Почти 90% всех продуктов питания человечество получает благодаря земледелию. Земледелие - возделывание сельскохозяйственных растений с целью получения урожая. Основой земледелия являются почвы. В принятой в 1983 г. международными организациями, входящими в состав ООН, «Всемирной хартии почв» говорится: «Среди главных ресурсов, которыми располагает человек, выделяется земля; к ней относятся почвы, вода, растения и животные: эксплуатация этих ресурсов не должна вызывать их деградацию или разрушение, так как жизнь человека зависит от их неиссякаемой продуктивности». Земледелие характеризуется постоянно растущей эффективностью. Исторически в нем сначала доминировало направление подбора сортов выращиваемых культур, затем преобладало совершенствование агротехники и расширение посевных площадей. В настоящее время вновь делается акцент на селекции, химизации, механизации и других формах увеличения вложения энергии.
К концу второго тысячелетия человечество приблизилось к полной реализации потенциальных земельных ресурсов. Практически остается один путь увеличения производства продуктов питания - интенсивнее использовать каждый гектар пашни.
Культивирование сельскохозяйственных культур без севооборотов повышает интенсивность использования почвы, снижает естественное плодородие и требует повышения доз внесения удобрений. По данным ФАО (Продовольственной и сельскохозяйственной организации ООН), внесение 1 кг питательных веществ удобрений (N + Р205 + К20) в среднем дает прирост урожая пшеницы на 7,3 кг, риса — 8,6 кг, кукурузы — 8,8 кг. В странах Западной Европы и Японии в последние годы вносят около 400 кг минеральных удобрений на 1 га пашни. В нашей стране к началу 90-х годов на 1 га вносили около 115 кг минеральных удобрений.
Кроме удобрений, фактором мощного химического антропогенного воздействия на почву является применение пестицидов. Пестициды (от лат. pestis - зараза и caedere - убиватъ) химические соединения, используемые для защиты растений, сельскохозяйственных продуктов, древесины, для уничтожения паразитов на коже домашних животных и борьбы с переносчиками заболеваний. К ним относятся также вещества для регуляции роста и развития растений (ауксины, гибериллины), удаления листьев (дефолианты), уничтожения растений на корню (десиканты), отпугивания животных (репелленты), уничтожения нежелательных в хозяйстве насекомых (инсектициды), вещества, применяемые для борьбы с возбудителями грибковых заболеваний у растений (фунгициды).
Пестициды первого поколения со временем стали неэффективны, ибо новые поколения вредителей приобрели устойчивость к ним. Так, если в начале XX в. под воздействием цианида погибали около 90% одного из видов насекомых-вредителей, то через 30 лет чувствительны к этому яду оказались лишь 3% особей этого вида.
Пестициды второго поколения, например ДДТ, были созданы на основе синтетических органических соединений и оказались весьма эффективными (недорогими и губительными для многих видов) не только против насекомых - вредителей посевов, но и насекомых - переносчиков болезней (вшей, комаров и др.). В 1948 г. за открытие пестицида ДДТ швейцарец Пауль Мюллер получил Нобелевскую премию. Этот ядохимикат долгое время широко применялся на полях при выращивании продовольственных и кормовых культур, считаясь совершенно безвредным для теплокровных животных. В качестве препарата для борьбы с майским жуком ДДТ распылялся с самолетов и при этом попадал не только на растения и почву, но и в водоемы, а также разносился воздушными потоками на значительные расстояния.
Позже выяснилось, что у вредителей со временем развивается устойчивость и к этим пестицидам, в результате чего через некоторое время после обработки посевов возникают вторичные вспышки численности вредителей на полях. Исследование биологических последствий применения ДДТ показало, что зачастую более чувствительны к яду оказываются природные враги вредителей. Это ведет к вторичным вспышкам численности тех видов, с которыми была запланирована борьба. В 1953 г. было замечено, что ДДТ опасен для домашнего скота.
Из-за химической устойчивости ДДТ в конце концов оказывался в пище человека. Были выявлены также канцерогенный, мутагенный и тератогенный эффекты воздействия веществ, подобных ДДТ, на человека.
В 1972 г. немецкие ученые установили, что производные продукты ДДТ обладают мутагенным действием, т. е. воздействующим на наследственность. Особенность многих пестицидов, в том числе и ДДТ, — способность накапливаться в жировых тканях животных и организме человека, употребляющего содержащую пестициды пищу (правило «биотического усиления»).
Химическая борьба с вредителями оказалась безуспешной и противоречащей основным экологическим принципам. Динамичность и сложность структуры экосистем - причина того, что химическая атака на один вид неизбежно ведет за собой серию незапланированных и совершенно нежелательных последствий.
В настоящее время в большинстве экономически развитых стран мира наблюдается тенденция снижения объемов применения химических средств защиты растений. Например, в США за период 1975-1985 гг. их производство сократилось с 727 до 337 тыс. т.
В странах бывшего СССР, США, Индии, Китае, Канаде и Бразилии размещается около 750 млн. га пашни, т. е. более половины обрабатываемых земель мира. Самые благоприятные условия для развития земледелия имеются в Европе, однако здесь очень высока плотность населения, и обеспеченность пашней не превышает 0,3 га/чел. В Азии, где сосредоточен 31% мировой пашни, этот показатель составляет 0,15 га.
Африка и Южная Америка - материки, где население не может обеспечить себя продовольствием, но и размеры обрабатываемых земель в этих регионах составляют соответственно 6 и 8%. Помимо широкого распространения пустынь, полупустынь и трудностей освоения влажных тропических лесов этому препятствует низкий экономический и социальный уровни развития государств, расположенных в данных регионах.
По оценке, проведенной по заданию ФАО, первоклассные земли, способные давать высокие урожаи по 2-3 раза в год, занимают всего 400 млн. га. Земли второго класса, урожайность культур на которых составляет 40-60% от урожайности первоклассных, занимают 500 млн. га, а земли третьего класса с урожайностью, не превышающей 20-40% от урожайности культур на первоклассных землях, занимают 1500 млн. га. Продукция, полученная на землях третьего класса, неконкурентноспособна на мировом рынке и используется только местным населением.
Резерв интенсификации сельскохозяйственного производства - это мелиорация почв, использование высокопродуктивных сортов культурных растений, методов и приемов их защиты. Мелиорация - это совокупность мероприятий по коренному или, с расчетом на длительный срок, значительному изменению природной среды с целью ее улучшения для ведения хозяйства (сельского, лесного и др.) или для жизни людей. Цель мелиорации почв - повышение плодородия путем искусственного регулирования водного, воздушного, теплового, солевого, биохимического и физико-химического режимов с помощью разнообразных приемов. Всего выделяют 35 видов мелиорации, включая орошение, осушение, борьбу с эрозией почв, оползнями, наводнениями, агролесомелиорацию, фитомелиорацию и пр.
