми различиями ритмики развития, но одновременным приходом всех растений к финишу (стадии зрелости). Агрофитоценолог из МГУ Н. В. Юрин своими исследованиями убедительно показал существенные преимущества таких смесей над чистыми посевами и внедрил посевы смеси сортов в ряде хозяйств Московской области.

На экспериментальной базе МГУ за 17 лет опытов Юрина урожай односортовых плантаций кукурузы в среднем составил 343 ц/га зеленой массы, а в смешанных посевах из нескольких сортов, которые различались по высоте и неодновременно зацветали, — 472 ц/га, причем из-за пластичности гетерогенных популяций урожай в таких оптимизированных популяциях меньше зависел от погодных условий. Вариация урожая традиционных одновидовых посадок за это время составила 46% (максимальный и минимальный урожай зеленой массы — соответственно 138 и 847 ц/га), а в смешанных — лишь 26% (урожай менялся в более узких пределах: от 239 до 750 ц/га). В производственных условиях на массивах с общей площадью 4000 га Юрин получал урожай пшеницы при гетерогенной популяции в среднем 43,3 ц/га, а при высеве "солдатиков" — только 33,7 ц/га.

Весьма интересны данные Юрина о дифференциации временных ниш в агросообществе за счет высева материала, который в разной степени готов к прорастанию, например посадка смеси клубней картофеля, половина которого была обработана на свету, а половина содержалась в темноте, моркови и свеклы, когда половина семян предварительно замачивалась, а половина оставалась сухой, огурцов, когда часть высаживалась рассадой, а часть семенами, и т. д. В этом случае гетерогенность достигалась не за счет объединения разных сортов, а за счет одного сорта, но при устранении такого характернейшего признака культурных растений, как синхронность прохождения фенофаз.

Во всех случаях прибавка урожая почти ничего не стоила, что резко снижало себестоимость продукции, а это в конечном итоге является одним из самых важных параметров при оценке новой экологической системы растениеводства.

Сложнейший вопрос "экологической бионики" — восполнение ресурсов, уносимых из почвы с урожаем. В природных экосистемах существуют замкнутые цепи элементов минерального питания, когда после разрушения тел растений или животных микроорганизмы возвращают накопленные ими вещества в почвенный раствор и они, таким образом, продолжают свое вечное движение по циклам жизни и смерти организмов. В современном сельском хозяйстве задача восполнения ресурсов решается в основном благодаря применению удобрений, причем их дозы все более и более возрастают, повышенные концентрации элементов в почвенном растворе вызывают нарушения метаболизма и в конечном итоге снижают качество продуктов (вспомним гигантские арбузы, выращиваемые при усиленном азотном питании), кроме того, излишки удобрений смываются в водоемы и вызывают уже вторичные нарушения из-за зацветания воды и изменений состава их флоры и фауны.