ющей среды отражаются на почве, любые частицы, загрязняющие воздух, в конце концов попадают в почву. Поэтому почвенные животные - универсальный биоиндикатор, сигнализирующий о состоянии окружающей среды и даже о направлении почвообразовательного процесса.
Экологию и сельское хозяйство роднят не только общие фундаментальные идеи в настоящем, не только одни заботы на будущее, но и... общее прошлое. Выдающийся генетик Н. И. Вавилов говорил, что в сельском хозяйстве основа - растениеводство. Не земледелие, которое является всего лишь способом обеспечить рост растений, а именно выращивание сельскохозяйственной продукции.
Не случайно растениеводы пришли к мысли о биологической продуктивности, которая регулируется и человеком, и природными факторами.
В сельском хозяйстве возникли идеи о минеральном питании растений, о биогенном круговороте элементов и о том, что его можно регулировать, внося органические и минеральные удобрения. Здесь же нашли первое применение идеи о потоке энергии в сообществе живых организмов - то, что сейчас называют экологической биоэнергетикой. Так что принципы экологии рождались на основе огромного опыта сельскохозяйственной науки п практики, которыми они уже располагали к середине прошлого века.
Как обращаться с землей, чтобы добиться наибольшего плодородия? Испокон веков это было главной заботой земледельца. Современная наука экология распространила принципы разумного хозяйствования на всю биосферу. И речь уже идет не только о получении нужной человеку продукции, но и о воздействии на среду обитания самого человека. Академик С. С. Шварц писал, что миллионы веков биосфера поддерживала оптимальное соотношение важнейших для жизни элементов, но нескольких десятков лет промышленной революции оказалось достаточно, чтобы нарушить это равновесие. А оно грозит такими глобальными последствиями, как, например, неблагоприятные изменения климата.
Поскольку биосфера не имеет территориальных границ, многие экологические проблемы могут быть решены только совместными усилиями на базе широкого международного сотрудничества. По существующим расчетам, уже сейчас США и ФРГ потребляют больше кислорода, чем вырабатывается растительностью этих стран, и, следовательно, они бесплатно "эксплуатируют"
кислород, поступающий извне. Международный характер имеет и проблема эксплуатации живых ресурсов Мирового океана, а также стад мигрирующих животных, которые к тому же переносят из страны в страну многие инфекционные заболевания.
Борьба с загрязнением окружающей среды - предмет заботы каждого государства. Но не только его! К сожалению, опасность становится все более глобальной.
Считается, например, что многие скандинавские озера лишились рыбы в результате отравления воды загрязненными осадками, но не своими, а чужими: их источниками являются Англия и центральноевропейские страны. Еще больше страдают реки, протекающие по территории нескольких государств (например, Рейн или Дунай). Это, так сказать, стихийные процессы. Еще страшнее сознательное уничтожение природы путем применения дефолиантов, разрушения оросительной и дренажной систем, сведения лесов и т. д. Так действовал американский империализм во Вьетнаме, чтобы подорвать его экономику.
Советский Союз в 1974 году предложил заключить конвенцию о запрещении воздействия на природную среду и климат в военных и иных целях, несовместимых с интересами обеспечения международной безопасности, благосостояния и здоровья людей. Эти предложения одобрила XXIX сессия Генеральной Ассамблеи ООН подавляющим большинством голосов.
Агроценология - это актуально
О бережном использовании природных ресурсов ярко и убедительно говорилось на XXV съезде КПСС:
"Можно и нужно облагораживать природу, помогать природе полнее раскрывать ее жизненные силы. Есть такое простое, известное всем выражение "цветущий край". Так называют землп, где знания, опыт людей, пх привязанность, их любовь к природе поистине творят чудеса. Это наш, социалистический путь. Следовательно, мы должны рассматривать сельское хозяйство как огромный, постоянно действующий механизм охраны, культивирования живых природных богатств. И природа воздаст нам сторицей".
Чтобы на научной основе в широких масштабах решать поставленные задачи, необходимо дальнейшее развитие экологической науки. Когда речь идет о сельском хозяйстве, то низшей ячейкой экологического подразделения земель можно считать агроценоз - созданную человеком на ограниченном участке земной поверхности экологическую систему для производства той или иной продукции.
Сельскохозяйственная деятельность - древнейшая форма воздействия человека на окружающую среду.
Изучение агроценозов и в традиционных земледельческих районах, и на вновь осваиваемых землях дает возможность понять те глубокие изменения, которые происходили и происходят в естественной среде, определить их направление и избавиться от некоторых их отрицательных последствий.
Именно агроценология должна стать фундаментальной биологической основой многих сфер современной сельскохозяйственной науки (организация сельского хозяйства, полеводство, луговодство, защита растений и т. д.). Немецкий зоолог К. Мебиус, который в 1890 году ввел термин "биоценоз", указывал, что деятельность человека вовсе не обязательно должна противостоять естественному развитию.
В нашей стране горячим пропагандистом агроценологии как важного направления экологии выступал крупный энтомолог, президент Энтомологического общества СССР, член-корреспондент Академии наук СССР Г. Я. Беп-Биенко. Его исследования саранчовых насекомых в 1952 году отмечены были Государственной премией СССР, они во многом способствовали искоренению этого давнего врага южного земледелия, о котором едко и образно писал А. С. Пушкин:
Саранча
летела, летела
Сидела, сидела,
и села;
все съела,
и вновь улетела.
На примере саранчи и других вредителей растений Бей-Биенко доказывал закономерный характер образования сообществ насекомых на полях, как и в естественных биогеоценозах.
Интереснейшие явления наблюдаются в таких своеобразных агроценозах, какими являются поливные земли, особенно рисовые поля. Рис - самая урожайная зерновая культура на земле, к тому же в тропиках он дает два урожая в год. Рисовые поля большую часть времени залиты водой, поэтому на них формируется совершенно особый биоценоз - из пресноводных и из почвенных животных.
Из тех водоемов (рек, каналов, озер), откуда поступает поливная вода, заносится множество пресноводных животных: личинки амфибий, пиявки, водяные насекомые, моллюски, рыбы, водяные ужи и т. д., которые в мелких, хорошо прогреваемых солнцем и хорошо снабжаемых кислородом водоемах (а именно таковы рисовые поля) обретают прекрасные условия для развития и размножения. Не случайно везде в тропиках с рисовых полей получают еще и дополнительный урожай в виде пресноводных животных: рыб, моллюсков, лягушек, ракообразных. Что же касается почвенных животных, то им зачастую живется совсем неплохо: на поливных землях расселяются дождевые черви, влаголюбивые насекомые и клещи, некоторые моллюски.
Случается, что на поливные земли проникают и размножаются там весьма нежелательные существа, например, на рисовых полях в Каракалпакии в массе развиваются личинки слепней, которые становятся бичом для крупного рогатого скота. Взрослые слепни тоже хорошо себя чувствуют при обилии влаги: в жаркий день они "пикируют" на поверхность водоема и пьют воду на лету, едва коснувшись ее.
Слепни - назойливые кровососы, не щадящие ни человека, пи домашних животных, особенно коров и лошадей. В южных оазисах они могут превратить весной и в начале лета жизнь в сущий ад. Вспоминается курьезный случай: один из наших зоологов в Бадхызском заповеднике в южной Туркмении решил избавить обитателей одного из кордонов от слепней и отравил теофосом единственную лужицу, из которой слепни пили воду. Каково же было удивление обитателей кордона, когда на следующий день они собрали 7 ведер мертвых слепней - такая масса кровососов ежедневно обрушивалась на обитателей двух маленьких домиков в пустыне.
Как видим, на рисовых полях создается совершенно особый комплекс животных, не похожий ни на что в прежнем естественном ландшафте.
Были выяснены и общие закономерности заселения пахотных земель "дикими" видами растений (сорняками), животными и микроорганизмами на всех широтах и во всех природных зонах. Оказалось, что исходными ландшафтами, откуда издавна шло заселение сельскохозяйственных земель и образование агроценозов, были поймы рек, лесные поляны, остепненные участки среди лесной зоны, побережья моря. В результате хозяйственной деятельности древних земледельцев (выжигание и раскорчевка леса, регулирование пойм, осушение болот, распашка и использование под пастбища естественных лугов, создание участков поливных земель)
складывались сообщества организмов, происхождение которых сейчас не составляет труда восстановить.
Но формирование агроценозов активно происходит и в наше время. Применение гербицидов, высоких доз минеральных удобрений, глубокая, многократная механическая обработка почвы, все более полное использование наземной растительной массы заметно изменяют экологическую ситуацию на полях. Постепенно сокращается и исчезает фауна, связанная с сорняками; складывается комплекс видов, которые способны быстро заселять поля, где есть полезащитные полосы, межи, сады; с юга активно продвигаются теплолюбивые виды микрофауны (в пахотных почвах европейской части СССР успешно расселяются средиземноморские виды клещей); новые организмы появляются на полях вместе с посадочным материалом.
К окружающей среде успешно приспосабливаются даже пришельцы с других материков: колорадский жук и филлоксера (вредитель корней винограда) в Европе, тропические виды дождевых червей рода феретима в теплицах и т. д.
Чтобы пресечь распространение вредных для человека видов, создана особая служба защиты растений, специальный контроль установлен на всех государственных границах, карантинные обязанности возлагаются и на таможенную службу. Все это дает весьма ощутимые результаты: в нашей стране нет многих опаснейших вредителей хлопчатника, технических культур, овощей и т. д. - пересечь границу им не удалось.
Таким образом, на обрабатываемых землях формируются комплексы видов, столь же закономерные и повторяющиеся в сходных условиях, как и в естественных ландшафтах.
Борьба с вредителями - проблема экологическая
Сельскохозяйственная практика - это не что иное, как своего рода грандиозный экологический эксперимент. На посевах и посадках культурных растений формируются особые биоценозы - агроценозы, в которых человек создает благоприятные условия только для возделываемых растений. Но при этом начинает действовать дополнительный жестокий фактор естественного отбора. Многие виды организмов, приспосабливающихся к жизни на земле под культурными растениями, становятся вредителями, возбудителями заболеваний, сорняками.
Как предвидеть все эти последствия, как подавить вредные виды и создать благоприятные условия для полезных - одна из самых актуальных проблем экологии наземных организмов. Ведь какой бы ни выдался год - погожий или непогожий, с полей, садов и огородов удается убрать далеко не все, что могло быть выращено.
Часть урожая, притом довольно значительную, у людей отнимают непрошеные сотрапезники - вредители и возбудители болезней растений.
В нашей стране, например, потенциальный недобор зерна превышает ежегодно 25 миллионов тонн. Этим количеством зерна можно целый год кормить свыше 150 миллионов человек.
Урожай картофеля из-за болезней снижается ежегодно почти напять миллионов тонн. В плодоводстве и виноградарстве годовой ущерб превышает два миллиарда рублей. Хлопка-сырца теряется больше миллиона тонн.
Это значит, что население СССР ежегодно недополучает 2,5 миллиарда метров тканей. Кроме того, народное хозяйство лишается 90 тысяч тонн масла и большого количества другой продукции, вырабатываемой из хлопчатника.
Урожай сахарной свеклы, если бы не вредители и болезни, мог быть на девять миллионов тонн выше, и сахарные заводы получили бы возможность ежегодно вырабатывать дополнительно около 1250 тысяч тонн сахара - по 4,5 килограмма на каждого человека.
Чем продуктивнее культурные растения, чем большэ содержат белка и других питательных веществ, тем привлекательнее они для вредителей. Если в высокоурожайном сорте много питательных веществ, то рано или поздно всегда найдется вредитель или возбудитель болезни, приспособившийся к новым условиям. Следовательно, на полях, занятых лучшими сортами и возделанных по всем правилам агротехники, постоянно сохраняется угроза неожиданного появления вредных насекомых и микроорганизмов. Человек изобретает все новое и новое оружие для борьбы с ним. Но он не пренебрегает и помощью естественных врагов наших врагов - наших союзников в охране урожая. Среди них:
бактерии, грибы и вирусы, вызывающие заболевания и гибель вредных видов насекомых, грызунов и микроорганизмов; хищные птицы, насекомые, лягушки, жабы, пауки - все, кто питается вредными насекомыми и грызунами-вредителями; насекомые-паразиты вредных насекомых - они питаются соками тела, тканями и переваренной пищей вредителей.
100 лет минуло с тех пор, как И. И. Мечников открыл микроскопический гриб, зеленую мюскардину, вызывающий болезнь и гибель личинок хлебного жука кузьки, и успешно- применил препарат гриба против этого опасного вредителя. С тех пор в нашей стране и за рубежом изучены разнообразные инфекционные заболевания вредных насекомых и грызунов. Для борьбы с вредителями изготовляются препараты живых бактерий, микроскопических грибов и вирусов, способные возбуждать массовые заболевания и даже опустошительные эпизоотии (эпидемии) в стане врагов урожая.
В США для борьбы с японским жуком используют два вида спорообразующих бактерий, которые несут этим опасным вредителям губительную для них молочную болезнь.
Большая часть других бактериальных препаратов имеет в своей основе споровые бактерии, впервые обнаруженные Пастером.