1.2.2. Основные принципы организации полигонного агроэкологического мониторинга

Полигонами агроэкологического мониторинга могут служить базовые варианты длительных опытов с удобрениями Географической сети. Целесообразность их использования определяется тем, что они, как правило, отражают систематическое воздействие на почву и другие компоненты экосистемы наиболее широко распространенного техногенного фактора – удобрений и пестицидов, проводятся в строгом соответствии с требованиями единой методики на фоне высокой агротехники, рекомендуемой зональными системами земледелия. При этом широкий набор вариантов с различной химической нагрузкой позволяет в конечном счете установить экологически оптимальные системы удобрений и средств защиты для конкретных почвенно-климатических условий, разработать обоснованные нормативы нагрузок, уточнить ПДК и т.д. Таким образом, необходимым (да и, пожалуй, неизбежным) процессам химизации можно придать надлежащую экологичность. Использование в качестве полигонов агроэкологического мониторинга опорных базовых вариантов длительных опытов направлено на решение следующих задач:

• эколого-агрохимическая оценка различных уровней насыщения почв минеральными удобрениями (особенно азотными);

• эколого-агрохимическая оценка использования химических средств защиты растений, стимуляторов роста и т.д.;

• эколого-агрохимическая оценка применения мелиорантов (извести, гипса и др.);

• эколого-агрохимическая характеристика органических удобрений, растительных остатков промежуточных культур, сидератов;

• эколого-агрохимическая оценка биологических (без или с минимальным использованием средств химизации) систем земледелия.

Одним из методических приемов изучения природной среды является, как известно, разделение ее на определенные подсистемы (блоки) в зависимости от целей эксперимента. В качестве изучаемых вариантов, например, целесообразно использовать принятые системы земледелия, обеспечивающие различные уровни продуктивности агроэкосистемы. В учреждениях, имеющих хорошую опытную базу для разработки новых, более совершенных систем, позволяющих выйти на заданную продуктивность, агроэкологические задачи можно решить более масштабно. Такой полигон состоит из 3-4 вариантов с различными системами земледелия, различными уровнями насыщенности удобрениями и средствами защиты растений и др.

Набор вариантов при проведении агроэкологического мониторинга обязательно должен охватывать весь спектр исследуемых уровней продуктивности (как оптимальные, так и экстремальные позиции).

В частности:

• вариант с интенсивным возделыванием сельскохозяйственных культур, обеспечивающим максимальную для данных зональных условий продуктивность севооборота на основе использования прогрессивных технологий возделывания сельскохозяйственных культур (первый уровень продуктивности);

• вариант с использованием интегрированных систем удобрений и средств химической защиты растений, обеспечивающих достаточно высокий уровень продуктивности на основе низких и средних доз удобрений и «мягких» способов применения химических средств защиты растений по экономическим порогам вредности (второй уровень продуктивности);

• вариант с биологическим способом ведения земледелия, основанным на использовании лишь органических удобрений, промежуточных культур, запашке соломы и т.д., в севооборотах с достаточным содержанием бобовых для обеспечения всех культур севооборота биологическим азотом при биологической и агротехнической системах защиты растений (третий уровень продуктивности);

• вариант, соответствующий абсолютному контролю (экстенсивный способ ведения земледелия), отражающий современный естественный уровень плодородия пахотных угодий данной зоны (четвертый уровень продуктивности).

В зависимости от конкретных условий могут рассматриваться варианты с орошением, использованием химических мелиорантов и т.д.

Комплексные полигонные опыты позволяют решить задачу – дать экологическую оценку тем или иным системам земледелия и технологиям возделывания культур. Вместе с тем остается не раскрытой роль отдельных приемов и их сочетаний в контексте положительного или отрицательного воздействия на окружающую среду. Для изучения этих вопросов служат стационарные полевые опыты, ценность результатов которых определяется их длительностью.

Наиболее информативными являются продолжительные многофакторные опыты. Их целесообразно планировать как полные факторные опыты или как выборки из полных схем. Изучение в таких опытах нескольких факторов позволяет достаточно объективно оценить возможное их раздельное или совместное действие на изучаемые показатели и процессы. Широкий же диапазон уровней факторов служит основанием для выбора оптимальных их значений с учетом агрономических и экологических критериев оптимальности.