เพื่อปรับปรุงพืชพรรณให้ครอบคลุมและเพิ่มผลผลิตของระบบนิเวศต่างๆ มาตรการต่อไปนี้มีประสิทธิภาพเป็นพิเศษ:

การใช้ปุ๋ยกับทุ่งหญ้าและทุ่งหญ้า

การชลประทาน;

การระบายน้ำจากหนองหญ้าที่ใช้ทำหญ้าแห้ง

ดำเนินการคลายพื้นผิวของดิน, กำจัดตะไคร่น้ำ, ตัด hummocks ในทุ่งหญ้าและทุ่งหญ้า;

การหว่านหญ้าอาหารสัตว์ (ธัญพืช พืชตระกูลถั่ว) และการควบคุมวัชพืชในทุ่งหญ้าและทุ่งหญ้าเลี้ยงสัตว์

การแทรกแซงของมนุษย์ในชีวิตของระบบนิเวศทางธรรมชาติช่วยเพิ่มการเติมอากาศในดิน เพิ่มคุณค่าด้วยสารอาหาร และท้ายที่สุดนำไปสู่การเพิ่มผลผลิตของระบบนิเวศอย่างเห็นได้ชัด

วิธีเพิ่มผลผลิตของระบบนิเวศเทียม

ทิศทางเชิงกลยุทธ์สำหรับการพัฒนาการผลิตทางการเกษตรคือการเพิ่มผลผลิตของพืชที่ปลูก ซึ่งจะทำให้สามารถจัดหาอาหารให้กับประชากรที่เพิ่มขึ้นในขณะที่ยังคงรักษาพื้นที่หว่านไว้เหมือนเดิม สามารถทำได้ด้วยวิธีต่อไปนี้:

การพัฒนาและแนะนำการผลิตพันธุ์พืชที่ให้ผลผลิตสูงชนิดใหม่

การยึดมั่นในวัฒนธรรมเกษตรกรรมระดับสูง ซึ่งรวมถึงวิธีการไถพรวนตามหลักวิทยาศาสตร์ การรดน้ำและการใช้ปุ๋ยในปริมาณที่เหมาะสม การปฏิบัติตามวันที่หว่านและความลึกของการวางเมล็ด

การสร้างระบบคุ้มครองพืชแบบบูรณาการ ซึ่งควบคู่ไปกับวิธีการทางเคมีในการควบคุมศัตรูพืช วัชพืช และโรค รวมถึงการปลูกพืชหมุนเวียนที่ถูกต้อง และการใช้วิธีการควบคุมทางชีวภาพ

การชลประทาน ฯลฯ

วิธีที่รุนแรงในการเพิ่มผลผลิตของระบบนิเวศเทียมคือการปลูกพืชในเรือนกระจกโดยใช้ไฮโดรโปนิกส์

เทคโนโลยีการปลูกพืชอุตสาหกรรม

ด้วยเหตุผลหลายประการ (การก่อสร้างเมือง โรงงานอุตสาหกรรม โรงไฟฟ้า ถนน ฯลฯ) ปริมาณพื้นที่เพาะปลูกทั่วโลกจึงลดลงอย่างต่อเนื่อง ดังนั้น เพื่อที่จะจัดหาอาหารให้กับประชากรโลกของเราที่เพิ่มขึ้น จึงจำเป็นต้องพัฒนาอุตสาหกรรมการเกษตรซึ่งมีพื้นฐานมาจากการเพาะปลูกพืชในสภาพที่สร้างขึ้นโดยมนุษย์ อุตสาหกรรมเกษตรกรรมมีข้อได้เปรียบเหนือเกษตรกรรมธรรมชาติแบบดั้งเดิมหลายประการ: ทำให้สามารถกำจัดสภาพอากาศ วัชพืช และแมลงศัตรูพืชที่แปรปรวนได้ ใช้ปุ๋ยอย่างเต็มที่ สร้างสภาวะที่เหมาะสมที่สุดสำหรับการปลูกพืชตลอดทั้งปี รวมถึงในฤดูใบไม้ร่วงด้วย -ช่วงฤดูหนาว ปลดปล่อยดินแดนที่สำคัญ และแก้ไขปัญหาทางการเกษตร สิ่งแวดล้อม และประชากรศาสตร์อื่นๆ อีกมากมาย

การเพาะปลูกพืชซึ่งแยกบางส่วนหรือทั้งหมดจากสภาพแวดล้อมภายนอกนั้นดำเนินการในเรือนกระจก เรือนกระจก ห้องภูมิอากาศ (phytochambers, phytotrons) ที่ใช้กันอย่างแพร่หลายและแพร่หลายที่สุดเพื่อจุดประสงค์นี้คือโรงเรือน - อาคารที่ปกคลุมด้วยแก้วหรือฟิล์มใส โรงเรือนสมัยใหม่ติดตั้งระบบอัตโนมัติสำหรับรักษาปากน้ำ โรย และใส่ปุ๋ย เพื่อให้แน่ใจว่าสภาพน้ำและอากาศเหมาะสมที่สุด ระบบระบายน้ำที่ให้ความร้อนเหนือพื้นดินและใต้พื้นดินจะถูกวางไว้ใต้ดินเรือนกระจก

ในความเป็นจริง ดินเป็นเพียงแหล่งแร่ธาตุและกลไกสนับสนุนพืชเท่านั้น ฟังก์ชั่นเหล่านี้สามารถทำได้อย่างประสบความสำเร็จยิ่งขึ้นด้วยการใช้วัสดุทดแทนดินเทียมที่สร้างขึ้นโดยผู้เชี่ยวชาญ ยิ่งไปกว่านั้น วิธีการปลูกพืชไร้ดินก็เริ่มแพร่หลายไปเมื่อเร็ว ๆ นี้

พื้นผิวโลกเป็นตัวแทนของระบบนิเวศทางธรรมชาติและระบบนิเวศที่เปลี่ยนแปลงไป (มานุษยวิทยา) ที่หลากหลาย คุณสมบัติทั่วไปสำหรับแต่ละรายการคือการเจริญอัตโนมัติซึ่งเป็นผลมาจากการสังเคราะห์ด้วยแสงภายใต้อิทธิพลของการไหลของพลังงานแสงอาทิตย์ในทิศทางเดียวที่ไหลผ่านสารและสิ่งมีชีวิตของทั้งระบบนิเวศทางธรรมชาติและระบบนิเวศที่ดัดแปลง

สำหรับพืช ส่วนประกอบของการไหลรวมของพลังงานแสงอาทิตย์มีความสำคัญอย่างมาก: เนื่องจากการเปลี่ยนแปลงของ spatiotemporal พวกมันมีอิทธิพลต่อกระบวนการทางสรีรวิทยา ฯลฯ

สำหรับวัตถุพืชทั้งหมด การสะสมพลังงานจะมาพร้อมกับการก่อตัวหรือการสะสมของชีวมวล ซึ่งทำหน้าที่เป็นวัสดุโครงสร้างสำหรับการก่อตัวของอวัยวะพืชและวัสดุพลังงานสำหรับการสังเคราะห์ทางชีวภาพ ทำให้มั่นใจได้ว่าการมีอยู่ของพืชไม่เพียงแต่พืชแต่ละชนิดเท่านั้น แต่ยังรวมถึงทั้งหมดด้วย โครงสร้างทางชีววิทยาที่ซับซ้อน

การเจริญเติบโตและการพัฒนาของพืชในฐานะกระบวนการจัดโครงสร้างองค์กรและกระบวนการผลิตชีวมวลเริ่มต้นหลังจากการก่อตัวของระบบสังเคราะห์แสงสังเคราะห์แสงของใบและการดำเนินการต่อไปของปฏิกิริยาการสังเคราะห์ด้วยแสง นี่เป็นกระบวนการเดียวบนโลกที่การสะสมและการเปลี่ยนแปลงพลังงานของสารอนินทรีย์ธรรมดาไปเป็นพลังงานของพันธะเคมีของสารอินทรีย์นั้นมั่นใจได้โดยการดูดซับพลังงานของแหล่งธรรมชาติซึ่งเป็นพลังงานการแผ่รังสีของดวงอาทิตย์

ผลผลิตสูงสุดของระบบนิเวศเกษตร (รวมถึงระบบนิเวศ) กล่าวคือ การสะสมสูงสุดของชีวมวลในรูปแบบของอวัยวะพืชและการสืบพันธุ์ต่างๆ ของพืชที่ปลูก จะถูกกำหนดโดยการปรับตัวของอุปกรณ์ออปติกกับพลังงานแสงอาทิตย์ สัญญาณหนึ่งของการปรับตัวคือการสะสมพลังงานสูงสุด เช่น ชีวมวล โดยโรงงานหนึ่งหน่วยต่อหน่วยเวลา โดยมีเงื่อนไขว่าปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อมอื่นๆ ที่รับประกันกระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสงนั้นไม่จำกัด สารประกอบอินทรีย์ 95...97% ที่เป็นชีวมวลของพืชจะเกิดขึ้นเนื่องจากการดูดซับพลังงานแสง ในกรณีนี้ แน่นอนว่าพลังงานส่วนหนึ่งถูกใช้ไปในการหายใจ

เพื่อใช้พลังงานที่เข้ามาให้เกิดประโยชน์สูงสุด ระบบนิเวศได้พัฒนาคุณสมบัติการปรับตัวหลายอย่าง (เช่น ความหลากหลายขององค์ประกอบชนิดพันธุ์) ระบบนิเวศเกษตรควรถูกสร้างขึ้นโดยการเปรียบเทียบ เนื่องจากระบบนิเวศหลังนี้มีพื้นฐานพื้นฐานที่เหมือนกันสำหรับการผลิตผลิตภัณฑ์ทางชีวภาพ ในเรื่องนี้ เป็นที่น่าสนใจที่ต้องจำไว้ว่าเกษตรกรชาวมายันสามารถพัฒนาพันธุ์ข้าวโพด พืชตระกูลถั่ว และฟักทองที่ให้ผลผลิตสูง รวมถึงเทคนิคการปลูกแบบแมนนวลในพื้นที่ป่าขนาดเล็กและการผสมผสานพืชผลหลายชนิด (ข้าวโพดและถั่ว) ในที่เดียว ทำให้สามารถรักษาภาวะเจริญพันธุ์ได้เป็นเวลานานและไม่ต้องเปลี่ยนพื้นที่บ่อยๆ

การสร้างพืชผลทางการเกษตรที่มีประสิทธิผลสูงเป็นหนึ่งในวิธีการที่แท้จริงและมีประสิทธิภาพในการเพิ่มผลผลิตและประสิทธิภาพด้านต้นทุนในระบบนิเวศเกษตร พืชผสมและพืชร่วมสามารถนำมาใช้ในระบบนิเวศเกษตรที่มีการใช้เครื่องจักรในระดับสูง พืชผลทางการเกษตรจะหว่านเป็นแถวหรือแถวสลับกัน และหว่านระหว่างแถวเมล็ดพืชด้วย ในพื้นที่ที่มีสภาพอากาศอบอุ่นมีการใช้พืชผลหลายชนิด: ถั่วและถั่วเหลืองกับข้าวโอ๊ตและข้าวโพด, ถั่วเหลืองและถั่วกับข้าวโพด, ถั่วเหลืองกับข้าวสาลี, ถั่วลันเตากับทานตะวัน, เรพซีดกับข้าวโพด ด้วยการเลือกส่วนประกอบของธัญพืชและพืชตระกูลถั่วอย่างเหมาะสม ผลผลิตพืชผลและผลผลิตโปรตีนจะเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญ ไม่เพียงเนื่องจากเมล็ดพืชตระกูลถั่วเท่านั้น แต่ยังโดยการเพิ่มปริมาณโปรตีนในเมล็ดธัญพืชซึ่งใช้ไนโตรเจนที่ตรึงโดยพืชตระกูลถั่ว

การศึกษาจำนวนมากโดยนักวิทยาศาสตร์ในประเทศและต่างประเทศได้ระบุคุณสมบัติทางแสงของพืชเกือบ 1,500 ชนิด (มีโซไฟต์ ซีโรไฟต์ ไฮโกรไฟต์ และพืชอวบน้ำที่เป็นไม้ล้มลุก ไม้พุ่ม และต้นไม้) และได้รับกราฟการดูดกลืนแสงเฉลี่ยของพลังงานการแผ่รังสี ตามการกระจายที่กำหนดไว้ การดูดกลืนพลังงานรังสีต่ำสุดตามแผ่น "เฉลี่ย" (สูงถึง 20%) จะสังเกตได้ในช่วงความยาวคลื่น 0.75... 1.30 ไมครอน และสูงสุด (70% หรือมากกว่า) ในช่วง 0.30 ... 0.70; 1.80...2.10 และ 2.23...2.50 ไมครอน สมดุลพลังงานของระบบนิเวศซึ่งแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับเขตภูมิอากาศ เป็นตัวกำหนดการก่อตัวของการปรับตัวของระบบนิเวศเพื่อการดูดซับพลังงานรังสีที่ "เหมาะสมที่สุด" ซึ่งเป็นไปได้ในสภาวะเฉพาะ ความสามารถในการปรับตัวของสมดุลพลังงานของระบบนิเวศ ซึ่งสอดคล้องกับต้นทุนพลังงานสำหรับการแลกเปลี่ยนความร้อนและการคายน้ำ ทุกที่จะเป็นตัวกำหนดประสิทธิภาพการผลิตของการก่อตัวของโคอีโนติกทั้งตามธรรมชาติและเทียม ลักษณะพลังงานของโซนธรรมชาติต่างๆ ของโลกทำให้เราสามารถแยกแยะระบบนิเวศเกษตรหลักได้ 5 ประเภท (ทั่วโลก)

ประเภทเขตร้อนมีลักษณะเฉพาะด้วยความร้อนสูงซึ่งส่งเสริมการปลูกพืชต่อเนื่อง การเกษตรมีพื้นฐานอยู่บนการทำงานของระบบนิเวศเกษตรเป็นหลัก โดยส่วนใหญ่เป็นพืชยืนต้น (สับปะรด กล้วย โกโก้ กาแฟ ฝ้ายยืนต้น ฯลฯ) พืชผลประจำปีให้ผลผลิตหลายครั้งต่อปี คุณลักษณะของระบบการเกษตรประเภทนี้ ได้แก่ ความจำเป็นในการลงทุนพลังงานของมนุษย์อย่างต่อเนื่องซึ่งเกี่ยวข้องกับการดำเนินงานภาคสนามอย่างต่อเนื่องตลอดทั้งปี ระบบนิเวศเกษตรประเภทนี้มีเอกลักษณ์เฉพาะด้วยความเท่าเทียมกันอย่างแท้จริงของกระบวนการแลกเปลี่ยนมวลและพลังงานทางธรรมชาติและมานุษยวิทยา

ในระบบนิเวศเกษตรกึ่งเขตร้อน ความเข้มข้นของการไหลของสารและพลังงานโดยมนุษย์จะน้อยกว่า ความรอบคอบและการกระจายตัวของกระแสเหล่านี้ปรากฏ โดยทั่วไปมีสองฤดูปลูกคือฤดูร้อนและฤดูหนาว ไม้ยืนต้นเจริญเติบโตโดยมีระยะเวลาการพักตัวที่ชัดเจน (องุ่น วอลนัท ชา ฯลฯ) พืชประจำปีในฤดูร้อนประกอบด้วยข้าวโพด ข้าว ถั่วเหลือง ฝ้าย ผักใบเขียว ฯลฯ

ระบบนิเวศเกษตรในเขตอบอุ่นมีลักษณะเฉพาะคือฤดูปลูกเพียงฤดูเดียว (ฤดูร้อน) และช่วงพักตัวในฤดูหนาว ("ไม่ทำงาน") ที่ยาวนาน ความต้องการการลงทุนด้านพลังงานจากกิจกรรมของมนุษย์มีความต้องการสูงมากเกิดขึ้นในฤดูใบไม้ผลิ ฤดูร้อน และครึ่งแรกของฤดูใบไม้ร่วง

เกษตรกรรมในระบบนิเวศเกษตรขั้วโลกมีลักษณะเป็นจุดสนใจ ระบบนิเวศเกษตรถูกจำกัดอย่างมีนัยสำคัญทั้งทางภูมิศาสตร์และตามประเภทของพืชที่ปลูก (ผักใบ ข้าวบาร์เลย์ พืชรากบางชนิด มันฝรั่งต้น)

ไม่มีระบบนิเวศเกษตรแบบอาร์กติกในพื้นที่เปิดโล่ง ไม่รวมการเพาะปลูกพืชที่ปลูกเนื่องจากอุณหภูมิที่ต่ำมากในช่วงที่อบอุ่น: ในช่วงฤดูร้อนจะมีช่วงอากาศหนาวที่ยาวนานและมีอุณหภูมิติดลบ สามารถใช้พื้นปิดได้

ในดินแดนของรัสเซียระบบนิเวศเกษตรเขตอบอุ่นมีความโดดเด่น เมื่อจัดระเบียบระบบนิเวศเกษตร สิ่งสำคัญคือต้องแน่ใจว่าการใช้พลังงานรังสีมีประสิทธิภาพมากขึ้น

เกษตรกรรมต้องการอะไร?

เป้าหมายของการเกษตรสมัยใหม่คือการได้รับผลผลิตพืชผลที่เพาะปลูกสูงและยั่งยืน และเพื่อให้สัดส่วนของพืชผลที่เหลืออยู่และสะสมอยู่ในภูมิประเทศมีขนาดเล็กที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้มากกว่าที่มนุษย์ใช้ ในส่วนของยุทธศาสตร์แห่งธรรมชาตินั้น มุ่งไปสู่ประสิทธิภาพที่ตรงกันข้ามดังที่เห็นได้จากผลลัพธ์ของกระบวนการสืบทอด

มนุษย์พยายามที่จะได้รับผลผลิตมากที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้จากภูมิทัศน์โดยการพัฒนาและรักษาระบบนิเวศในระยะแรกของการสืบทอด ซึ่งมักจะเป็นการปลูกพืชเชิงเดี่ยว แม้ว่าผลผลิตชีวมวลของการปลูกพืชเชิงเดี่ยวจะสูง แต่ระบบนิเวศเกษตรเองก็มีความเสี่ยงสูง ชุมชนที่ยังไม่บรรลุนิติภาวะในระยะแรกของการสืบทอดทางนิเวศวิทยามีเพียงไม่กี่สายพันธุ์และมีรูปแบบทางโภชนาการที่ค่อนข้างเรียบง่าย ประกอบด้วยผู้ผลิตส่วนใหญ่และผู้ย่อยสลายค่อนข้างน้อย พืชในชุมชนเหล่านี้มักเป็นไม้ล้มลุกประจำปี พวกเขาได้รับทรัพยากรวัสดุบางอย่างจากระบบนิเวศอื่น ๆ เนื่องจากพวกมันง่ายเกินไปที่จะเก็บรักษาและแปรรูปสารอาหารจำนวนมากที่พวกเขาได้รับ

ผู้คนไม่เพียงแต่ต้องการอาหารและเสื้อผ้าเท่านั้น แต่ยังต้องการบรรยากาศที่สมดุลในอัตราส่วนของคาร์บอนไดออกไซด์และออกซิเจน น้ำสะอาด และดินที่อุดมสมบูรณ์อีกด้วย จนกระทั่งเมื่อไม่นานมานี้ มนุษยชาติยอมรับว่าธรรมชาติจัดให้มีการแลกเปลี่ยนก๊าซ การทำน้ำให้บริสุทธิ์ วัฏจักรของสารอาหาร และหน้าที่ในการปกป้องอื่นๆ ของระบบนิเวศที่พึ่งพาตนเองได้ เป็นเช่นนี้จนกระทั่งจำนวนประชากรโลกและการแทรกแซงของมนุษย์ต่อสิ่งแวดล้อมเพิ่มขึ้นจนถึงระดับที่เริ่มส่งผลกระทบต่อความสมดุลของภูมิภาคและระดับโลก

ปัจจัยหลักที่ก่อให้เกิดการรบกวนสมดุลทางนิเวศในภูมิประเทศเกษตรกรรมสามารถแสดงได้เป็น 2 กลุ่มคือ

1. ภัยพิบัติทางธรรมชาติและสภาพอากาศและความผิดปกติของสภาพภูมิอากาศ: พายุเฮอริเคน น้ำท่วม ความแห้งแล้ง ไฟไหม้ การเปลี่ยนแปลงของวัฏจักรของฤดูปลูก

2. กิจกรรมของมนุษย์ที่ไม่มีเหตุผล: มลภาวะต่อสิ่งแวดล้อม, การใช้ทรัพยากรธรรมชาติอย่างไม่มีเหตุผล, การตัดไม้ทำลายป่า, การไถทางลาด, การกินหญ้ามากเกินไป, การชลประทาน, การใช้สารเคมีมากเกินไป ฯลฯ

อิทธิพลของมนุษย์ต่อชีวมณฑลก่อให้เกิดอันตรายอย่างมาก

ประการแรก มีการเปลี่ยนแปลงสิ่งแวดล้อมที่สำคัญเกิดขึ้น นักนิเวศวิทยาชาวอเมริกัน บี. เนเบล ถือว่าภาวะโลกร้อนที่อาจเกิดขึ้นได้ หรือ “ปรากฏการณ์เรือนกระจก” ถือเป็นหายนะครั้งใหญ่ที่สุด ภาวะเรือนกระจกเป็นที่เข้าใจกันว่าเป็นภาวะโลกร้อนที่ค่อยๆ ร้อนขึ้นอย่างค่อยเป็นค่อยไป ซึ่งเป็นผลมาจากความเข้มข้นที่เพิ่มขึ้นในชั้นบรรยากาศของสิ่งเจือปนจากมนุษย์ (CO2 ~ 66%, มีเทน ~ 18%, ฟรีออน ~ 8%, ไนโตรเจนออกไซด์ ~ 3 % และก๊าซอื่นๆ ~ 5%) ที่ให้ดวงอาทิตย์ผ่านรังสีจะป้องกันรังสีความร้อนคลื่นยาวจากพื้นผิวโลก การแผ่รังสีความร้อนจากบรรยากาศบางส่วนที่ถูกดูดซับนี้จะถูกส่งกลับไปยังพื้นผิวโลก ทำให้เกิดปรากฏการณ์เรือนกระจก คาดการณ์ว่าผลที่ตามมาจากภาวะโลกร้อนคือการละลายของหิมะและน้ำแข็งชั่วนิรันดร์ และระดับน้ำทะเลที่สูงขึ้นประมาณ 1.5 เมตร ซึ่งจะทำให้เกิดน้ำท่วมพื้นที่ประมาณ 5 ล้านตารางกิโลเมตร ซึ่งเป็นพื้นที่อุดมสมบูรณ์และมีประชากรหนาแน่นที่สุด ดังนั้น ในการประชุมระหว่างประเทศว่าด้วยการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ (โตรอนโต พ.ศ. 2522) จึงมีการแสดงความเห็นว่า "ผลที่ตามมาสุดท้ายของปรากฏการณ์เรือนกระจกสามารถนำมาเปรียบเทียบได้กับสงครามนิวเคลียร์ทั่วโลกเท่านั้น"

ปัญหาการตกตะกอนของกรดไม่ใช่ปรากฏการณ์ใหม่ ได้รับการจดทะเบียนครั้งแรกในปี พ.ศ. 2450 ในประเทศอังกฤษ จนถึงปัจจุบัน เคยมีกรณีฝนตกโดยมีค่า pH 2.2-2.3 (ความเป็นกรดของน้ำส้มสายชูในครัวเรือน) ซัลเฟอร์ไดออกไซด์เป็นมลพิษหลักที่ทำให้เกิดการตกตะกอนของกรด (~ 70%) การตกตะกอนของกรด 20-30% เกี่ยวข้องกับไนโตรเจนออกไซด์และก๊าซอื่น ๆ เมื่อเชื้อเพลิงถูกเผาไหม้ SO2 และไนโตรเจนออกไซด์จะถูกปล่อยออกสู่ชั้นบรรยากาศ ซึ่งจะค่อยๆ ทำปฏิกิริยากับไอน้ำทำให้เกิดกรด การตกตะกอนของกรดมีผลกระทบด้านลบที่เห็นได้ชัดเจนที่สุดต่อดิน ทำให้เกิดกรดในดิน ซึ่งเป็นผลมาจากการชะล้างของสารอาหารเพิ่มขึ้น และกิจกรรมของตัวย่อยสลาย ตัวตรึงไนโตรเจน และสิ่งมีชีวิตอื่น ๆ ในสิ่งแวดล้อมของดินลดลง การตกตะกอนที่เป็นกรดยังช่วยเพิ่มการเคลื่อนที่ของโลหะหนัก (แคดเมียม ตะกั่ว ปรอท) และปล่อยอะลูมิเนียมซึ่งเป็นพิษในรูปแบบอิสระ สารทั้งหมดเหล่านี้ (อลูมิเนียม, โลหะหนัก, ไนเตรต ฯลฯ ) แทรกซึมเข้าไปในน้ำใต้ดินทำให้คุณภาพน้ำดื่มลดลง

การตกตะกอนที่เป็นกรดจะส่งผลต่อพืชพรรณเพื่อส่งเสริมการชะล้างสารอาหาร (Ca, Mg, K) น้ำตาล โปรตีน และกรดอะมิโนจากพืช พวกมันสร้างความเสียหายให้กับเนื้อเยื่อเชิงกล เพิ่มโอกาสที่แบคทีเรียและเชื้อราที่ทำให้เกิดโรคจะแทรกซึมเข้าไปได้ ส่งผลให้เกิดการระบาดของจำนวนแมลง ส่งผลให้ประสิทธิภาพการสังเคราะห์แสงลดลง

การทำลายชั้นโอโซนในชั้นบรรยากาศก่อให้เกิดอันตรายอย่างมาก ตะแกรงโอโซนตั้งอยู่ที่ระดับความสูง 9-32 กม. ความเข้มข้นของโอโซนคือ 0.01-0.06 mg2/m3 หากโอโซนที่อยู่ภายในขอบเขตของตัวกรองถูกแยกออกในรูปแบบบริสุทธิ์ ชั้นของมันจะอยู่ที่ 3-5 มม. โอโซนในชั้นบรรยากาศชั้นบนเกิดขึ้นจากการสลายโมเลกุลออกซิเจนภายใต้อิทธิพลของรังสียูวีออกเป็นอะตอมออกซิเจนสองอะตอม การเติมอะตอมออกซิเจนลงในโมเลกุลออกซิเจนในเวลาต่อมาจะทำให้เกิดโอโซน ในเวลาเดียวกัน กระบวนการตรงกันข้ามของการสลายตัวของโอโซนและการเกิด O2 ก็เกิดขึ้น สภาวะสำหรับปฏิกิริยาที่จะเกิดขึ้นคือการมีรังสียูวีและการแปลงเป็นรังสีอินฟราเรด หน้าจอโอโซนดูดซับรังสียูวีได้ถึง 98% ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา ระดับโอโซนมีแนวโน้มลดลง ศัตรูที่ร้ายแรงที่สุดของโอโซนคือสิ่งสกปรกต่างๆ โดยส่วนใหญ่เป็นฟรีออน (คลอโรฟลูออโรคาร์บอน) ภายใต้อิทธิพลของรังสีดวงอาทิตย์ ฟรีออนจะถูกทำลายโดยปล่อยคลอรีนซึ่งเป็นตัวเร่งปฏิกิริยาในการสลายตัวของโอโซน และความสมดุลจะเปลี่ยนไปสู่การก่อตัวของ O2 ซึ่งเป็นผลมาจากชั้นโอโซนถูกทำลาย มีหลักฐานว่าโอโซนลดลง 1% ส่งผลให้อัตราการเกิดมะเร็งผิวหนังเพิ่มขึ้น 5-7% สำหรับส่วนยุโรปของรัสเซียจะอยู่ที่ประมาณ 6-6.5 พันคนต่อปี

ประการที่สอง เมื่อมีการพัฒนาดินแดนใหม่เพื่อการเกษตรกรรม ป่าไม้มักจะถูกโค่นลง ซึ่งนำไปสู่การสูญเสียสัตว์และพืชจำนวนมากที่อาศัยอยู่ในพื้นที่นั้นอย่างไม่อาจซ่อมแซมได้ พื้นที่ป่าไม้ช่วยปกป้องดินจากการกัดเซาะและรักษาความชื้นในดินได้อย่างมีประสิทธิภาพ เนื่องจากช่วยให้น้ำถูกดูดซับเข้าสู่ชั้นดินที่เหมาะแก่การเพาะปลูกที่หลวมซึ่งปกคลุมไปด้วยเศษซาก การศึกษาพบว่าการไหลบ่าของพื้นผิวจากทางลาดในป่านั้นน้อยกว่า 50% จากทางลาดที่คล้ายกันที่ปกคลุมไปด้วยหญ้า ป่าดูดซับสารอาหารที่ปล่อยออกมาอย่างมีประสิทธิภาพระหว่างการสลายตัวของเศษซาก เช่น รีไซเคิล และจากทางลาดเปล่า น้ำไหลจะขจัดดิน ซึ่งทำให้เกิดน้ำท่วมและการตะกอนของระบบนิเวศทางการเกษตรและทางน้ำในพื้นที่ราบลุ่ม เมื่อการตัดไม้ทำลายป่าเกิดขึ้น การชะล้างของไนโตรเจนจากดินจะเพิ่มขึ้น 45 เท่า

การเปลี่ยนแปลงระบบนิเวศยังเกิดขึ้นได้ด้วยการใช้ทุ่งหญ้าธรรมชาติและทุ่งหญ้าเลี้ยงสัตว์เพื่อการแทะเล็มอย่างเข้มข้น ดินแดนเหล่านี้มักจะถูกกินหญ้ามากเกินไป ซึ่งหมายความว่าหญ้าจะถูกกินเร็วกว่าที่สามารถต่ออายุได้: ดินจะถูกเปิดเผยและกระบวนการกัดเซาะรุนแรงขึ้น ดินแดนดังกล่าวได้รับความเดือดร้อนอย่างรุนแรงเป็นพิเศษจากการกัดเซาะของลมและการกลายเป็นทะเลทรายในเวลาต่อมา

และการชลประทานมีส่วนทำให้การผลิตทางการเกษตรเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญในภูมิภาคที่มีปริมาณน้ำฝนไม่เพียงพอ การชลประทานสามารถนำไปสู่การทำให้ดินเค็มจนถึงระดับที่พืชไม่สามารถทนได้ เนื่องจากแม้แต่น้ำชลประทานที่ดีที่สุดก็ยังมีเกลือที่ถูกถ่ายโอนจากดินเข้าไปด้วย เกลือยังถูกชะล้างออกจากอนุภาคแร่ของดินชลประทานด้วย เนื่องจากน้ำสูญเสียไปจากการระเหยและการคายน้ำ เกลือที่เหลืออยู่ในสารละลายดินจึงสามารถสะสมในปริมาณที่ขัดขวางการเจริญเติบโตของพืชได้ การทำเกลือถือเป็นรูปแบบหนึ่งของการแปรสภาพเป็นทะเลทราย เป็นที่ทราบกันว่า 3.30% ของพื้นที่ชลประทานทั้งหมดบนโลกนี้มีน้ำเค็มอยู่แล้ว

ไม่เพียงแต่มนุษย์มีอิทธิพลต่อระบบนิเวศเกษตรเท่านั้น การบุกรุกพื้นที่เกษตรกรรมอย่างต่อเนื่องโดยสายพันธุ์ที่ไม่พึงประสงค์ เช่น วัชพืช แมลง สัตว์ฟันแทะ และเชื้อโรค ก็เป็นภัยคุกคามเช่นกัน สัตว์รบกวนเหล่านี้สามารถทำลายพืชเชิงเดี่ยวทั้งหมดได้หากไม่ได้รับการปกป้องหรือหากศัตรูพืชและเชื้อโรคไม่ได้รับการควบคุมอย่างเหมาะสม เมื่อสายพันธุ์สืบพันธุ์อย่างรวดเร็วพัฒนาความต้านทานต่อสารกำจัดศัตรูพืชทางพันธุกรรม ต้องใช้สารพิษที่รุนแรงมากขึ้น สารกำจัดศัตรูพืชแต่ละชนิดจะช่วยเร่งการคัดเลือกศัตรูพืชโดยธรรมชาติจนถึงระดับที่สารเคมีสูญเสียประสิทธิภาพโดยสิ้นเชิง และสิ่งแวดล้อมก็เริ่มมีมลพิษมากขึ้น

การใช้ปุ๋ยแร่มากเกินไปจะเกินพลังงานที่ไหลเข้าสู่ระบบนิเวศอย่างมีนัยสำคัญ ในขณะที่อินทรียวัตถุที่ใช้งานอยู่ (ฮิวมัส) จะถูกแยกออกจากวงจรการทำงานของระบบนิเวศอย่างเป็นระบบและถูกทำลาย เนื่องจากพืชดูดซึมสารอาหารแร่ธาตุได้เร็วกว่ามาก ส่งผลให้วัฏจักรตามธรรมชาติของไนโตรเจน ฟอสฟอรัส และจุลินทรีย์ที่มีอยู่ในดินหยุดชะงัก

และในที่สุดสัตว์ในทุ่งนาป่าทุ่งหญ้าจะพัฒนาได้ดีขึ้นในระบบนิเวศเกษตรบางขนาดเพราะแมลงผสมเกสรที่อาศัยอยู่บนทุ่งหญ้าและช่องว่างระหว่างทุ่งไปไม่ถึงกลางทุ่งใหญ่ นกกินแมลงซึ่งยับยั้งการแพร่พันธุ์ของศัตรูพืชจำนวนมากบินออกไปหาเหยื่อ 300-400 ม. จากรัง ในทุ่งนาพวกเขามักจะควบคุมที่ขอบเพียง 100-200 ม. นกอาวีฟาน่าอาศัยอยู่บริเวณขอบทุ่งมากกว่าบริเวณส่วนกลาง ดังนั้นจึงสมเหตุสมผลที่จะแบ่งเขตทุ่งนาโดยจำกัดให้อยู่เฉพาะแนวป่า

ในปัจจุบัน เมื่อปัญหาระดับโลกกลายเป็นเรื่องรุนแรง นักวิจัยถูกบังคับให้หันไปหามรดกของ V.I. Vernadsky ซึ่งไม่เพียงแต่เล็งเห็นถึงความเลวร้ายของปัญหาเหล่านี้เท่านั้น แต่ยังได้สรุปวิธีแก้ปัญหาที่แท้จริงหลายประการด้วย จากการศึกษากระบวนการพื้นฐานของการเคลื่อนที่ของสสารและพลังงานในธรรมชาติ นักวิทยาศาสตร์เป็นคนแรกที่ดึงความสนใจไปที่อิทธิพลที่เพิ่มขึ้นของกิจกรรมของมนุษย์ในวัฏจักรทางชีวเคมีของดาวเคราะห์ ซึ่งทำให้มนุษย์กลายเป็นพลังทางธรณีวิทยาที่อาจนำไปสู่วิกฤตสิ่งแวดล้อมโลก

มนุษย์สร้างการผลิตเป็นระบบเปิด เปิดที่ทางเข้า - การมีส่วนร่วมของทรัพยากรธรรมชาติและการเปลี่ยนแปลงเป็นสินค้าทางเศรษฐกิจ และเปิดที่ทางออก - มีคนทิ้งขยะลงหลุมฝังกลบ การผลิตดังกล่าวขัดแย้งกับหลักการทั่วไปที่สร้างชีวิตขึ้นมา - หลักการของวงจรปิด เพื่อหลีกเลี่ยงวิกฤติสิ่งแวดล้อม ระบบนิเวศเกษตรจำเป็นต้องถูกสร้างขึ้นเหมือนกับระบบนิเวศธรรมชาติ ซึ่งมีลักษณะของวัฏจักรปิดของสาร ตัวอย่างคือเกษตรกรรมแบบดั้งเดิมในประเทศจีนและญี่ปุ่น ที่นั่นมีการใช้ขยะอินทรีย์ทั้งหมด รวมทั้งอุจจาระ และดินยังคงความอุดมสมบูรณ์เป็นเวลาหลายพันปี

หลักการพื้นฐานของการจัดการการผลิตทางการเกษตรแบบไร้ขยะได้กำหนดไว้โดย D.N. ปรียานิชนิคอฟ. เงื่อนไขหลักสำหรับการทำงานของเศรษฐกิจคือการรวมกันบังคับของการผลิตพืชผลและการผลิตปศุสัตว์ สัดส่วนของอุตสาหกรรมเหล่านี้อาจแตกต่างกันขึ้นอยู่กับเงื่อนไขเฉพาะ แต่ในทุกกรณี การทำฟาร์มปศุสัตว์โดยการรีไซเคิลของเสียจากพืช ช่วยให้มั่นใจได้ว่าธาตุอาหารแร่ธาตุจะมีวงจรปิดด้วยปุ๋ยอินทรีย์ ตามข้อมูลของ Urazaev (1996) เพื่อรักษาความอุดมสมบูรณ์ของดินในเขตเชอร์โนบิลตอนกลาง ต้องใช้มูลจากวัวสองตัวลงในแต่ละเฮกตาร์

องค์ประกอบที่สำคัญประการที่สองคือระบบการปลูกพืชหมุนเวียนที่พัฒนาขึ้นซึ่งเลียนแบบการเปลี่ยนแปลงอย่างต่อเนื่องของชุมชนธรรมชาติ พันธุ์ที่ปลูกอย่างต่อเนื่องในแปลงเดียวกันจะต้องมีข้อกำหนดที่แตกต่างกันอย่างมีนัยสำคัญสำหรับธาตุอาหารแร่ธาตุ และช่วยรักษาและปรับปรุงคุณสมบัติทางกายภาพของน้ำในดินและระดับสารอาหารไนโตรเจน พวกเขาจะต้องมีศัตรูพืชและเชื้อโรคที่แตกต่างกันโดยพื้นฐานและมีปฏิสัมพันธ์กับวัชพืชต่างกัน

แต่เราต้องไม่ลืมด้วยว่าเกษตรกรรมนั้นไม่เสถียรเมื่อเวลาผ่านไป และการรักษาเสถียรภาพของพวกมันบนพื้นฐานของการปลูกพืชเชิงเดี่ยวทำให้ผู้คนต้องสูญเสียมากขึ้นเรื่อยๆ ด้วยการสนับสนุนวัฒนธรรมเชิงเดี่ยว เราต่อต้านประเพณีวิวัฒนาการของธรรมชาติที่มีชีวิต การเปลี่ยนไปใช้วัฒนธรรมแบบผสมผสาน การใช้สารอินทรีย์ตกค้างในสนาม จะสอดคล้องกับแนวโน้มการพัฒนาของกระบวนการชีวมณฑลทางธรรมชาติ และนอกจากจะให้ผลผลิตสูงแล้ว ยังรับประกันความหนาแน่นสูงสุดของพื้นที่ปกคลุมของโลกอีกด้วย ดังนั้น การปลูกข้าวโพด ข้าวโอ๊ต และดอกทานตะวันแบบผสมผสาน (ในการทดลองที่ Penza Agricultural Institute) ให้ผลผลิต 414.8 c/ha ของมวลอาหาร โดยให้ผลผลิตจากการหว่านบริสุทธิ์ 326.7 c/ha ส่วนผสมของข้าวสาลีและข้าวไรย์ (“surzha”) เป็นที่รู้จักกันมานานแล้วในส่วนต่างๆ ของประเทศ ซึ่งรับประกันการเก็บเกี่ยวเสมอไม่ว่าจะอยู่ในสภาพอากาศใดก็ตาม โดยข้าวสาลีหรือข้าวไรย์จะมีอิทธิพลเหนือกว่า ขึ้นอยู่กับเงื่อนไขเฉพาะของ เมื่อพิจารณาถึงฤดูปลูก ในสภาพของภูมิภาคมอสโก ส่วนผสม: ผักสลัด + ถั่ว + ทานตะวันไม่เพียงแต่ให้ผลผลิตอาหารสัตว์ที่สูงขึ้นเท่านั้น แต่ยังทำให้ระดับการปนเปื้อนในดินลดลง 3-4 เท่าด้วย ซึ่งทำให้ไม่จำเป็นต้องใช้สารเคมีกำจัดวัชพืช การผสมพันธุ์พืชชนิดเดียวกันหลากหลายพันธุ์เริ่มแพร่หลายมากขึ้น ดังนั้น ในการทดลองของ P.V. Yurin (Yablokov, 1992) บนพื้นที่ 4,000 เฮกตาร์ ผลผลิตข้าวสาลีจากพันธุ์ผสมอยู่ที่ 43.3 c/ha และสำหรับการปลูกเชิงเดี่ยวอยู่ที่ 33.7 c/ha

เมื่อแก้ไขปัญหาการทำให้เขียวแก่กลุ่มอุตสาหกรรมเกษตร จำเป็นต้องเรียนรู้วิธีสร้างภูมิทัศน์ทางการเกษตรด้วยการผสมผสานระหว่างระบบนิเวศเทียมและธรรมชาติอย่างเหมาะสม ซึ่งจะช่วยลดผลกระทบของกลุ่มอุตสาหกรรมเกษตรที่มีต่อสิ่งแวดล้อมได้อย่างมาก จำเป็นต้องมุ่งมั่นในการปรับตัวของการผลิตทางการเกษตรให้เข้ากับสภาพธรรมชาติที่มีอยู่โดยมีการเปลี่ยนแปลงน้อยที่สุด

ในแต่ละภูมิทัศน์ อัตราส่วนของพื้นที่หนาแน่น (การขยายตัวของเมือง พื้นที่เพาะปลูก) และพื้นที่ที่ใช้กันอย่างแพร่หลาย (สวนป่า ทุ่งหญ้า เขตอนุรักษ์ธรรมชาติ) ไม่ควรเกินขีดจำกัดที่กำหนดไว้ ดังนั้นพื้นที่ที่มีการใช้อย่างหนาแน่นในไทกาตอนเหนือไม่ควรเกิน 10-20% ของดินแดนที่พัฒนาแล้วในไทกาตอนใต้ 50-55% ในป่าบริภาษ 60-65% (Reimers, 1990)

ชุมชนป่า หนองน้ำ ทุ่งหญ้าธรรมชาติ และทุ่งหญ้าเลี้ยงสัตว์มีเสถียรภาพมากที่สุดในระบบนิเวศภาคพื้นดิน ในอันดับนี้ ระบบนิเวศเกษตร (ทุ่งนา สวน) ครองอันดับสุดท้าย ดังนั้น เพื่อเพิ่มผลผลิตทางชีวภาพของระบบนิเวศเกษตรและความยั่งยืนของระบบนิเวศ ขอแนะนำให้มีเนื้อหาที่เหมาะสม (เป็นเปอร์เซ็นต์) ของพืชป่า ทุ่งหญ้าธรรมชาติ ทุ่งหญ้า แม่น้ำ ทะเลสาบ หนองน้ำ "พื้นที่รกร้าง" ฯลฯ นั่นคือ ซึ่งเป็นส่วนผสมของชุมชนที่มีอายุทางนิเวศน์ต่างกัน นอกจากนี้ในการเพิ่มประสิทธิภาพด้านสิ่งแวดล้อมของโครงสร้างของภูมิทัศน์ทางการเกษตร อัตราส่วนตามทางวิทยาศาสตร์ของพื้นที่เพาะปลูก ทุ่งหญ้า ป่าไม้ และจำนวนสัตว์เลี้ยงในฟาร์มมีบทบาทสำคัญ เสถียรภาพของระบบนิเวศเกษตรยังได้รับการสนับสนุนจากการปลูกป่าคุ้มครองอีกด้วย พวกมันมีอิทธิพลอย่างมากต่อการควบคุมการไหล ระบอบอุทกวิทยาของพื้นที่ การปรับปรุงปากน้ำ และเพิ่มผลผลิตพืชผลทางการเกษตร แถบป่า (ในที่ราบกว้างใหญ่) มีพื้นที่เพาะปลูกเพียง 14% ช่วยเพิ่มผลผลิตทางการเกษตรได้ 15-20% เสถียรภาพของระบบนิเวศเกษตรยังระบุด้วยผลประโยชน์ของการหว่านหญ้ายืนต้น ทุ่งหญ้าและป่าไม้ทำให้วัฏจักรสารอาหาร (N, P, K) มีความเสถียร ป้องกันการเกิดพังทลายของดิน ดูดซับและทำให้ปุ๋ยและยาฆ่าแมลงถูกชะล้างออกจากทุ่งนาให้เป็นกลาง ป้องกันไม่ให้เข้าสู่แหล่งน้ำ

เกษตรกรรมต้องการระบบการทำฟาร์มที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมเพื่อให้แน่ใจว่าผลผลิตทางการเกษตรในระดับสูงและยั่งยืนพร้อมกับคุณภาพของผลิตภัณฑ์ที่ดี ความอุดมสมบูรณ์ของดินเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง การควบคุมกิจกรรมทางชีวเคมีของจุลินทรีย์ในดินแบบกำหนดเป้าหมาย การลดมลภาวะต่อสิ่งแวดล้อมด้วยเคมีเกษตร ใช้เทคโนโลยีประหยัดพลังงานอนุรักษ์ดินให้เกิดประโยชน์สูงสุด

สถาบันเกษตรบานบานได้พัฒนาและนำวิธีการปฏิบัติสำหรับการปลูกข้าวโดยลดการใช้น้ำลงอย่างมากและไม่ใช้สารเคมีกำจัดวัชพืช หลายปีที่ผ่านมา ในหลายเขตของดินแดนครัสโนดาร์ พวกเขาประสบความสำเร็จในการทำงานโดยใช้เทคโนโลยีนี้ โดยได้รับผลผลิตเฉลี่ย 75-76 c/ha ผู้เชี่ยวชาญภาษาอังกฤษในภูมิภาคครัสโนดาร์ในปี 2529-2531 ใช้เทคโนโลยีการเพาะปลูกดินแบบไร้ไถโดยใช้สารกำจัดวัชพืช ยาฆ่าแมลง ยาฆ่าเชื้อรา และอุปกรณ์ควบคุมการเจริญเติบโต การเก็บเกี่ยวข้าวสาลีในปี 1987 อยู่ที่ 48 c/ha และในสถานที่เดียวกันกับการเพาะปลูกแบบดั้งเดิมโดยใช้คันไถ แต่ไม่มียาฆ่าแมลง - 53.9 c/ha และมีต้นทุนที่ต่ำกว่า เทคโนโลยีปลอดสารกำจัดวัชพืชยังได้รับการพัฒนาและประยุกต์ใช้กับการปลูกข้าวโพดในดินแดนครัสโนดาร์ ในเวลาเดียวกันผลผลิตเมล็ดพืชและมวลสีเขียวไม่น้อยและต้นทุนโดยตรงลดลง 25-30% และสถาบันการเกษตร Novgorod ประสบความสำเร็จในการพัฒนาเทคโนโลยีโดยไม่ต้องใช้ปุ๋ยแร่และยาฆ่าแมลง

เทคโนโลยีที่ไม่ก่อให้เกิดขยะทำให้สามารถแก้ปัญหาได้ไม่เพียงแต่ปัญหาสิ่งแวดล้อมเท่านั้น แต่ยังรวมถึงปัญหาในการลดการสูญเสียส่วนประกอบที่เป็นประโยชน์ของวัตถุดิบที่มีอยู่ในขยะอีกด้วย ตัวอย่างเช่น ชีวมวลของพืชใดๆ ก็สามารถนำไปใช้ประโยชน์ได้อย่างสมบูรณ์ในกระบวนการเทคโนโลยีชีวภาพ ที่ผลผลิตสูง (>500 เซ็นต์เนอร์/เฮกตาร์) ข้าวฟ่างหวานจะมีน้ำตาล 22-30% ในระหว่างกระบวนการผลิต จะได้น้ำเชื่อม แป้ง เอทานอล และของเสียที่ไม่สามารถรีไซเคิลได้จะถูกนำมาใช้เพื่อผลิตก๊าซชีวภาพและเป็นสารเติมแต่งสำหรับอาหารหยาบ (Chernova et al., 1989)

ศูนย์ให้อาหารปศุสัตว์ Michurinsky (ภูมิภาค Tambov) ได้พัฒนาวิธีการใช้ปุ๋ยคอกเหลวเพื่อชลประทานในทุ่งหญ้าชลประทาน

หลายประเทศมีสถานที่ติดตั้งสำหรับการแปรรูปและกำจัดของเสียที่เป็นของเหลวจากฟาร์มปศุสัตว์ ในระหว่างกระบวนการแปรรูปจะมีการปล่อยเศษส่วนที่เป็นของแข็ง - ตะกอน (ใช้เป็นปุ๋ยอินทรีย์), เศษส่วนของเหลว - น้ำเสียที่ผ่านการฆ่าเชื้อ (ปุ๋ย, น้ำอุตสาหกรรม), เศษส่วนที่เป็นก๊าซ - ก๊าซชีวภาพ (มีเธน 60-70%) ใช้เป็นเชื้อเพลิง

ปัญหาการกำจัดมูลสัตว์มีความซับซ้อน ดังนั้นจึงมีการแสวงหาแนวทางใหม่ในการแก้ไขปัญหาโดยพื้นฐาน มีการพัฒนาอย่างเข้มข้นเพื่อสร้างฟาร์มที่จะทำหน้าที่เหมือนระบบนิเวศทางธรรมชาติ เช่น การผลิตที่ปราศจากขยะ ศูนย์ปศุสัตว์ “Protein Converter” ได้รับการออกแบบมาเพื่อการเลี้ยงโคขุน นี่คือระบบนิเวศเทียมที่มีวัฏจักรของสารเกือบปิด ออโตโทรฟแสดงด้วยสาหร่ายและผักไฮโดรโปนิกส์ เฮเทอโรโทรฟ - วัว แกะ (หรือหมู) นก ปลา (หรือกุ้งก้ามกราม) ปุ๋ยคอกส่วนหนึ่งทำหน้าที่เป็นปุ๋ยสำหรับพืช ส่วนอีกส่วนหนึ่งใช้เลี้ยงสัตว์ และส่วนหนึ่งใช้ย่อยสลายทางชีวภาพเป็นออกซิเจนและไฮโดรเจน โรงเรือนของสัตว์อุดมไปด้วยออกซิเจน และไฮโดรเจนถูกใช้สำหรับเครื่องกำเนิดไฟฟ้าแบบคอนเวอร์เตอร์เป็นวัสดุพลังงาน ผลิตภัณฑ์ที่ส่งออกของตัวแปลงมีเพียงน้ำบริสุทธิ์และเนื้อสัตว์คุณภาพสูงเท่านั้น

ดังนั้นเราสามารถพูดได้ว่าสาระสำคัญของการเกษตรกรรมสีเขียวคือเพื่อให้แน่ใจว่ามีการใช้องค์ประกอบสารอาหารแร่ธาตุและการไหลเวียนของความชื้นได้อย่างเต็มที่การรักษาคุณสมบัติของดินด้วยตนเองการสูญเสียผลผลิตทางการเกษตรขั้นต่ำเช่น การลดของเสียเป็นศูนย์ เพื่อให้ระบบนิเวศเกษตรมีความยั่งยืน จำเป็นต้องลดผลกระทบจากมนุษย์ให้เหลือน้อยที่สุด เพื่อให้ระบบนิเวศ “ทำงาน” เหมือนระบบนิเวศทางธรรมชาติ ฟาร์มดังกล่าวจะรบกวนความสมดุลทางธรรมชาติของภูมิทัศน์ทางการเกษตรทั้งหมดน้อยที่สุดและจะจัดหาผลิตภัณฑ์ที่จำเป็น

วิกฤตของอารยธรรมเกษตรกรรมและสิ่งมีชีวิตดัดแปลงพันธุกรรม Glazko Valery Ivanovich

วิธีการดั้งเดิมที่ครอบคลุมเพื่อเพิ่มผลผลิตของระบบนิเวศเกษตร

ปัญหาทางศีลธรรมหลักของวิวัฒนาการของมนุษย์คือความหิวโหย

หนึ่งในแนวโน้มหลักในการพัฒนาสังคมมนุษย์คือการเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่องในระดับการผลิตและในท้ายที่สุดคือผลิตภาพแรงงาน สิ่งนี้ทำให้มนุษย์ค่อยๆ เพิ่ม "ศักยภาพของสภาพแวดล้อม" ตลอดประวัติศาสตร์ของเขา อย่างไรก็ตาม หากสิ่งนี้แสดงให้เห็นถึงพลังเต็มที่ของจิตใจมนุษย์ ในการเติมเต็มความสามารถที่เพิ่มขึ้นของสิ่งแวดล้อม Homo sapiens ก็มีพฤติกรรมเหมือนกับสายพันธุ์ทางชีววิทยาอื่นๆ สายพันธุ์นี้เติมเต็มความสามารถนี้จนถึงระดับที่ปัจจัยทางชีววิทยากลายเป็นตัวควบคุมอีกครั้ง ดังนั้น ตามการประมาณการของสหประชาชาติในปี 1985 การเสียชีวิตจากความหิวโหยคุกคามผู้คนเกือบ 500 ล้านคน หรือประมาณ 10% ของประชากรโลก ในปี 1995 ผู้คนประมาณ 25% ต้องทนทุกข์ทรมานจากความหิวโหยเป็นระยะหรือต่อเนื่อง ความหิวโหยเป็นปัจจัยวิวัฒนาการหลักของมนุษยชาติ

การมีส่วนร่วมอย่างมากในการทำความเข้าใจถึงอันตรายของความอดอยากนั้นเกิดจากการทำงานขององค์กรพัฒนาเอกชนระหว่างประเทศที่เรียกว่า "สโมสรแห่งโรม" ซึ่งก่อตั้งขึ้นในช่วงทศวรรษที่ 60 ของศตวรรษที่ 20 ตามความคิดริเริ่มของ Aurelio Peccei Club of Rome ได้พัฒนาแบบจำลองที่ได้รับการปรับปรุงอย่างต่อเนื่องซึ่งการศึกษานี้ทำให้สามารถพิจารณาสถานการณ์บางอย่างสำหรับการพัฒนาที่เป็นไปได้ในอนาคตของโลกและชะตากรรมของมนุษยชาติบนนั้น ผลงานเหล่านี้ทำให้คนทั้งโลกตื่นตระหนก เห็นได้ชัดว่าเส้นทางการพัฒนาของอารยธรรมซึ่งมุ่งเน้นไปที่การผลิตและการบริโภคที่เพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่องนำไปสู่ทางตันเนื่องจากไม่สอดคล้องกับทรัพยากรที่ จำกัด บนโลกและความสามารถของชีวมณฑลในการประมวลผลและต่อต้านอุตสาหกรรม ของเสีย. ภัยคุกคามต่อชีวมณฑลของโลกเนื่องจากการหยุดชะงักของเสถียรภาพของระบบนิเวศนี้เรียกว่าวิกฤตสิ่งแวดล้อม ตั้งแต่นั้นมา ปัญหาต่างๆ ที่เกี่ยวข้องกับภัยคุกคามของดาวเคราะห์และวิกฤตสิ่งแวดล้อมโลกได้ถูกพูดคุยกันอย่างต่อเนื่องในวรรณกรรมทางวิทยาศาสตร์ ในสื่อทั่วไป และในสื่อต่างๆ

แม้ว่าหลังจากการตีพิมพ์ผลงานของ Club of Rome ผู้มองโลกในแง่ดีหลายคนก็ออกมาพร้อมกับ "ข้อพิสูจน์" และ "การเปิดเผย" ไม่ต้องพูดถึงคำวิจารณ์ทางวิทยาศาสตร์เกี่ยวกับการทำนายแบบจำลองระดับโลกรุ่นแรก ๆ (และอันที่จริงยังไม่สมบูรณ์แบบเหมือนกับรุ่นใด ๆ ของระบบที่ซับซ้อน) หลังจากผ่านไป 20 ปี ก็เป็นไปได้ โดยระบุว่าระดับที่แท้จริงของประชากรโลก ความล่าช้าในการผลิตอาหารจากความต้องการที่เพิ่มขึ้น ระดับมลภาวะต่อสิ่งแวดล้อม การเจ็บป่วยที่เพิ่มขึ้น และอื่นๆ อีกมากมาย ตัวชี้วัดกลับกลายเป็นว่าใกล้เคียงกับที่โมเดลเหล่านี้คาดการณ์ไว้ และเนื่องจากนิเวศวิทยากลายเป็นวิทยาศาสตร์ที่มีวิธีการและประสบการณ์ในการวิเคราะห์ระบบธรรมชาติที่ซับซ้อน รวมถึงอิทธิพลของปัจจัยทางมานุษยวิทยา วิกฤติที่ทำนายโดยแบบจำลองระดับโลกจึงเริ่มถูกเรียกว่า "ระบบนิเวศ"

แม้ว่าพื้นที่ดินจะมีขนาดเพียงครึ่งหนึ่งของมหาสมุทร แต่การผลิตคาร์บอนปฐมภูมิของระบบนิเวศในแต่ละปีนั้นมากกว่าสองเท่าของมหาสมุทร (52.8 พันล้านตันและ 24.8 พันล้านตัน ตามลำดับ) ในแง่ของผลผลิตสัมพัทธ์ ระบบนิเวศบนบกนั้นสูงกว่าผลผลิตของระบบนิเวศในมหาสมุทรถึง 7 เท่า จากนี้ ความหวังที่ว่าการพัฒนาทรัพยากรชีวภาพในมหาสมุทรอย่างสมบูรณ์จะช่วยให้มนุษยชาติสามารถแก้ไขปัญหาด้านอาหารนั้นไม่สมเหตุสมผลนัก เห็นได้ชัดว่าโอกาสในพื้นที่นี้มีน้อย - ตอนนี้ระดับการแสวงหาผลประโยชน์ของประชากรปลา, สัตว์จำพวกวาฬ, สัตว์จำพวกพินนิเพดจำนวนมากนั้นใกล้จะวิกฤตแล้วสำหรับสัตว์ไม่มีกระดูกสันหลังในเชิงพาณิชย์หลายชนิด - หอย, สัตว์น้ำที่มีเปลือกแข็ง, สัตว์จำพวกครัสเตเชียนและอื่น ๆ เนื่องจากจำนวนลดลงอย่างมีนัยสำคัญ ตามธรรมชาติ ทำให้สามารถเพาะพันธุ์พวกมันในฟาร์มทางทะเลเฉพาะทางและพัฒนาการเพาะเลี้ยงสัตว์น้ำได้อย่างมีกำไรทางเศรษฐกิจ สถานการณ์จะใกล้เคียงกันกับสาหร่ายที่กินได้ เช่น สาหร่ายทะเล (สาหร่ายทะเล) และฟูคัส รวมถึงสาหร่ายที่ใช้ในอุตสาหกรรมเพื่อผลิตวุ้นและสารที่มีคุณค่าอื่นๆ อีกมากมาย (Rozanov, 2001)

ประเทศกำลังพัฒนาและประเทศที่มีเศรษฐกิจอยู่ในช่วงเปลี่ยนผ่านมุ่งมั่นเพื่อความเป็นอิสระทางอาหารเป็นหลัก พวกเขาต้องการผลิตอาหารเองและไม่ต้องพึ่งพาประเทศอื่น เพราะอาหารอาจเป็นอาวุธทางการเมืองที่น่าเกรงขามที่สุดและเป็นอาวุธกดดันในโลกสมัยใหม่ (เช่น รัสเซีย ซึ่งนำเข้าอาหารมากถึง 40 เปอร์เซ็นต์) เพื่อเพิ่มการผลิตอาหารเป็นสองเท่าและลดการพึ่งพาอาศัยกัน จำเป็นต้องมีเทคโนโลยีใหม่และความรู้เกี่ยวกับยีนที่กำหนดผลผลิตและคุณสมบัติการบริโภคที่สำคัญอื่นๆ ของพืชผลหลัก นอกจากนี้ ยังมีงานที่ต้องทำอย่างจริงจังเพื่อปรับพืชผลเหล่านี้ให้เข้ากับสภาพแวดล้อมเฉพาะของประเทศเหล่านี้ กล่าวอีกนัยหนึ่ง เราต้องพึ่งพาสิ่งมีชีวิตดัดแปลงพันธุกรรมหรือดัดแปลงพันธุกรรม (GMOs) ซึ่งการเพาะปลูกซึ่งมีราคาถูกกว่ามาก ก่อให้เกิดมลพิษน้อยกว่า และไม่ต้องการการมีส่วนร่วมของดินแดนใหม่

โลกยังคงไม่สมบูรณ์และยังคงเป็นเช่นนั้น การประชุมอาหารโลกครั้งแรกเกิดขึ้นเมื่อ 30 กว่าปีที่แล้วในปี พ.ศ. 2517 คาดกันว่ามีผู้เสียชีวิตจากภาวะทุพโภชนาการเรื้อรังประมาณ 840 ล้านคนทั่วโลก แม้จะมีการต่อต้านจากหลาย ๆ คน เธอได้ประกาศเป็นครั้งแรกว่า “สิทธิมนุษยชนที่ไม่อาจแบ่งแยกเพื่ออิสรภาพจากความหิวโหย”

ผลลัพธ์ของการดำเนินการตามสิทธินี้ได้รับการสรุปที่ World Food Forum ในกรุงโรม 22 ปีต่อมา เขาบันทึกการล่มสลายของความหวังของชุมชนโลกในการควบคุมความหิวโหย เนื่องจากสถานการณ์ที่อยู่เบื้องหน้าการต่อสู้กับความชั่วร้ายทางสังคมนี้ยังคงไม่เปลี่ยนแปลง ในเรื่องนี้การประชุมที่กรุงโรมได้สรุปเป้าหมายที่เรียบง่ายมากขึ้น - เพื่อลดจำนวนผู้หิวโหยภายในปี 2558 เหลืออย่างน้อย 400 ล้านคน

ตั้งแต่นั้นมาปัญหานี้ก็ยิ่งแย่ลงไปอีก ดังที่ระบุไว้ในรายงานของเลขาธิการสหประชาชาติ โคฟี เอ. อนันต์ เรื่อง “การป้องกันสงครามและภัยพิบัติ” ในปัจจุบัน ระดับการยังชีพมีมากกว่า 1.5 พันล้านคน - น้อยกว่าหนึ่งดอลลาร์ต่อวัน 830 ล้านคนต้องทนทุกข์จากความอดอยาก สำหรับช่วงปี พ.ศ. 2503-2543 การผลิตสินค้าเกษตรทุกประเภทเพิ่มขึ้นจาก 3.8 พันล้านตัน เป็น 7.4 พันล้านตัน อย่างไรก็ตาม ปริมาณอาหารที่ผลิตได้เฉลี่ยต่อคนยังคงไม่เปลี่ยนแปลง (1.23 ตัน/คน) ปัจจุบัน ประชากรโลกเกือบครึ่งหนึ่งขาดสารอาหาร และหนึ่งในสี่กำลังหิวโหย ในประเทศต่างๆ ของยุโรปตะวันตก อเมริกาเหนือ และญี่ปุ่น ซึ่งการเกษตรกรรมที่มีความเข้มข้นทางเทคโนโลยีเคมีแพร่หลายมากที่สุด และมีประชากรโลกอาศัยอยู่ไม่ถึง 20% มีการบริโภคทรัพยากรต่อคนมากกว่าประเทศกำลังพัฒนาถึง 50 เท่า และถูกโยนเข้าสู่ สิ่งแวดล้อมคิดเป็นประมาณ 80% ของขยะอุตสาหกรรมอันตรายทั้งหมด (รายงานของคณะกรรมการ WHO) ซึ่งทำให้มนุษยชาติทั้งหมดจวนจะเกิดภัยพิบัติด้านสิ่งแวดล้อม

เกษตรกรรมเป็นกิจกรรมของมนุษย์ที่มีลักษณะเฉพาะซึ่งถือได้ว่าเป็นทั้งศิลปะและวิทยาศาสตร์ และเป้าหมายหลักของกิจกรรมนี้คือการเติบโตของการผลิตซึ่งปัจจุบันสูงถึง 5 พันล้านตันต่อปี เพื่อเลี้ยงประชากรโลกที่กำลังเติบโต ตัวเลขนี้จะต้องเพิ่มขึ้นอย่างน้อย 50% ภายในปี 2568 แต่ผู้ผลิตทางการเกษตรจะสามารถบรรลุผลดังกล่าวได้ก็ต่อเมื่อพวกเขาสามารถเข้าถึงวิธีการที่ทันสมัยที่สุดในการปลูกพืชพันธุ์ที่ให้ผลผลิตสูงที่สุดในโลก ในการทำเช่นนี้ พวกเขายังต้องเชี่ยวชาญความสำเร็จล่าสุดทั้งหมดในเทคโนโลยีชีวภาพทางการเกษตร โดยเฉพาะอย่างยิ่งการผลิตและการเพาะปลูกสิ่งมีชีวิตดัดแปลงพันธุกรรม

จากหนังสือปราณยามะ วิธีหายใจอย่างมีสติ ผู้เขียน กุปตะ รันจิต ส

1.4. การบิน ไซนัสบน, คอหอย, กล่องเสียง, ส่วนนอกทรวงอก (เหนือหน้าอก) ของหลอดลม ฯลฯ ส่งสัญญาณการไหลเวียนของอากาศจากสิ่งแวดล้อมลงสู่ถุงลมผ่านทางพอร์ทัลทางเดินหายใจของร่างกายตลอดจนจมูกและปาก ถูกกำหนดให้เป็น

จากหนังสือ Life of the Forest Wilds ผู้เขียน เซอร์เกฟ บอริส เฟโดโรวิช

จากหนังสือวิทยาศาสตร์ใหม่แห่งชีวิต ผู้เขียน เชลเดรก รูเพิร์ต

7.3. วิถีทางของการเกิดสัณฐานวิทยาที่เปลี่ยนแปลงไป ในขณะที่ปัจจัยที่มีอิทธิพลต่อเอ็มบริโอที่เกิดจากสัณฐานวิทยาก่อให้เกิดผลเชิงคุณภาพในการเกิดสัณฐานวิทยา เช่น การไม่มีโครงสร้างใดๆ หรือการแทนที่โครงสร้างหนึ่งด้วยอีกโครงสร้างหนึ่ง ก็มีปัจจัยหรืออิทธิพลทางพันธุกรรมมากมาย

จากหนังสือ The Paths We Take ผู้เขียน โปปอฟสกี้ อเล็กซานเดอร์ ดานิโลวิช

จากหนังสือ Do Animals Think? โดย ฟิชเชล แวร์เนอร์

เรียนรู้ทางอ้อม โดยธรรมชาติแล้ว สัตว์ไม่สามารถบรรลุเป้าหมายได้โดยตรงเสมอไป ไม่ว่าจะเป็นการค้นหาอาหารหรือการหลบหนี บางครั้งเส้นทางของเขาถูกกั้นด้วยพุ่มไม้หนาทึบที่ไม่อาจเจาะทะลุได้ ในกรณีอื่น ๆ จะถูกสระน้ำหรือกำแพงหินสูงชัน เมื่อข้ามสิ่งกีดขวางเหล่านี้สัตว์ก็จะได้มา

จากหนังสือ Oddities of Evolution 2 [ข้อผิดพลาดและความล้มเหลวในธรรมชาติ] โดย Zittlau Jörg

เพนกวินบนเส้นทางอันหิวโหย ใต้น้ำ เพนกวินคือเอซตัวจริง รูปร่างคล้ายแกนหมุนซ่อนลึกอยู่ในกระแสน้ำ มีเพียงส่วนหัว คอ และส่วนหลังเท่านั้นที่โผล่ขึ้นมาเหนือน้ำ กระดูกของมัน - ต่างจากลูกพี่ลูกน้องที่บินได้ - มีอากาศน้อยมาก

จากหนังสือ World of Forest Wilds ผู้เขียน เซอร์เกฟ บอริส เฟโดโรวิช

เส้นทางการจัดหา นอกชายฝั่งทางตะวันออกของแหลมไครเมีย ซึ่งเป็นที่ที่เทือกเขา Karadag ตระหง่านสูงตระหง่าน หิน Golden Gate อันยิ่งใหญ่ตั้งตระหง่านขึ้นมาจากผืนน้ำสีฟ้าของทะเลดำ ดูเหมือนซุ้มโค้งขนาดใหญ่ที่มียอดแหลม ผู้อยู่อาศัยเก่าในเมืองและเมืองโดยรอบ

จากหนังสือ Neanderthals [ประวัติศาสตร์แห่งมนุษยชาติที่ล้มเหลว] ผู้เขียน วิษณัตสกี้ เลโอนิด โบริโซวิช

จากหนังสือเรื่องพลังงานชีวภาพ ผู้เขียน สกูลาเชฟ วลาดิมีร์ เปโตรวิช

บทที่ 4 สองเส้นทาง ข้อเท็จจริงหรือสิ่งประดิษฐ์? ศาสตราจารย์ เอส. เซเวริน เมื่อได้เรียนรู้ว่าตาม Scharfschwert ฉันได้เชี่ยวชาญเทคนิคในต่างประเทศ เขาขอให้ฉันนำไปใช้กับวัตถุอื่น: แทนที่จะเอาตับของหนู ฉันต้องใช้กล้ามเนื้อหน้าอกของนกพิราบ แผนของเจ้านายของฉันคือการ

จากหนังสือสัตว์โลก เล่มที่ 6 [นิทานสัตว์เลี้ยง] ผู้เขียน อาคิมุชกิน อิกอร์ อิวาโนวิช

จุดเริ่มต้นของการเดินทาง วันหนึ่ง ขณะอ่านวารสารใหม่ๆ ในห้องสมุดของภาควิชาชีววิทยา ฉันพบบทความสั้นในวารสาร Nature เรื่อง "การจับคู่ระหว่างออกซิเดชันและฟอสโฟรีเลชันโดยกลไกชนิดเคมีบำบัด" ผู้เขียน พี. มิทเชลล์ - ชื่อใหม่ในพลังงานชีวภาพ และคำว่า

จากหนังสือ Raw Food Diet Against Prejudice วิวัฒนาการด้านโภชนาการของมนุษย์ ผู้เขียน เดมชูคอฟ อาร์เต็ม

บนเส้นทางสู่การเลี้ยงในบ้าน “การเลี้ยงในบ้าน” แปลว่า “การเลี้ยงในบ้าน” มีสัตว์หลายชนิดที่มนุษย์เลี้ยงซึ่งใกล้จะเลี้ยงแล้ว และหนึ่งในผู้สมัครที่มีแนวโน้มมากที่สุดคือแอฟริกันอีแลนด์ ตามความเป็นจริง มันมีอยู่แล้วในอียิปต์โบราณ

จากหนังสือ พลังงานแห่งชีวิต [จากประกายไฟสู่การสังเคราะห์ด้วยแสง] โดย ไอแซค อาซิมอฟ

จุดเริ่มต้นของการเดินทาง... ไม่เป็นความลับเลยที่สังคมของเรามีความเห็นดั้งเดิมว่าการกินเนื้อสัตว์เป็นเรื่องธรรมชาติสำหรับมนุษย์ ในเรื่องนี้ตัวแทน "ธรรมดา" ของสังคมนี้ไม่มีโอกาสได้เรียนรู้เกี่ยวกับผลที่ตามมาที่เกี่ยวข้องกับเขา

จากหนังสือจ้าวแห่งโลก โดยวิลสัน เอ็ดเวิร์ด

บทที่ 24 เส้นทางทั้งหมดมาบรรจบกันที่ใด สี่บทสุดท้ายกล่าวถึงกระบวนการที่เกี่ยวข้องกับแคแทบอลิซึมของกลูโคส ไม่ทางใดก็ทางหนึ่ง อันดับแรกเป็นกรดแลกติกผ่านไกลโคไลซิสแบบไม่ใช้ออกซิเจน จากนั้นเป็นคาร์บอนไดออกไซด์และน้ำผ่านวงจรเครบส์ อย่างไรก็ตามก็ไม่สามารถพูดได้

จากหนังสือไวรัส หนังสือเกี่ยวกับวิวัฒนาการที่สำคัญที่สุดนับตั้งแต่ The Selfish Gene ของ Richard Dawkins โดยไรอัน แฟรงก์

2. สองเส้นทางแห่งการพิชิต ผู้คนสร้างวัฒนธรรมโดยใช้ภาษาที่ปรับเปลี่ยนได้ เราประดิษฐ์สัญลักษณ์ที่เราเข้าใจและใช้เพื่อสร้างเครือข่ายการสื่อสารที่มีขนาดใหญ่กว่าสัตว์หลายเท่า เราได้ยึดครองชีวมณฑลและทำลายล้างมันอย่างที่ไม่มีสายพันธุ์อื่น

จากหนังสือความลับของเพศ [ชายและหญิงในกระจกแห่งวิวัฒนาการ] ผู้เขียน บูตอฟสกายา มาริน่า ลวอฟนา

15. ณ สุดเส้นทาง แท้จริงยิ่งฉันมองดูการสร้างสรรค์ของธรรมชาติมากเท่าไหร่ ฉันก็ยิ่งพร้อมที่จะเห็นสิ่งที่น่าทึ่งที่สุดในนั้นมากขึ้นเท่านั้น พลินี ในบทนำของหนังสือเล่มนี้ ฉันขอเชิญคุณผู้อ่านร่วมการเดินทางที่ไม่ธรรมดาไปกับฉันด้วย ฉันหวังว่าตอนนี้คุณจะได้เห็นกับตาของคุณเองว่าอย่างไร

จากหนังสือของผู้เขียน

มุมมองแบบดั้งเดิมและสมัยใหม่เกี่ยวกับการพัฒนาสังคม (มีระบอบการปกครองแบบผู้ใหญ่หรือไม่) เป็นเวลานานในประวัติศาสตร์รัสเซียแห่งความดึกดำบรรพ์มุมมองเกี่ยวกับเส้นทางวิวัฒนาการทางสังคมที่สม่ำเสมอในภูมิภาคต่าง ๆ ของโลกมีชัย ภายในกรอบความคิดเหล่านี้มีความเชื่อกันว่าใน

คำว่า "การปฏิวัติสีเขียว" ถูกใช้ครั้งแรกในปี 1968 โดย V. Goud ผู้อำนวยการสำนักงานเพื่อการพัฒนาระหว่างประเทศแห่งสหรัฐอเมริกา โดยพยายามอธิบายลักษณะความก้าวหน้าที่ประสบความสำเร็จในการผลิตอาหารบนโลก เนื่องมาจากการแพร่กระจายของผลผลิตใหม่และผลผลิตต่ำในวงกว้าง - การปลูกข้าวสาลีและข้าวนานาพันธุ์ในประเทศแถบเอเชียที่ประสบปัญหาการขาดแคลนอาหาร อาหาร เป็นจุดเริ่มต้นของยุคใหม่ในการพัฒนาการเกษตรบนโลก ซึ่งเป็นยุคที่วิทยาศาสตร์การเกษตรสามารถนำเสนอเทคโนโลยีที่ได้รับการปรับปรุงที่หลากหลายตามเงื่อนไขเฉพาะของการทำฟาร์มในประเทศกำลังพัฒนา สิ่งนี้จำเป็นต้องมีการใช้ปุ๋ยแร่และสารเยียวยาในปริมาณมาก การใช้สารกำจัดศัตรูพืชและวิธีการเครื่องจักรอย่างเต็มรูปแบบ ซึ่งส่งผลให้ต้นทุนทรัพยากรที่ใช้หมดได้เพิ่มขึ้นแบบทวีคูณสำหรับหน่วยพืชผลเพิ่มเติมแต่ละหน่วย รวมถึงแคลอรี่อาหารด้วย

นักอุดมการณ์แห่งการปฏิวัติเขียว Norman Borlaug ผู้ได้รับรางวัลโนเบลจากผลงานในปี 1970 เตือนว่าการเพิ่มผลผลิตโดยใช้วิธีการแบบดั้งเดิมสามารถจัดหาอาหารให้กับผู้คนได้ 6-7 พันล้านคน การเติบโตของประชากรต้องใช้เทคโนโลยีใหม่ในการสร้างพันธุ์พืช พันธุ์สัตว์ และสายพันธุ์จุลินทรีย์ที่ให้ผลผลิตสูง ที่จะเลี้ยงประชากรมากกว่า 10,000 ล้านคน

งานเริ่มโดย N.I. Vavilov และ N. Borlaug และเพื่อนร่วมงานของเขาในเม็กซิโกในปี 1944 แสดงให้เห็นถึงประสิทธิภาพที่สูงมากในการคัดเลือกแบบกำหนดเป้าหมายเพื่อสร้างพันธุ์พืชเกษตรที่ให้ผลผลิตสูง ในช่วงปลายทศวรรษที่ 60 การกระจายข้าวสาลีและข้าวพันธุ์ใหม่อย่างกว้างขวางทำให้หลายประเทศทั่วโลก (เม็กซิโก, อินเดีย, ปากีสถาน, ตุรกี, บังคลาเทศ, ฟิลิปปินส์ ฯลฯ ) เพิ่มผลผลิตของพืชผลสำคัญเหล่านี้ได้ 2 เท่า -3 ครั้งขึ้นไป อย่างไรก็ตาม ด้านลบของ "การปฏิวัติเขียว" ก็ถูกเปิดเผยในไม่ช้า อาจเนื่องมาจากข้อเท็จจริงที่ว่าส่วนใหญ่เป็นเทคโนโลยี ไม่ใช่ทางชีวภาพ

ความสำเร็จของการคัดเลือกนั้นยอดเยี่ยมมากการมีส่วนร่วมในการเพิ่มผลผลิตของพืชผลทางการเกษตรที่สำคัญที่สุดในช่วง 30 ปีที่ผ่านมาอยู่ที่ประมาณ 40-80% การผสมข้ามพันธุ์มีบทบาทสำคัญในการเพิ่มประสิทธิภาพการเกษตร ดังนั้นเมื่อข้าวโพดผสมเกสรข้าม จะเกิดลูกผสมที่แข็งแกร่งและมีประสิทธิผลมากขึ้น ที่บริษัท Plant Genetic System ในเมืองเกนต์ ลูกผสมดังกล่าวไม่ได้ได้รับมาเฉพาะสำหรับข้าวโพดเท่านั้น แต่ยังสำหรับเมล็ดเรพซีดด้วย จีนให้หลักประกันความมั่นคงทางอาหารอย่างเต็มที่ ในประเทศจีนประสบความสำเร็จอย่างมากในการปรับปรุงพันธุ์ข้าว ประการแรกคือพันธุ์ลูกผสมที่ให้ผลผลิตสูง (น้ำตกทองคำ ฯลฯ) ซึ่งใช้พันธุ์ท้องถิ่นแบบดั้งเดิม ให้ผลผลิต 12-18 ตัน/เฮกตาร์ แทนที่จะเป็น 2.5-3 ตามปกติ ปัจจุบันปลูกในพื้นที่กว้างใหญ่ในจีน เวียดนาม และประเทศอื่นๆ ในเอเชียตะวันออกเฉียงใต้

ความซับซ้อนของวิธีในการสร้างพันธุ์จะชัดเจนหากเราคำนึงถึงรายการข้อกำหนดสำหรับพันธุ์ข้าวสาลีใหม่ตามการคำนวณแบบคลาสสิกของ N.I. Vavilov ลักษณะที่พันธุ์ใหม่ต้องเจอ ได้แก่ 46 คะแนน น้ำหนักสูง 1,000 เมล็ด; หูใหญ่ที่ไม่หลุดเมื่อสุก เมล็ดพืชที่ไม่งอกทั้งรากและรวง ฟางที่ทนทานและไม่หลุดร่วง อัตราส่วนที่เหมาะสมของเมล็ดพืชและมวลฟาง ภูมิคุ้มกันต่อศัตรูพืชและโรค ทนแล้ง ความเหมาะสมสำหรับการเก็บเกี่ยวด้วยเครื่องจักร ฯลฯ ขณะนี้จำนวนความต้องการเพิ่มมากขึ้น ยิ่งผู้เพาะพันธุ์พยายามรวมลักษณะเฉพาะเข้ากับพันธุ์หรือลูกผสมเดียวมากเท่าไร อัตราการคัดเลือกเทียมก็จะยิ่งต่ำลง และต้องใช้เวลามากขึ้นในการสร้างพันธุ์ใหม่มากขึ้น การมีอยู่ของความสัมพันธ์เชิงลบทางพันธุกรรมและพลังงานชีวภาพระหว่างลักษณะจะช่วยลดอัตราการสร้างสายพันธุ์ใหม่ได้อย่างมาก

การเพิ่มประสิทธิภาพกระบวนการปรับปรุงพันธุ์เกี่ยวข้องกับการควบคุมลักษณะทางพันธุกรรมของประชากรที่ซับซ้อนทั้งหมด และเหนือสิ่งอื่นใด เช่น ความเค็มในดินที่เกิดจากระบบชลประทานที่ออกแบบไม่ดี รวมไปถึงมลพิษในดินและแหล่งน้ำ ซึ่งส่วนใหญ่เกิดจากการใช้ปุ๋ยมากเกินไป และสารเคมีกำจัดศัตรูพืช

โอกาสในการแก้ไขปัญหาความหิวโหยโดยใช้แนวทางการผสมพันธุ์แบบดั้งเดิมนั้นไม่มีแนวโน้มที่ดี ภายในปี 2558 ผู้คนประมาณ 2 พันล้านคนจะมีชีวิตอยู่อย่างยากจน ผู้ปลูกพืชพยายามแก้ไขปัญหานี้มานานแล้ว โดยมีส่วนร่วมในการผสมพันธุ์พันธุ์ใหม่ที่ให้ผลผลิตสูงด้วยวิธีดั้งเดิมผ่านการผสมข้ามพันธุ์และการคัดเลือก เช่น วิธีธรรมชาติ ข้อเสียเปรียบหลักคือความไม่น่าเชื่อถือและความน่าจะเป็นต่ำที่ผู้เพาะพันธุ์จะได้รับสิ่งที่วางแผนไว้ นอกจากนี้ชีวิตมักไม่เพียงพอต่อการสร้างความหลากหลายใหม่ๆ เช่น ลงทุนเวลามากเกินไป

โดยปกติแล้วเพื่อให้ได้สัตว์สายพันธุ์และสายพันธุ์ใหม่ การผสมข้ามพันธุ์ และวิธีการของการแผ่รังสีและการกลายพันธุ์ทางเคมีจะถูกนำมาใช้ ในบรรดาปัญหาที่จำกัดความเป็นไปได้ของการคัดเลือกแบบดั้งเดิม สามารถเน้นได้ดังต่อไปนี้: การได้มาซึ่งยีนที่ต้องการตัวหนึ่งมักจะมาพร้อมกับการสูญเสียยีนตัวอื่น; ยีนบางตัวยังคงเชื่อมโยงถึงกัน ทำให้แยกยีนที่เป็นบวกได้ยากขึ้นมาก

ข้อได้เปรียบหลักของวิธีการทางพันธุวิศวกรรมคือทำให้สามารถถ่ายโอนยีนตั้งแต่หนึ่งยีนขึ้นไปจากสิ่งมีชีวิตหนึ่งไปยังอีกสิ่งมีชีวิตหนึ่งได้โดยไม่ต้องมีการผสมข้ามพันธุ์ที่ซับซ้อน และผู้บริจาคและผู้รับไม่จำเป็นต้องมีความสัมพันธ์กันอย่างใกล้ชิด สิ่งนี้จะเพิ่มคุณสมบัติของตัวแปรที่หลากหลายได้อย่างมากและเร่งกระบวนการรับสิ่งมีชีวิตที่มีคุณสมบัติที่ต้องการให้เร็วขึ้น การคัดเลือกที่ใช้วิธีการทางพันธุวิศวกรรมไม่สามารถแก้ปัญหาทั้งหมดได้ในคราวเดียว แต่รับประกันว่าจะประสบความสำเร็จในด้านการเกษตรเพียงเล็กน้อย ยั่งยืน ต่อเนื่องและมีประสิทธิผล

การทดแทนพันธุ์ท้องถิ่นที่มีความหลากหลายทางพันธุกรรมด้วยพันธุ์และลูกผสมที่ให้ผลผลิตสูงและเพิ่มความเปราะบางของ agrocenoses อย่างมีนัยสำคัญ ซึ่งเป็นผลที่หลีกเลี่ยงไม่ได้จากการสูญเสียองค์ประกอบของสายพันธุ์และความหลากหลายทางพันธุกรรมของระบบนิเวศเกษตร ตามกฎแล้วการแพร่กระจายครั้งใหญ่ของสายพันธุ์ที่เป็นอันตรายได้รับการอำนวยความสะดวกด้วยปุ๋ยในปริมาณมาก การชลประทาน การทำให้พืชหนาขึ้น การเปลี่ยนไปสู่การปลูกพืชเชิงเดี่ยว ระบบการไถพรวนขั้นต่ำและศูนย์ ฯลฯ

พันธุ์สมัยใหม่ทำให้สามารถเพิ่มผลผลิตเฉลี่ยได้เนื่องจากวิธีการปลูกและดูแลพืชมีประสิทธิภาพมากขึ้น เนื่องจากมีความต้านทานต่อแมลงศัตรูพืชและโรคที่สำคัญมากขึ้น อย่างไรก็ตาม พวกมันอนุญาตให้คุณเก็บเกี่ยวผลผลิตได้มากขึ้นอย่างเห็นได้ชัดก็ต่อเมื่อพวกเขาได้รับการดูแลที่เหมาะสมและการปฏิบัติตามหลักปฏิบัติทางการเกษตรอย่างเข้มงวดตามปฏิทินและขั้นตอนของการพัฒนาพืช (การใส่ปุ๋ย การรดน้ำ การควบคุมความชื้นในดิน และการควบคุมศัตรูพืช) การพึ่งพาผลผลิตของระบบนิเวศเกษตรกับปัจจัยทางเทคโนโลยีเพิ่มขึ้น กระบวนการเร่งตัวขึ้น และขนาดของมลพิษและการทำลายสิ่งแวดล้อมก็เพิ่มขึ้น เมื่อแนะนำพันธุ์ใหม่ จำเป็นต้องมีมาตรการเพิ่มเติมเพื่อต่อสู้กับวัชพืช แมลงศัตรูพืชและโรค

เทคโนโลยีที่เข้มข้นนำไปสู่การเสื่อมโทรมของดิน การชลประทานที่ไม่คำนึงถึงลักษณะของดินทำให้เกิดการพังทลายของดิน การสะสมของสารกำจัดศัตรูพืชทำลายความสมดุลและระบบควบคุมระหว่างสายพันธุ์ - ทำลายสายพันธุ์ที่เป็นประโยชน์พร้อมกับสายพันธุ์ที่เป็นอันตราย บางครั้งกระตุ้นการแพร่พันธุ์ที่ไม่สามารถควบคุมได้ของสายพันธุ์ที่เป็นอันตรายซึ่งมีความทนทานต่อยาฆ่าแมลง สารพิษที่มีอยู่ในยาฆ่าแมลงส่งผ่านเข้าไปในผลิตภัณฑ์อาหารและทำให้สุขภาพของผู้บริโภคแย่ลงเป็นต้น

ผู้เชี่ยวชาญหลายคนเชื่อว่าในศตวรรษที่ 21 “การปฏิวัติเขียว” ครั้งที่สองกำลังจะมาถึง DNA ทางเทคโนโลยี หากไม่มีสิ่งนี้ ก็จะเป็นไปไม่ได้ที่จะรับประกันการดำรงอยู่ของมนุษย์สำหรับทุกคนที่เข้ามาในโลกนี้ จะต้องอาศัยความพยายามอย่างมากทั้งการผสมพันธุ์แบบดั้งเดิมและเทคโนโลยี DNA ทางการเกษตรสมัยใหม่เพื่อที่จะบรรลุการปรับปรุงพันธุกรรมของพืชอาหารในจังหวะที่จะช่วยให้ ภายในปี 2568 ตอบสนองความต้องการของผู้คน 8.3 พันล้านคน

วิธีการทางชีวภาพในการรักษาความอุดมสมบูรณ์ของดิน - ปุ๋ยอินทรีย์ การหมุนและการผสมผสานที่เหมาะสมของพืชผล การเปลี่ยนจากการคุ้มครองพืชเคมีไปเป็นทางชีวภาพ ซึ่งสอดคล้องกับลักษณะเฉพาะของดินและสภาพภูมิอากาศในท้องถิ่นอย่างเคร่งครัด วิธีการเพาะปลูกดิน (เช่น การไถแบบไม่มีแม่พิมพ์) - เงื่อนไขที่จำเป็นสำหรับการรักษาและเพิ่มความอุดมสมบูรณ์ของดินและการรักษาเสถียรภาพของการผลิตอาหารที่มีคุณภาพสูงเพียงพอและปลอดภัยต่อสุขภาพของมนุษย์

เทคโนโลยีชีวภาพในการผลิตพืชผลขั้นตอนการผลิตทางเทคโนโลยีชีวภาพทั้งหมดดำเนินการด้วยความช่วยเหลือของสิ่งมีชีวิต วิธีการทางเทคโนโลยีชีวภาพแบบดั้งเดิมส่วนใหญ่ใช้กระบวนการทางเอนไซม์ และในกรณีส่วนใหญ่ วัตถุประสงค์ของการวิจัยคือจุลินทรีย์ อย่างไรก็ตามสิ่งมีชีวิตพืชและสัตว์อื่น ๆ ก็มีความสำคัญอย่างปฏิเสธไม่ได้เช่นกัน การปรับปรุงนั้นดำเนินการโดยใช้วิธีการดั้งเดิมของพันธุศาสตร์การคัดเลือกสรีรวิทยาชีวเคมี ฯลฯ ธรรมชาติที่เป็นสากลของเทคโนโลยีชีวภาพสมัยใหม่นั้นแสดงให้เห็นในการใช้งานอย่างแพร่หลาย วิธีการทางเซลล์และพันธุวิศวกรรม

มนุษยชาติตั้งตารอด้วยความหวังที่จะสร้างวัฒนธรรมเซลล์ดังกล่าวด้วยความช่วยเหลือซึ่งจะเป็นไปได้ที่จะผลิตยาที่มีคุณค่า กำจัดโรคทางพันธุกรรม มะเร็ง และโรคอื่น ๆ จำนวนหนึ่ง ช่วยทำความสะอาดและปรับปรุงสถานะทางนิเวศน์ของสิ่งแวดล้อม แนวโน้มโดยเฉพาะอย่างยิ่งคือความเป็นไปได้ที่จะได้รับรูปแบบใหม่ของพืชที่ให้ผลผลิตสูงพร้อมตัวชี้วัดคุณภาพผลิตภัณฑ์ที่ดีขึ้น ความก้าวหน้าของการพัฒนาเทคโนโลยีชีวภาพในปัจจุบันสามารถเทียบได้กับความก้าวหน้าที่น่าประทับใจของเทคโนโลยีคอมพิวเตอร์เมื่อกว่า 20 ปีที่แล้ว และแรงผลักดันในสิ่งนี้คือการกำเนิดของพันธุศาสตร์และวิศวกรรมเซลล์

การปรับปรุงพันธุ์ที่เพาะปลูกและเพิ่มผลผลิตงานวิจัยเกี่ยวกับการคัดเลือกธัญพืชพันธุ์ใหม่ที่ให้ผลผลิตสูง โดยเฉพาะข้าวสาลี เริ่มต้นหลังสงครามโลกครั้งที่สอง ข้าวสาลีพันธุ์ใหม่ได้รับการพัฒนาในเม็กซิโก และข้าวในฟิลิปปินส์ สำนวน "การปฏิวัติเขียว" ปรากฏในช่วงกลางทศวรรษที่ 60 หลังจากนำพันธุ์เหล่านี้เข้าสู่การเพาะปลูกแล้วพวกเขาก็ได้เสนอมาตรการทั้งหมดเพื่อเพิ่มผลผลิตทางการเกษตร ผลลัพธ์ที่ประสบความสำเร็จในการคัดเลือกพันธุ์ที่ให้ผลผลิตสูงใหม่สามารถบันทึกเป็นทรัพย์สินของการวิจัยแบบดั้งเดิมเกี่ยวกับพันธุศาสตร์และความสมดุลของพืช เทคโนโลยีที่ใช้เพื่อให้ได้มาคือการถ่ายโอนโดยการข้าม "กลุ่มดาว" ทั้งหมดที่กำหนดโครโมโซม

ส่วนใหญ่แล้วไม่ใช่ว่าคุณลักษณะทั้งหมดของแต่ละบุคคลจะเอื้ออำนวย ตัวอย่างเช่น ธัญพืชที่เติบโตโดยมีใบตั้งตรง (คุณสมบัติที่เป็นประโยชน์สำหรับการหว่านแบบหนาแน่น) อาจมีรวงที่เล็กกว่า ดังนั้นจึงให้เมล็ดน้อยลง การจะประสบความสำเร็จในการคัดเลือกสายพันธุ์ที่มีลักษณะมีคุณค่าทางการเกษตร พ่อพันธุ์แม่พันธุ์จะต้องมีความอดทนและทักษะสูง

การปฏิวัติเขียวครั้งที่สองซึ่งเริ่มถูกพูดถึงในช่วงกลางทศวรรษที่ 70 แม้ว่าจะยังไม่เกิดขึ้นจนถึงทุกวันนี้ แต่จะเป็นผลมาจากการวิจัยที่มุ่งเป้าไปที่การคัดเลือกและการเพาะปลูกพืชใหม่: ทนทานต่อโรค ศัตรูพืชและความแห้งแล้ง และสามารถปลูกได้โดยไม่ต้องใช้ปุ๋ยและยาฆ่าแมลง

การผสมผสานวิธีการเพาะเลี้ยงในหลอดทดลองร่วมกับวิธีการคัดเลือกแบบดั้งเดิมอย่างเชี่ยวชาญจะช่วยเร่งกระบวนการคัดเลือกให้เร็วขึ้นได้อย่างมาก