О том, как будет no-till по-русски, – в прямом и переносном смысле – говорили на Всероссийской научно-практической конференции, проходившей в Ставропольском НИИ сельского хозяйства. В прямом смысле – потому что пока, за неимением отечественной терминологии, и учёные, и практики, говоря о технологии возделывания сельхозкультур без обработки почвы, вынуждены использовать английский язык: терминологию на русском ещё предстоит создать и отработать. А в переносном – потому что в нашей стране эту технологию начали применять не так давно, разработка российского алгоритма (или алгоритмов) тоже пока в будущем.
Впереди должна идти наука
Сергей Дудченко и Алексей Барбашин работают в ООО «Павловские нивы» Воронежской области. Сергей руководит отделением агрохолдинга, Алексей – главный агроном. Их отделение три года назад перевели на технологию возделывания сельхозкультур без обработки почвы. Генеральный директор тогда сказал: пока научных рекомендаций нет, пойдём практическим путём. А через пять лет посмотрим результат. Что заставило пойти на этот шаг?
– Мы пашем уже 200 лет, и боюсь, что через 70 пахать будет нечего, – говорит Сергей Дудченко. – Допахались до материнской породы, выворачиваем глину, наблюдаем разрушение структуры почвы. А надо, чтобы земля кормила ещё не одно поколение. Мы ведь, образно говоря, берём её у своих потомков в аренду… Когда у нас была сильнейшая пыльная буря, у многих почва просто улетела. У наших соседей: почвы нет, и ячмень лежит, хотя он был посеян на глубину 5 сантиметров. А нас стихия не затронула, потому что почва постоянно накрыта растительными остатками. Что касается урожайности, то по двум годам о ней судить трудно. Но я считаю, даже если она не даст повышения урожайности и уменьшения затрат, – ради улучшения почвы, сохранения почвенного плодородия применять её необходимо.
Опыт воронежские земледельцы стараются почерпнуть где только можно. Не раз бывали в «Добровольном» Ипатовского района, в Ростовской области, на Украине. Сергей ездил даже в Аргентину. С тех пор мечтает, чтобы и у нас через каждые 70-80 километров были научные центры, которые делали бы все необходимые аграриям анализы и давали рекомендации по ведению земледелия на основе no-till. И чтобы наука шла впереди производства. Потому они с Алексеем и приехали на конференцию.
На Ставрополье учёные занимаются этими вопросами не один год. Опыты идут на полях СНИИСХ, растёт площадь посевов, произведённых без обработки почвы, в сельхозпредприятиях и фермерских хозяйствах. Прозвучали такие цифры: в 2013 году она составляла 180 гектаров, сейчас 4 300, а в следующем году её планируется довести до 12 тысяч гектаров.
На научно-практическую конференцию собрались учёные и руководители учебных учреждений из Ставрополья и Ростовской области, Саратова и Крыма, руководители сельхозпредприятий разных регионов страны, всего около 40 человек. Первый день начался с докладов и выступлений, после чего участники отправились на поля СНИИСХ. Второй день они провели в фермерском хозяйстве в Петровском районе и в СХП «Архангельский» Будённовского района.
С высоких позиций
Организаторами мероприятия выступили Отделение сельскохозяйственных наук РАН и Ставропольский НИИ сельского хозяйства. Участие в нём председателя Научного совета секции земледелия, мелиорации, водного и лесного хозяйства Отделения сельхознаук РАН, директора Почвенного института им. В. В. Докучаева, академика Российской Академии Наук и доктора сельхознаук Андрея Иванова придало конференции особую авторитетность и научный вес.
Академик затронул целый ряд глобальных вопросов. Начал с того, что несмотря на реформирование российской науки, институт и Россельхозакадемия последовательно выполняют программу фундаментальных исследований, что наглядно и эффективно демонстрирует СНИИСХ.
– Принципиально то, что в области научного земледелия сохраняется системный программный подход к формированию инновационного продукта на основе планов научно-исследовательских работ и интеграции полученных результатов, – сказал академик. – В нашей науке таким инновационным продуктом является формирование или проектирование ландшафтных систем земледелия и современных агротехнологий. Мы перешли к системной работе по проектированию на основе единого методологического руководства и сопровождающих его документов.
Новый подход содержит в себе научный базис для проектов землепользования на основе агроэкологической оценки земель, требований растений с учётом уровня ресурсного природно-климатического потенциала, конъюнктуры рынка, экономического уклада и экологических ограничений. Он интегрирует в себя опыт смежных самостоятельных научных дисциплин институтов Отделения: агрохимии, почвоведения, микробиологии и агрофизики, радиологии, агроэкологии, земледелия и мелиорации. Методика почвенно-ландшафтного, мелиоративного картографирования и проектирования ландшафтных систем и агротехнологий уже широко апробирована с высоким экономическим эффектом в ряде крупных сельскохозяйственных предприятий и положена в основу формирующихся программ интенсификации и экологизации производства отдельных крупных административных регионов. Существуют также и методики проведения изыскательских работ и подготовки технико-экономического обоснования землепользования отдельного сельхозформирования. Есть пример, сделанный на 10,5 тысячах гектаров для ЗАО «Курсксемена». Это всё существует, даёт высокую эффективность, это можно «пощупать». И в том числе технологии минимизации обработки почвы.
Уровень сервисного использования и информационное содержание таких проектов весьма высоки и значительно превосходят мировые проекты такого рода, а часто и не имеют аналогов. Они востребованы товаропроизводителями. Автоматизация процедур агроэкологической оценки земель и проектирования агроландшафтов, использование совместимого программного обеспечения, методов дистанционного зондирования и оценки агроэкологических условий, в том числе и аэрокосмические методы, наземное георадарное сканирование и прочие новации в этом процессе стали уже обыденными.
Системный характер приобретает и подготовка региональных систем земледелия на агроландшафтной основе, часто поддерживаемых руководством регионов. Вы на Ставрополье тоже создали серьёзный труд, который пользуется большим успехом. Сохраняется необходимость разработки методологии агроэкологического мониторинга земель, агроэкологического районирования территорий России и зонально-провинциальных классификаций земель, понятийного аппарата деградации почв и ландшафтов с позиций биосферной парадигмы природопользования, которой мы придерживаемся, классификации деградационных процессов, методологии агроэкологического нормирования и экологических регламентов сельскохозяйственного землепользования. Всё это только создаётся, и предстоит не только унифицировать, но наоборот, дифференцировать по регионам.
Необходимы работы по оценке экологической устойчивости ландшафтов и почв, создание региональных реестров почвенного покрова, кадастровой оценки земель на новых принципах, обоснование государственного законодательства об охране почв. Этот круг вопросов связан с проблемами земельных отношений, оборота земель, контроля за землепользованием, экологической экспертизой и другим. И в этом перечне качество агротехнологий едва ли не главный компонент успеха проекта. Повышение уровня интенсификации точно предопределяет минимальный экологический риск за счёт внесения удобрений, экологически сбалансированную систему защиты, прецизионную технику, оптимизацию обработки или её минимизацию. Широкомасштабная экспериментальная работа по формированию критериев и системы оценки почв по условиям минимизации обработки почвы (безотвальная, безотвальная разноглубинная, мелкая, нулевая) как серьёзного субъекта экологизации, биологизации, только-только разворачивается. До недавнего прошлого научные рекомендации часто подменялись рыночной рекламой машин, пестицидов, шаблонами под лозунгом энергосбережения и ресурсосбережения. Это обернулось разочарованием практиков и активным скепсисом учёных. Причём, «маятник предпочтений» раскачивается от нулевой обработки до вспашки с той или иной категоричностью.
В Зауралье, Заволжье, Сибири системы обработки почвы разработаны разносторонне, за исключением, пожалуй, прямого посева, в центральных чернозёмных областях проблема обработки почвы не получила должного развития. Практически не изучалась система прямого посева и систематической нулевой обработки. Тем временем ряд производственных предприятий уже успешно применяют прямой посев. В Белгородской области, например, создана производственная программа биологизации земледелия с преимущественной ориентацией на прямой посев. Подготовлена даже законодательная база директивного плана. Сложилась ситуация, когда производство продвигается вперёд путём проб и ошибок, а наука не в полной мере располагает экспериментальными данными.
По проблеме минимизации обработки почвы в центральных чернозёмных областях нет научно обоснованной позиции из-за ограниченности экспериментального материала, проявляется повышенный консерватизм, предубеждение против минимизации обработки почвы, акцентируется внимание на её недостатках. Надо преодолеть недостатки ради проявления достоинств, например, защиты поверхности почвы от разрушения, подобно тому, как она защищена в природе лесной подстилкой или степным войлоком. Требуется проверка недостаточно обоснованных представлений.
Учитывая необходимость применения пестицидов при минимизации почвообработки, важно знать их влияние на мезофауну, критический уровень пестицидной нагрузки. Нужны исследования динамики продукционных и деструкционных процессов в агроценозах. Поскольку возможность минимизации обработки почвы зависит от структурного состояния, следовательно, режима органического вещества, важно определить его параметры. Требуют уточнения эмпирические показатели эродируемости почв и количество стерни. То же самое в отношении влияния усиленного альбедо на водный и тепловой режим почвы. Это особенно важно в наблюдаемых экстремальных проявлениях климата.
Прямой посев наиболее уязвим в условиях засух. В 2010 году в Башкортостане, Татарстане от свирепствовавшей там засухи в первую очередь «вылетели» посевы, сделанные по системе прямого посева. Поэтому нужно предопределять в качестве адаптационных мер не только диверсификацию структуры культур, но и диверсификацию технологий. Чрезвычайно актуальна оценка влияния возрастающего количества растительной мульчи на сокращение испарений воды с поверхности почвы. По некоторым зарубежным данным, сокращение потерь влаги может достигать 50-70 миллиметров при том количестве измельчённой соломы, которое остаётся после уборки высокоурожайных культур (кукурузы, сорго и т. д.). Это обстоятельство выводит земледелие при нулевой обработке на качественно новый уровень, если сокращение непроизводительного расхода влаги совпадает с благоприятными условиями её накопления, что имеет место в структурных почвах с невысокой плотностью сложения. В наименее структурных уплотняющихся почвах условия накопления влаги ухудшаются, глубина промачивания уменьшается, увеличивается поверхностный сток. Последствия негативных климатических явлений – паводки, наводнения, оползни – были бы более мягкими, если бы не была нарушена система природоохранных мероприятий. Почва из-за неправильного пользованию ею утратила фильтрационные и другие важные водно-физические свойства. Всё это происходит в спонтанном режиме, и последствия очень серьёзные.
В регионах с достаточно длительным тёплым периодом имеется возможность регулирования водного режима с помощью пожнивных посевов горчицы, рапса и других культур. Увеличение растительных остатков по поверхности почвы вместе с оставлением измельчённой соломы способствует уменьшению поверхностного стока и аккумуляции влаги в почве, а в дальнейшем уменьшению её испарения. То есть, пожнивные посевы приобретают новый смысл, а сопряжение прямого посева с пожнивными культурами открывает новые возможности совершенствования почвозащитных технологий.
Достоинства прямого посева сопряжены с недостатками. Снижение интенсивности процессов минерализации органического вещества почвы при минимизации обработки уменьшает минерализационные потери гумуса. Это положительное явление. Негативным следствием является снижение интенсивности процессов минерализации азота. На относительно бедных почвах это приводит к снижению урожайности, на богатых, наоборот, способствует уменьшению потерь азота. Общий недостаток минимальных и нулевой обработок – повышение засорённости посевов. Это также требует особого изучения. Существует представление о снижении засорённости при длительном применении no-till. Однако в условиях чередования ухоженных полей с заброшенными или запущенными такая тенденция едва ли будет устойчивой.
Отличительным качеством ставропольских учёных всегда была собственная оригинальная методология и приоритеты, взвешенная профессиональная позиция. И неудивительно, что именно вы вынесли эту проблему на обсуждение. Полагаю, мы продуктивно поработаем, разошлём экспертное заключение по регионам страны. Спасибо вам. Я с удовольствием приму участие в этой работе.
Теория на практике
О программе проведения научных исследований СНИИСХ по изучению возделывания сельскохозяйственных культур без обработки почвы в Ставропольском крае докладывал директор института Валерий Кулинцев.
– За время работы института (чуть больше 100 лет) нашими усилиями создано пять систем земледелия Ставропольского края, – сказал он. – В работе 2012 года «Системы земледелия нового поколения Ставропольского края» говорится: мы гордимся урожаем в 8 миллионов тонн, но если следовать рекомендациям учёных, можно получить на 1,8 миллиона тонн больше. Это подтверждено практикой.
Вместе с тем в крае стали применять систему без обработки почвы – без предварительных научных испытаний. Именно поэтому наш институт начал эту работу. Была заложена серия опытов и начаты исследования на опытном поле, приобретена комбинированная сеялка.
Программа исследований состоит из нескольких блоков.
Изучается эффективность одиннадцати севооборотов с различным количеством полей (от четырёх до шести), различными долями бобовых (от 17 до 33 процентов), зерновых – 50-67 процентов (в том числе озимой пшеницы 25-60) и подсолнечника (от 17 до 25 процентов). Это позволит определить оптимальное чередование культур, выявить лучшие предшественники, в том числе для ведущей культуры края – озимой пшеницы, определить лучшие гибриды кукурузы под озимую пшеницу, сою и т. д. Кроме того, планируется изучение в севооборотах состояния почвенного плодородия.
Программа исследований предусматривает разработку системы удобрений (удобрения озимой пшеницы в шестипольном севообороте и по трём основным предшественникам: горох, подсолнечник, кукуруза). В опыте используется пять видов минеральных удобрений, широко представленных в крае. При изучении их эффективности большое внимание уделяется оптимизации азотного режима из-за сохранения значительного количества пожнивных остатков на поверхности почвы, оказывающих влияние на её микроклимат. При разработке системы удобрений озимой пшеницы оценивается качество зерна, изменение параметров почвенного плодородия, влажность, количество органического вещества, реакция почвенного раствора, содержание запаса основных питательных элементов, нитрифицирующая способность и активность почвенных ферментов.
В блоке защиты растений в течение всей вегетации изучается фитосанитарная обстановка посевов озимой пшеницы, подсолнечника, кукурузы и сои, проводится диагностика сорных растений, вредителей и болезней, ведётся поиск новых средств, методов борьбы с вредными объектами для последующей разработки эффективной системы защиты. Требует изучения вопрос подбора сортов и гибридов, которые будут эффективнее произрастать в этих экологических условиях.
Мы также предусматриваем изучение экологических последствий no-till, его влияние на свойства почвы, поведение почвенной биоты, безопасность и качество растениеводческой продукции. Необходимо определить остаточное содержание пестицидов и других опасных соединений в почве и растениях.
Кроме изучения прямого посева на полях института, мы совместно с аграрным университетом в течение трёх лет по договорам с минсельхозом проводили исследования в хозяйствах, расположенных в различных почвенно-климатических зонах края, работающих по no-till.
В планах института заложить ещё один опыт с различными способами основной подготовки почвы. Предстоит очень много сделать, даже в плане терминологии. То, о чём я говорил, что это – технология или система? Мы в программах, методиках должны заложить правильные термины, чтобы они не вызывали споров и сомнений.
В океане тоже есть подводные камни…
Замдиректора СНИИСХ по инноновационной деятельности, доктор сельхознаук Виктор Дридигер руководит программой исследований по no-till. Он доложил о некоторых результатах трёх лет работы.
– Первое, что наблюдали и мы, и все, кто этим занимается, – увеличивается содержание продуктивной влаги в почве. К весне – на 10-15 процентов (есть данные о 25-30 процентах) в метровом слое почвы. К уборке урожая разница может уменьшаться, но самое главное, что эта влага играет решающую роль в формировании урожая.
По традиционной технологии у нас развёрнут севооборот соя-пшеница-подсолнечник-кукуруза. Так вот, осенью на участках без обработки в 30-сантиметровом слое влаги содержится в среднем практически вдвое больше, чем на традиционной технологии. А в засушливом Ставрополье однажды потерянная влага для урожая потеряна навсегда, она не компенсируется. Там, где стерня и растительные остатки, снега накапливается значительно больше, чем в других местах. В среднем за три зимы содержание снега было по традиционной технологии 12 сантиметров, а здесь – 30. Нас критиковали за те 63 сантиметра снега, которые мы однажды установили: мол, у нас таких снегопадов не бывает. Но мы измеряли не снегопады. Столько снега задерживают растительные остатки.
При таянии снега на обработанных по нулевой технологии участках влаги испаряется меньше, чем на традиционных. Улучшение водного режима при no-till позволяет расширить ассортимент культур, в засушливых зонах возделывать более влаголюбивые: кукурузу, сою, лён, кориандр… Во второй зоне, где кукурузу сеять по традиционной технологии не рекомендуется, а сою категорически запрещено, – хозяйства сеют и получают высокие урожаи. Дополнительная влага позволяет изменить схемы и чередование культур севооборота, отказаться от чистого пара. Но в зонах с осадками 250-300 мм и сильной испаряемостью – Крым, Калмыкия, наши восточные районы – это надо проверять. Так же, как и то, позволяет ли дополнительная влага повысить экономическую эффективность растениеводства и конкурентоспособность сельхозпроизводства в засушливых зонах. Аргентинские учёные считают: только 50 процентов атмосферной влаги используется для формирования урожая при традиционной технологии. При no-till – 75 процентов. Что это даёт? Во второй зоне, где выпадает 400 мм осадков, и в третьей – урожайность по no-till по сравнению с традиционной технологией возрастает. Урожай при традиционной технологии в третьей зоне равен урожаю по no-till во второй.
Что касается плотности почвы, то тут всё не так радужно. Необходимо тщательно проверить, на каких почвах можно использовать эту технологию, а на каких или не стоит, или при этом надо использовать специальные агроприёмы.
Вопрос, который возникает постоянно: через сколько лет рыхлить? Кто-то говорит через два, кто-то через три или четыре, а кто-то говорит – никогда. Если правильно освоен севооборот, чизелевание или глубокое рыхление почвы приводит к снижению водопроницаемости, к ухудшению водно-физических свойств почвы. Если её специально уплотнили тяжёлыми катками, водопроницаемость падает. Если эту почву взрыхлили, она возрастает. Если мы правильно осваиваем севооборот, чередуем культуры, рыхлить её вредно. Если мы её уплотняем тракторами и комбайнами, рыхление необходимо и полезно.
Есть косвенный показатель нормальной экологии – наличие дождевых червей. Когда мы запахиваем растительные остатки, червей нет: им нечем питаться. В растительных остатках они появляются. На участках no-till количество червей увеличивается.
В севообороте, который мы изучаем в сравнительной продуктивности, мы получили прибавку урожая только по пшенице – на 20 процентов. Соя и подсолнечник не отреагировали на технологию. Урожайность кукурузы получилась низкая. Но виноваты мы сами: толком не знаем технологию её возделывания. Попросим НИИ кукурузы подключиться к нашим исследованиям.
На участке озимой пшеницы мы внесли рекомендованную дозу удобрений, по no-till получили прибавку 0,8-0,9 тонны с гектара. А там, где не вносили удобрения, было снижение урожая. Вывод: если не вносить удобрения, нулевой технологией заниматься не надо! Результат будет отрицательный. При этом эффективность использования удобрений при no-till выше, прибавка урожайность выше, чем при традиционной технологии.
Надо капитально изучать вопрос повышения качества зерна, выращиваемого по новой технологии, вопросы технического оснащения, проблемы возделывания почвы и уборки урожая. Особенность состоит в том, что переходя на эту систему, надо забыть то, что ранее знал по агрономии. И не встраивать её элементы в другие системы земледелия: получишь отрицательный результат. Проблем возникает много, но все они имеют решения. В океане тоже много подводных камней, но люди не перестали по нему плавать! Наша задача – давать точные рекомендации сельхозпроизводителям.
Время расставить приоритеты
Считается, что истина рождается в споре. Пищу для размышлений подбросила коллегам главный научный сотрудник института, академик РАН Людмила Петрова.
Она начала с того, что на новом пути земледельцев подстерегают трудности, и ещё неизвестно, какого порядка. Жизнью всегда были востребованы те рекомендации науки, которые двигали процесс производства продовольствия по эволюционному пути. А стрессовые ситуации, революции – в жизни общества или природы – всегда трагедия. Учёные, работая над методами обработки земли, всегда думали об экологии, севооборотах и обеспечении растения всем необходимым.
– Мы пахали, углубились до 40 сантиметров, а потом вдруг хозяйства Саратовской и Самарской областей перевели на мелкую и поверхностную обработку почвы, – напомнила Людмила Николаевна.
– Когда учёные говорили о необходимости соблюдать севообороты, думать о плодородии почвы, на это махнули рукой. Сразу всё пошло хорошо. А через три года поля заросли сорняками, которых там раньше не было. При том, что работы велись по рекомендациям на глубокой научной основе… Никогда шаблонная технология использования как почвы и севооборотов, так и обработки почвы не даёт результатов.
Современные учёные, изучив различные варианты, приходят к выводу: можно использовать и мелкие, и поверхностные методы, можно и не пахать. Но когда подводятся итоги за 30 лет, оказывается, что лучшим вариантом являются севообороты, где была периодическая пахота.
Есть система ведения хозяйства на определённых территориях и зонах, есть система земледелия. Технологии, о которых мы говорим, и система растениеводства должны вписываться в эти системы.
Что касается экономики, то экономить, конечно, нужно. Но я, проработав в науке 52 года, знаю: трудности были всегда. То война, то революция, сейчас – второй экономический кризис… А земля должна кормить наших детей и внуков, и стремление к экономии не оправдает нас, если мы дадим неверные рекомендации.
Меня убило сообщение, что хозяйства отказываются от паров. Хотела бы я посмотреть на них лет через пять!.. Аргентина рекомендует нулевую систему для регионов с 500 миллиметрами осадков и выше, а у нас их 250-300!
Вся страна занималась разработкой и внедрением интенсивной технологии, и последние годы нас кормят запасы, сделанные при советской власти. Сейчас почва истощена, имеет громадный дефицит и азота, и фосфора. А удобрений мы вносим на гектар втрое меньше, чем до 90-х годов, при нулевой обработке будем вносить ещё меньше. Но надо кормить растения и восполнять то, что они забирают, особенно при высоких урожаях! Проблемы сохранения и повышения плодородия почвы стоят очень остро, о них нельзя забывать. Применяя новшества, мы должны определить: чего мы хотим? Сохранить природу? Повысить плодородие почвы? Избавиться от пестицидов? Сэкономить затраты?.. И действовать надо очень продуманно.
Конференция получилась насыщенной. Запланированную часть дополнили выступления гостей из Ростовской области, Саратова и Крыма. Рассказать обо всём на страницах газеты невозможно. Директор НИИ Валерий Кулинцев сообщил, что по итогам будет выпущен сборник статей. В него войдут доклады и присланные на конференцию научные материалы.
Ирина ПАНАСКО
Фото автора
