Роль сельского хозяйства

Когда мы говорим о сельском хозяйстве, мы не можем не вспомнить о программе устойчивого развития, которая утверждена Организацией Объединенных наций.

Цели в области устойчивого развития являются своеобразным призывом к действию, исходящим от всех стран — бедных, богатых и среднеразвитых. Они нацелены на улучшение благосостояния и защиту нашей планеты. Государства признают, что меры по ликвидации бедности должны приниматься параллельно усилиям по наращиванию экономического роста и решению целого ряда вопросов в области образования, здравоохранения, социальной защиты и трудоустройства, а также борьбе с изменением климата и защите окружающей среды.

Без сельского хозяйства мы не можем представить достижения таких целей программы, как борьба с бедностью, с голодом, с загрязнением окружающей среды — сельское хозяйство здесь играет одну из основных ролей.

Тенденции и проблемы

В первую очередь, мы должны решить целый ряд проблем, которые стоят перед мировым сообществом: это рост населения, проблемы продовольственной безопасности, изменение климата, борьба за природные ресурсы, миграция, конфликты и природные катаклизмы, снижение биологического разнообразия. Но самое важное, что эти проблемы должны решаться не только на государственном, но и международном уровне. Для этого нам нужна координация усилий.

Хочу поделиться результатами исследований, проведенных на территории России и в Казахстане. Мы помним, что освоение целины началось в 50-60 годах прошлого века, и это имело огромное положительное значение для экономики, однако были и свои минусы — эрозия, потеря гумуса, увеличение выбросов СО2 и деградация почвы. Мы должны учиться на опыте прошлого и понимать, что и дальнейшее освоение почв, с одной стороны, способствует развитию сельского хозяйства, с другой, приводит к эрозии, разрушению структуры почвы и снижению её потенциала.

Работа в Алтайском крае

В период 2011-2016 гг. в Алтайском крае реализовывался  проект «Кулунда». Цель проекта заключалась в разработке и внедрении инновационных технологий степного землепользования, призванных предотвратить дальнейшее развитие эрозионных процессов, обеспечить повышение почвенного плодородия в засушливых районах Алтайского края.

Германские ученые и наши российские коллеги заложили основы для создания уникальной и единственной в России мониторинговой сети по наблюдению за основными климатическими и почвенными параметрами.

В трех хозяйствах края велись комплексные наблюдения и отработка инновационных технологий возделывания культур в севооборотах (всего 148 вариантов комбинаций технологических факторов на 356 делянках, включая «Strip-Till» и «No-Till»), с использованием современного приборного оборудования мирового уровня.

Результаты исследований, проведенных в Алтайском крае, показывают, что отказ от вспашки способствует укреплению сопротивляемости почвы и ее агрегатной стабильности.

Используя технологию ноу-тилл, мы увеличиваем содержание органического углерода в почве, мы сохраняем её биоразнообразие. Использование технологии в целом оказывает положительное влияние на состояние почвы.

С 1900 года можно видеть значительное снижение содержания углерода в почве. В 20 веке причиной этому послужило интенсивное и экстенсивное использование почвы, а в 21 веке основной причиной станет изменение климата. С другой стороны, население планеты растет, значит, будут наращиваться объемы производства сельскохозяйственной продукции. Мы считаем, что технология No-Till — это один из ключевых моментов, который может помочь нам избежать катастрофически значительного снижения углерода. В таблице (таблица 1) вы видите сравнение показателя влажности почвы при использовании вспашки с использованием пара (традиционная технология) и технологии ноу-тилл. Красным выделены показатели, относящиеся к технологии No-Till. Мы видим, что эти показатели значительно выше по отношению к традиционной технологии как в 2015 году, так и в 2016 году. Одновременно фиксируется увеличение урожайности и снижение нагрузки на почву.

Промежуточные культуры

Итак, какие существуют стратегии улучшения состояния почвы?

Во-первых, — это использование технологии ноу-тилл и снижение площади пара в зимний период.

Следующая стратегия — это использование промежуточных культур и диверсификация севооборота.

Шесть лет назад был заложен опыт использования промежуточных культур, и мы можем сравнить состояние почвы при использовании пара и при использовании промежуточных культур (горчица, клевер, фацелия и смеси из 5 и 12 промежуточных культур). Смеси будут способствовать повышению биоразнообразия почвы. В настоящий момент мы исследуем влияние на почву указанных выше смесей.

Приведем несколько примеров, как влияют промежуточные культуры на состояние почвы и содержание в ней химических веществ. При использовании пара высок уровень азота осенью, но его содержание значительно снижается весной. При использовании промежуточных культур содержание азота осенью намного ниже. В весенний период наблюдается противоположная ситуация — количество азота, наоборот, увеличивается, и азот будет доступен для других культур во время роста урожая.

Сравним содержание химических веществ при использовании разных промежуточных культур. В первом случае это азот, во втором — калий, и в третьем — фосфор. Мы видим, что при использовании комбинации 12 промежуточных культур результаты содержания в почве всех трех веществ максимальны. Численная разница содержания химических элементов в почве может достигать 40 килограммов на гектар в зависимости от выбора покровных культур. Насыщенность почвы химическими элементами напрямую влияет на плодородие почвы и урожайность. Эта тенденция сохраняется и для других химических элементов, но главное в опыте, — что именно комбинация из 12 покровных культур является наиболее эффективной.

Следующий вопрос, требующий внимания, — это содержание влаги в почве. Проблема актуальна для всех территорий, но особенно для степных зон. В нашем исследовании мы сравниваем состояние влажности почвы при использовании разных покровных культур с вариантом использования пара.

Результат вы можете видеть наглядно — при использовании промежуточных культур потери воды оказывались ниже, чем при использовании пара. Промежуточные культуры на первых этапах сами абсорбируют в себя влагу, тем самым снижая влажность почвы. Зато в дальнейшем промежуточные культуры способствуют задержанию влаги, препятствуют ее быстрому испарению, и к весне влажность почвы становится оптимальной. Отметим все позитивные эффекты применения промежуточных культур:

- рост содержания химических элементов и питательных веществ в почве
- задержание влаги в почве
- увеличение биоразнообразия в почве
- использование в качестве кормов для животноводства
- использование в качестве нектароносных посевов.

Попробуем отследить схему взаимодействия углерода в атмосфере и в почве. Растения абсорбируют неорганический углерод. Комбинация из двенадцати промежуточных культур впитывает максимальное количество неорганического углерода. Мы также отмечаем положительную корреляцию между количеством органического углерода в почве и урожайностью.

В завершение представлю результат исследований, проведенных в Германии в 2018 году. Год выдался засушливым, и на нашем экспериментальном участке выпало всего 150 миллиметров осадков с 1 июня по 31 октября.

Мы использовали две группы сравнения. В первой группе мы сеяли озимую пшеницу, затем промежуточные культуры, затем кукурузу на силос. На втором участке каждые шесть лет засевались промежуточные культуры на основе бобовых. В итоге использование бобовых в качестве промежуточной культуры позволило даже в засушливый год увеличить урожайность.

Таким образом, мы видим, что система использования промежуточных культур вполне эффективна, и в дальнейшем я буду делать все возможное, чтобы распространять положительный опыт в России и во всем мире.

Читать 49 выпуск журнала "Ресурсосберегающее земледелие"

#покровные культуры #почва #с/х #NO-TILL #УР