"Зеленые" революции и их последствия

«ЗЕЛЕНЫЕ РЕВОЛЮЦИИ» И ИХ ПОСЛЕДСТВИЯ

 

Цель: сформировать понимание современной ситуации с обеспечением человечества продовольствием.

Вопросы:

1. Сущность продовольственной  проблемы.

2. Пути развития сельского  хозяйства и «первая зеленая  революция».

3. Вторая «зеленая революция».

4. Последствия «зелёных революций»

5. Сущность «третьей зеленой революции» и проблем, связанных с нею.

 

1. Принципиальная проблема, с которой сталкивается современное  сельское хозяйство – это необходимость  удерживать в равновесии агроценозы, поскольку в них нарушено основное условие устойчивости любой экосистемы – видовое разнообразие. Система стремится выйти из равновесия, что неминуемо приведет либо к деградации экосистемы, либо к невозможности выполнять ее главную функцию – обеспечение населения продовольствием.

Проблема заключается  не только в обеспечении человечества достаточным количеством пищи. Огромное значение имеет ее качество – то есть достаточное количество витаминов  и микроэлементов. Другая проблема заключается в необходимости транспортировки и длительного хранения сельхозпродукции (эта проблема до сих пор не решена в ряде стран из-за их бедности).

Человечеству известны десятки тысяч съедобных растений, однако, используются не более 30 видов. В основном же, человечество кормят 4 культуры: пшеница, рис, картофель и кукуруза. Мяса, молока, рыбы и яиц человек потребляет традиционно меньше, так как, согласно «правилу 10 %», доля начальной солнечной энергии, получаемой человеком от животной пищи в 10 раз меньше, чем при вегетарианской диете.

 

2. Развитие сельского  хозяйства идет двумя путями  – экстенсивным и интенсивным.  Экстенсивный путь заключается  в распахивании целинных земель, что, в конечном итоге, приводит  к развитию эрозионных процессов. Поэтому такой путь можно считать тупиковым.

Зелёная революция — комплекс изменений в сельском хозяйстве, приведших к значительному увеличению мировой сельскохозяйственной продукции. Включал в себя активное выведение более продуктивных сортов растений, расширение ирригации, применения удобрений, пестицидов, современной техники. Термин был введён Вильямом Гаудом в 1968.

Начало 1-й зелёной революции было положено в Мексике в 1943 году сельскохозяйственной программой мексиканского правительства и Фонда Рокфеллера. Крупнейших успехов по этой программе достиг Норман Борлоуг, выведший множество высокоэффективных сортов пшеницы, в том числе с коротким стеблем, устойчивую к полеганию. К 1951—1956 Мексика полностью обеспечила себя зерном и начала его экспорт, за 15 лет урожайность зерновых в стране выросла в 3 раза. Разработки Борлоуга были использованы в селекционной работе в Колумбии, Индии, Пакистане, в 1970 Борлоуг получил Нобелевскую премию мира.

В 1963 на базе мексиканских исследовательских учреждений был  создан Международный центр улучшения  сортов пшеницы и кукурузы (CIMMYT), активно способствующий распространению Зелёной революции.

Зелёная революция позволила  не только прокормить увеличивающееся  население Земли, но и улучшить его  качество жизни. Количество калорий  в потреблённой за сутки пищи возросло в развивающихся странах на 25%.

 

3. Однако, вскоре возможности увеличения урожая за счет применения минеральных удобрений были исчерпаны. Следующим направлением физиологии растений, позволившим увеличить урожайность, были исследования экологической физиологии, широко развернувшиеся в 1920-х годах. Открыты и изучены фотопериодизм, яровизация, усилился интерес к географическим расам растений. В нашей стране Всесоюзным Институтом Растениеводства при активном участии Н.И.Вавилова была создана богатейшая коллекция географических рас основных культурных растений. На базе этого физиологического многообразия можно было изучать устойчивости растений к различны неблагоприятным факторам (холоду, засухе, фитопатогенным организмам и др.).

Создание новых сортов на основе скрещивания географически удаленных рас растений позволило создать новые промышленные сорта пшеницы, картофеля многих культур. Был обнаружен эффект гетерозиса. В результате этой работы появились технологи, позволяющие повысить урожайность пшеницы еще в 2 раза (до 60ц/га). Это означает, что при той же площади пашни можно прокормить вдвое большее население.

В 1930-х-1940-х годах были открыты ауксины, за ними последовали  другие фитогормоны. Это позволило  сделать процессы вегетативного  размножения растений более эффективными.

Исследование синтетических  аналогов и ингибиторов действия фитогормонов привело к созданию широкого спектра гербицидов - веществ, уничтожающих сорные растения. Изучение веществ, ингибирующих фотосинтез, пополнило список гербицидов фотодинамическими гербицидами. Применение гербицидов позволяет снизить затраты труда на борьбу с сорняками, а значит - снизить себестоимость сельскохозяйственной продукции, получить больше прибыли.

 

4. Однако, обе «зеленый революции» привели к ряду проблем:

1) Резко возросла энергоемкость  сельского хозяйства, на нужды  которого расходуется до 12 % мирового  производства нефти.

2) Десятикратный рост применения азотных и фосфорных удобрений привел к загрязнению ими вод – происходит эвтрофикация водоемов.

3) Качество продуктов  питания снизилось, в основном, из-за применения нитратов. Нитраты  в организме человека превращаются в нитриты, обладающие канцерогенными свойствами.

4) Широкое применение  пестицидов связано с опасностью  отравления людей, ибо происходит  их кумуляция в трофических  цепях.

 

Яйцо (С = 1000 000)	ЧЕЛОВЕК	Консументы 2 порядка
Консументы 1 и 2 пор.	С = 100 000	Зоопланктон, мелкая рыба
Продуценты	С = 1000	Фитопланктон
Вода и почва	С = 1	Вода

 «С» в данной схеме – условная единица концентрации токсиканта. То есть происходит рост концентрации токсиканта в 100 тыс. – 1 млн. раз. Если во время первой заланой революции использовали препараты меди и серы, вызывающие загрязнение почвы тяжелыми металлами и закисление, то к середине XX века их сменили ароматические, гетероциклические, хлор- и фосфорорганические соединения (карбофос, дихлофос, печально знаменитый ДТТ и др.). Эти вещества действуют в более низкой концентрации, что позволяет снизить расходы на химическую обработку. Некоторые из этих веществ оказались слишком устойчивыми и плохо разлагались биотой после использования. Производство самого устойчивого из агентов - ДТТ - пришлось запретить. Следовые количества этого яда были обнаружены даже у дивотных Антарктиды, хотя ближайшие места применения этого химиката отделены от Анктартиды тысячами километров!

5)  Широкое применение гербицидов привело, например, к тому, что в Европе на грани гибели оказались такие полевые сорные растения. Сегодня эти растения выращивают специально.

6) Одним из классов гербицидов являются дефолианты (вещества, способствующие опадению листьев). Дефолианты применяют на хлопковых плантациях для облегчения уборки урожая. Чрезмерное использование дефолиантов привело к загрязнению почв в Узбекистане. В 1960-х годах дефолианты были использованы как экологической оружие американскими войсками во Вьетнаме. Это привело к гибели лесов на большой территории, загрязнению почв и водоемов, вызвало экологические бедствия, продолжавшиеся несколько десятков лет.

 

5. С учетом всего вышесказанного, в конце прошлого столетия происходит «третья зеленая революция», продолжающаяся и по сей день. Особенности ее таковы:

- внедрение методов  генной инженерии в создание  новых сортов и даже видов  растений, а также пород скота;

- отказ от массового  использования химических удобрений  и замена их биогенными;

- создание растений, устойчивых  к засухе и действию насекомых-вредителей;

- замена пестицидов  узконаправленными биологическими  методами борьбы с вредителями,  а при необходимости – применение  короткоживущих пестицидов.

С природоохранной точки  зрения особый интерес представляет последний пункт. В частности, предлагаются следующие способы:

А) разведение естественного возбудителя заболеваний данного вида вредителей или разведение его естественных врагов;

Б) обеспечение благоприятных  условий гнездования насекомоядных  птиц;

В) использование домашней птицы для очистки садов от насекомых, слизней и сорных трав;

Г) использование феромонов  и гормонов для отпугивания насекомых  вредителей от посевов.

 

Новые методы генной инженерии  часто подвергаются критике, причем, не всегда обоснованно, а лишь потому. Что ущемляют интересы фирм-экспортеров сельскохозяйственной продукции. Вместе с тем, применение генной инженерии действительно может привести к непредсказуемым последствиям (выделяют медицинские и экологические риски).

Таким образом, использование  генетически модифицированных растений – по-видимому, единственный путь решения продовольственной проблемы. Но следует помнить, прежде чем внедрять в массовое производство подобные растения, следует досконально выяснить возможные эффекты, связанные с вмешательством в их естественный генетический код.

 

 

  В.Д. Валова «Основы экологии»  стр. 142 - 147