Различают три вида хозяйственной биопродуктивности: пищевую, кормовую и сырьевую.
К пищевой биопродуктивности относится та часть биопродукции, которая непосредственно употребляется человеком в пищу (зерно, клубни картофеля, ягоды, мясо животных).
К кормовой биопродуктивности относится часть биопродукции, которая поступает к человеку опосредованно, через один трофический уровень (кормовое зерно, кормовые корнеплоды, трава), то есть через животных (мясо, молоко, яйца).
К сырьевой биопродуктивности относится часть биопродукции, которая ни прямо, ни опосредованно не поступает в пищу человека (шкуры пушных зверей, технические культуры — хлопок, лен, древесина), но используется им для своих целей.
Понятие “урожайность” оказывается при таком подходе некорректным, так как, во–первых, относится ко всем видам биопродуктивности, то есть не специфично; во–вторых, применимо, как правило, только к растительным объектам и, в-третьих, не включает в себя весь комплекс метаболитов организмов, возникновение и деятельность которых регулирует биопродуктивность биогеоценозов в биосфере в целом (корневые выделения, кислород, углекислота и т. д.). Поэтому понятие “урожайность” по–прежнему можно употреблять лишь в утилитарно–бытовом смысле.
В аналогичном смысле может употребляться и термин “плодородие”, исторически тесно связанный с термином “урожайность”. До сих пор нет строго количественного выражения для плодородия почв, а бонитировка (оценка почв) представляет собой один из самых неразработанных и запутанных вопросов науки. Неверно также употребление понятия “продуктивность почв” — наукообразной подмены понятия “плодородие почв”, кстати, тоже некорректного, ибо “давать плоды”, “рожать” — это свойство живого. Чем же заменить слово плодородие? Давайте думать. Понятие продуктивности может относиться только к природным (в идеале целинным) системам — биогеоценозам, ландшафтам, регионам и биосфере в целом, в которых почва выступает не как независимый объект, а как подсистема единой системы биогеоценоза. Попросту говоря, не бывает почвы без растительного покрова и других живых организмов так же, как не бывает живого покрова планеты на суше без почвы.
Природные системы (биогеоценозы и ландшафты) сейчас в большинстве случаев сильно нарушены. Из природных биогеоценотических систем практически полностью исключаются пахотные угодья, не говоря уже о горных разработках, городах и поселках, которые представляют собой принципиально новые антропогенные ландшафты. У этих антропогенных систем одна черта, принципиально отличающая их от природных систем, — их неустойчивость во времени, неспособность самостоятельно выходить на стационарный режим существования, функционировать без санитарно–мелиорирующей деятельности человека. Поэтому нельзя говорить об агробиогеоценозах и даже об агроценозах, ибо в основе сельскохозяйственного производства лежит понятие о чистой монокультуре. В соответствии с концепцией о ноосфере, агробиоценозы, их индустриально–рекультивированные и иные варианты правильнее именовать нооценозами.
Человек тратит огромные усилия и средства на поддержание бессорняковой чистоты полей и сеяных лугов, применяя для этого мощные агротехнические, агрохимические и другие средства, не считая огромных затрат на селекцию и испытания “баловней судьбы” — сортов сельскохозяйственных культур. С биосферно–биогеоценотической точки зрения, сельское хозяйство в его растениеводческой части противоречит естественному природному процессу, а корни этого противоречия уходят далеко в доисторическую эпоху. В наши дни затраты на поддержание нужного для человечества уровня сельскохозяйственной продукции настолько велики, а их кпд настолько мал, что есть основания считать причиной такого противоречия несовпадение характера и направлений (векторов) природного (биогеоценотического) и сельскохозяйственного процессов. Это противоречие раньше затушевывалось наличием огромных природных, в особенности биологических, ресурсов на нашей планете (лесных, рыбных, луговых, водных и других богатств). В настоящее время эти ресурсы в значительной степени растрачены.
В природных биогеоценотических системах живые организмы выступают как следящая система за любыми изменениями в среде обитания — как внешними (климатическими, гидрологическими, геохимическими), так и вызываемыми ими самими (прижизненные и посмертные метаболиты, загрязняющие и частично отравляющие среду их обитания). Избежать самоотравления от собственных выделений им помогает объединение представителей разных видов в сообщества (ценозы). Разные виды организмов в ценозе могут разлагать и использовать выделения других видов, осуществляя тем самым санитарную функцию в биосфере. Именно эту санитарную работу, которую в почвах выполняют мириады микроорганизмов, грибов, актиномицетов, беспозвоночных животных и высшие растения, работу, очень четко организованную во времени и пространстве, человек добровольно взвалил на свои плечи и с великим упорством несет эту ношу в течение тысячелетий. Ежегодно распахивая почву, разрыхляя ее и оборачивая пласт, человек выводит из корнеобитаемого слоя “отходы” предшествующих сельскохозяйственных растений, обеспечивая “стерильную” питательную бреду для сельскохозяйственных культур. При этом он удабривает почву, убивая пестицидами инородных пришельцев. Вот вам один из примеров рассматриваемого противоречия.
Другой пример относится к понятию о живых организмах как о следящих системах. Каждый из нас не раз наблюдал, как после зимы в некоторый момент мгновенно трогаются в рост растения в лесах, степях, на лугах и болотах. Зеленый покров стремится максимально захватить энергию солнца, включив при этом в работу (в круговорот) вещество почв. В природе почва практически ни одного дня не бывает без зеленого покрова, дающего нам органическое вещество, кислород и многое другое. На сельскохозяйственных угодьях почва длительное время лишена зеленого покрова. После таяния снегов не сразу наступает физическая зрелость почвы, что задерживает пахоту, затем наступает время обработки почвы и сева, потом — ожидания всходов. Поля пустуют и осенью после снятия урожая. Можно представить, как снижается биопродуктивность ландшафтов на полях по сравнению с постоянно вегетирующими природными сообществами, которые к тому же, имея ярусную структуру, более полно используют энергию солнечного спектра и соответственно почвенные ресурсы. Этот второй пример, иллюстрирующий рассматриваемое противоречие, показывает энергетическое преимущество биогеоценотических систем перед сельскохозяйственными, основанное на их сложной структурно–временной организованности.
Число примеров можно увеличить (качественное разнообразие и целебность природной биопродукции, накопление гумуса в почве под естественной растительностью и т. д.).
Конечно, не сегодня и не завтра великая, исторически инерционная система сельского хозяйства выйдет на новые пути, но на пороге третьего тысячелетия сельскому хозяйству неизбежно придется свою стратегию менять.
Радикальный подход к стратегии современного сельского хозяйства не должен содержать только критическую оценку его состояния. Как бы ни была научно объективна критика, она мало что значит без выдвижения хотя бы самых общих суждений позитивного характера. Вот несколько таких замечаний.
Во–первых, стратегию сельского хозяйства необходимо пересмотреть с точки зрения ее соответствия, а не противоречия природным биосферным процессам. Во–вторых, перевод сельского хозяйства на научную основу будет связан с созданием агросистем с оптимальной структурно–временной организованностью, с многокомпонентными сообществами организмов, включая высшие растения, с высокой стабильностью, минимизированной в агротехническом аспекте, но максимизированной в биологическом смысле.
На этом пути, по–видимому, возможно улучшение не только количественной, но и качественной структуры биопродукции (аминокислотный состав, витамины, целебные вещества, сведение к минимуму содержания в биопродукции промышленных компонентов и др.). А мы надеемся, что в дальнейшем предпочтение будет отдаваться именно качеству биопродукции, а не ее количеству.
Уже в далеком прошлом стихийно–эмпирически сельское хозяйство ощутило неизбежность введения некоторых биогеоценотических элементов, например, севооборота, ротации (круговращения) которого представляют собой некое подобие биогеоценоза, растянутого в пространстве и во времени (3‑х — 9-польный севооборот). Введение севооборота объяснялось не только экономическими, но и биологическими мотивами (утомление почвы, борьба с фитопаразитами и др.). Больше того, как обязательный компонент в севооборот включались поля с многолетними травосмесями. А ведь именно в травосмесях можно увидеть прообраз агроценозов будущего. Мы уже говорили о запасах мировой флоры, из чего следует, что при должной селекции — многоплановой, а не однобокой, ориентированной только на весовую, а не на белковую урожайность, — возможно создание многокомпонентных агросистем будущего. В образцовом луговодстве и лесоводстве мы также видим прообраз агроценозов будущего. Это должны быть надежные следящие системы, обеспечивающие максимальную плотность и постоянство зеленого покрова планеты. Битва за зеленый покров планеты будет генеральным направлением всей стратегии сельского хозяйства будущего. Таким образом, создание агроценозов будущего как высокоорганизованных и управляемых человеком систем, оптимизированных по количеству и качеству биопродукции, — одно из позитивных решений проблемы “Биосфера и человечество”.
При решении вопросов, касающихся биопродуктивности, следует особо выделить два аспекта, внешне непосредственно не связанных с проблемой биосферы. Это, во–первых, вопрос о перевариваемости пищи и кормов человеком и животным и, во–вторых, вопрос о неизбежности частичной смены структуры рационов.
Сейчас накоплен большой материал по биогеоценотическому и химическому составу продовольствия и кормов (аминокислотный состав, каротин, протеин, жир, углеводы, зольные элементы и т. п.), издана не одна “телефонная книга” аналитических данных, проведены многочисленные исследования по перевариваемости пищи и кормов и структуре рационов. В результате всех этих работ мы приходим к выводу, что резервы кпд перевариваемости пищи и кормов достаточно велики. Иными словами, при достаточно высоком уровне селекции животных, всестороннем учете биохимической структуры пищи и кормов, оценке энергетических достоинств рационов и строгом выполнении зоотехических и ветеринарных требований, перевариваемость пищи и кормов может быть реально повышена в количественном и качественном отношении, что даст возможность уменьшить посевные площади, которые можно будет использовать для повышения общей биопродуктивности.