Концепция развития систем земледелия Казахстана - Статья

Анализ урожайности зерновых культур в Казахстане за 49 лет (1956-2004 гг.) свидетельствует о том, что 14 лет, или 28%, было засушливых, когда годовое количество осадков составляло 200 мм, а за вегетационный период выпадало 100 мм; среднезасушливых лет было 21, или 43%, с осадками соответственно 250 и 120 мм; благоприятных по увлажнению лет было 14, или 29%, осадков 300 и 175 мм. В засушливые годы средняя урожайность по республике составила 4,3 ц/га с колебаниями по регионам от 3,2 до 6,7 ц/га, в среднеувлажненные годы - 8,3 ц/га с колебаниями от 7,0 до 12,2 ц/га, а в благоприятные по увлажнению годы - 12,5 ц/га с колебаниями от 12,0 до 18,5 ц/га. Таким образом, земледелие в Казахстане ведется в исключительно жестких (по мировым стандартам) климатических условиях, где годовая высота осадков в основных земледельческих регионах составляет от 200 до 350 мм. Для этого необходим не один прием, а взаимосвязанная система мероприятий, научно обоснованная система земледелия, включающая оптимальную структуру посевных площадей (севообороты), обработку почвы, подбор адаптированных к конкретной зоне с.-х. культур (диверсификация растениеводства), современные агротехнологии. В результате учеными был предложен ландшафтный подход к разработке современной системы земледелия, который по существу является развитием идей В.В.Докучаева, разработанных им более 100 лет назад.

Как известно, 80% обрабатываемых земель Казахстана находится в зонах недостаточного увлажнения. В связи с большой протяженностью территории Казахстана с севера на юг и с запада на восток и наличием горных систем для Казахстана характерна широтная и вертикальная зональность. Годовое количество выпадающих атмосферных осадков колеблется в широких пределах: от 150 мм в полупустынной зоне, до 800 мм - в горной зоне.

В основных земледельческих регионах выпадает в среднем от 250 до 380 мм осадков. Причем в отдельные годы наблюдаются засухи, что приводит к резкому снижению урожайности зерновых и других культур и валового сбора зерна. Так, за период с 1956 по 2004 годы средняя урожайность зерновых культур составила 10,3 ц/га, при этом минимальная урожайность была в 1965 году - 2,9 ц/га, а максимальная в 1979 и 1999 гг. - соответственно 12,9 и 13,0 ц/га.

Анализ урожайности зерновых культур в Казахстане за 49 лет (1956-2004 гг.) свидетельствует о том, что 14 лет, или 28%, было засушливых, когда годовое количество осадков составляло 200 мм, а за вегетационный период выпадало 100 мм; среднезасушливых лет было 21, или 43%, с осадками соответственно 250 и 120 мм; благоприятных по увлажнению лет было 14, или 29%, осадков 300 и 175 мм.

В засушливые годы средняя урожайность по республике составила 4,3 ц/га с колебаниями по регионам от 3,2 до 6,7 ц/га, в среднеувлажненные годы - 8,3 ц/га с колебаниями от 7,0 до 12,2 ц/га, а в благоприятные по увлажнению годы - 12,5 ц/га с колебаниями от 12,0 до 18,5 ц/га.

Как известно, аридизация климата нашей планеты будет возрастать, поэтому повторяемость засух будет увеличиваться. Об орошении огромных площадей Казахстана не приходится даже говорить. Поэтому необходимо застраховать неполивные и богарные земли от засухи. Это природное явление возникает не только вследствие абсолютного недостатка выпадающих осадков, но и в результате неравномерного их распределения во времени и неполного их использования для создания урожая.

Таким образом, земледелие в Казахстане ведется в исключительно жестких (по мировым стандартам) климатических условиях, где годовая высота осадков в основных земледельческих регионах составляет от 200 до 350 мм. Тогда как, к примеру, в пшеничном поясе США и Канады выпадает от 350 мм и выше, а зерновое производство Австралии сосредоточено в районах, где только за период с мая по октябрь выпадает от 230 до 380 мм осадков.

В регионах, периодически подвергающихся влиянию засух, дальнейший подъем сельского хозяйства теснейшим образом связан с практическим осуществлением мер борьбы с засухой. Для этого необходим не один прием, а взаимосвязанная система мероприятий, научно обоснованная система земледелия, включающая оптимальную структуру посевных площадей (севообороты), обработку почвы, подбор адаптированных к конкретной зоне с.-х. культур (диверсификация растениеводства), современные агротехнологии.

Современное состояние систем земледелия

ХХ век вошел в историю как век научно-технической революции. К 70-80 годам прошлого столетия сельское хозяйство передовых стран достигло вершин техногенной интенсификации. Одновременно наступило пробуждение общества от эйфории научно-технического могущества человека над природой. Осознание опасности глобальной экологической катастрофы от техногенных перегрузок привело к пониманию необходимости смены подходов в вопросе природопользования в сельском хозяйстве и других сферах производства.

В конце уходящего века наметился переход к экологически безопасным методам природопользования. Смысл его заключается в экологизации всей хозяйственной деятельности человека, т.е. в приведении ее в соответствие с законами экологии. В сельском хозяйстве это, прежде всего, экологизация земледелия.

В мире появились различные концепции экологизации земледелия. Большая их часть объединяется под названием «устойчивое земледелие». Наиболее радикальные направления представлены альтернативными системами земледелия (органическое, биодинамическое, биологическое и др.), отрицающими применение минеральных удобрений и пестицидов. На практике современные западноевропейские и американские формы земледелия в той или иной мере трансформируются в так называемое «интегральное земледелие», главная суть которого - существенная биологизация техногенных процессов до экологически безопасного уровня.

Дальнейшее ухудшение экологической обстановки в земледелии потребовало безотлагательного решения этой проблемы. В результате учеными был предложен ландшафтный подход к разработке современной системы земледелия, который по существу является развитием идей В.В.Докучаева, разработанных им более 100 лет назад.

Основа ландшафтного подхода - создание экологически сбалансированных устойчивых агроландшафтов, обеспечивающих экологически безопасное ведение земледелия.

Были предложены методологии формирования адаптивно-ландшафтных систем земледелия, соответствующих шести ведущим факторам: 1. Общественным потребностям (рынку продуктов);

2. Агроэкологическим требованиям с.-х. культур;

3. Условиям интенсификации производства;

4. Природным условиям;

5. Хозяйственным укладам;

6. Природоохранным требованиям.

Необходима разработка моделей и проектов адаптивно-ландшафтных систем земледелия для конкретных регионов. Именно в этом направлении нам представляется перспектива формирования систем земледелия нового поколения. В идеале это должны быть достаточно строгие модели, приуроченные к определенным категориям агроландшафтов, оптимизированных в соответствии с перечисленными выше факторами. Для построения таких моделей необходим обширный экспериментальный материал и расширение сети многофакторных экспериментов, посредством которых должны устанавливаться системные связи.

В последние годы стала приобретать все большую популярность концепция так называемого «гибкого земледелия» (flexible cropping). Оно представляет собой один из путей дальнейшего совершенствования системы земледелия в засушливых регионах. Его основным звеном является комплекс мероприятий по усилению накопления влаги и на этой основе - возможность маневрирования структурой посевных площадей в соответствии со складывающимися погодными условиями (а также внесение коррективов в систему обработки почвы, применения удобрений, средств защиты растений и др.).

В условиях рискованного земледелия учет этих факторов дает возможность гибкого реагирования на уровень влагообеспеченности, оперативно изменять структуру использования пашни и более полно использовать биоклиматический потенциал.

Известно, что в формировании урожая с.-х. культур участвуют как природные, так и антропогенные факторы. Изучение их взаимодействия для получения максимально возможных урожаев должно стать важнейшим направлением исследований по земледелию.

Обеспечение экологической безопасности современных систем земледелия и повышение их экономической эффективности - важнейшие актуальные задачи агрономической науки. Решение их связано, прежде всего, с биологизацией земледелия и энерго-, ресурсосбережением. Биологизация земледелия включает в себя понятие максимального использования биологических факторов в системах земледелия, а также снижение антропогенной нагрузки на почву. Приемы биологизации должны быть увязаны с другими блоками системы земледелия. Наиболее доступными факторами биологизации воспроизводства плодородия почвы на сегодня является состав и чередование культур в севооборотах на принципах плодосмена, а также использование сидератов и нетоварной части урожая на удобрение, применение органических удобрений и максимальное использование симбиотической азотфиксации. Все эти факторы направлены на уменьшение величины разомкнутости круговорота веществ и энергии в агроценозах.

Главные пути экономии энергоресурсов в земледелии - обоснованные структуры посевных площадей, разработка и освоение научно обоснованных севооборотов с наличием в них около четверти многолетних трав, в том числе бобовых, применение всех видов органических удобрений, дифференцированная система обработки почвы с учетом биологических требований культуры, почвенно-климатических и погодных условий, соблюдение технологической дисциплины.

В условиях полуобеспеченной богары юго-востока Казахстана, представленных в основном светло-каштановыми и сероземными почвами, характеризующимися низким естественным плодородием, необходимо проведение научных исследований, направленных на поддержание и повышение плодородия этих почв, а также с целью улучшения экологической обстановки региона.

Основные направления исследований земледелие исследование агроландшафт

Первое - это разработка полевых биологизированных севооборотов с гибкой схемой с продуцирующей и восстанавливающей ресурс функциями с позиции системного подхода на экологической основе, обеспечивающих производство конкурентоспособных, экономически выгодных с.-х. культур и воспроизводство плодородия почвы.

Второе - подбор для зон полуобеспеченной и обеспеченной богары новых нетрадиционных, адаптированных к этим условиям с.-х. культур и разработка технологии их возделывания.

Рациональное использование биоклиматического потенциала каждой природной зоны на основе диверсификации растениеводства, обеспечивающей экологическую и экономическую устойчивость производства зерна и другой растениеводческой продукции в условиях рыночной экономики, является весьма актуальным и соответствует современным направлениям и тенденции развития науки в мире в данной отрасли.

На богарных землях юго-востока Казахстана набор возделываемых культур ограничен и из зерновых колосовых культур возделываются в основном озимая пшеница и яровой ячмень, из многолетних трав - житняк, из пропашных - сафлор. Совершенно отсутствуют здесь зернобобовые и крупяные культуры, которые по нашему мнению могут быть перспективными для возделывания в зонах полуобеспеченной и обеспеченной богары.

Зона богарного земледелия юго-востока республики представлена значительными площадями (более 0,5 млн. га) полуобеспеченной богары, где выпадает в среднем за год около 400 мм осадков. И отведение значительной площади пашни под чистые пары может оказаться не эффективным. Научные данные, подтверждающие это, в данной зоне отсутствуют. В связи с этим решение данного вопроса применительно к зоне полуобеспеченной богары южных и юго-восточных областей Казахстана является весьма актуальным.

Третье направление - это минимализация обработки почвы. Необходимость минимализации обусловливается, во-первых, большими энергетическими и трудовыми затратами на обработку почвы; во-вторых, чрезмерным уплотнением почвы и ухудшением эрозионных процессов изза распыления почвы и ускоренного разложения органического вещества почвы при интенсивных механических обработках.

При разработке систем обработки почвы превалирующими факторами должны быть водо- и энергосбережение.

В зарубежных странах и у нас в республике проводились некоторые исследования по изучению беспахотной технологии, тем не менее остается еще много нерешенных проблем и вопросов, которые ограничивают более широкое внедрение этого способа подготовки почвы. В этой связи необходимо во всех природных зонах республики развернуть исследования по разработке и совершенствованию ресурсосберегающих технологий возделывания зерновых культур на основе минимальной и нулевой обработок почвы, обеспечивающих производство экологически чистой продукции.

В целом необходима разработка таких систем земледелия, которые бы сочетали в себе эффективность традиционных и экологичность альтернативных и при этом были бы экономически выгодными.

Учитывая постоянный рост цен на энергоносители, поиск путей и возможностей минимализации обработок почвы (уменьшение глубины и кратности обработок) является актуальной проблемой современного земледелия.

Анализ научной информации свидетельствует о том, что комплекса ключевых, научно обоснованных, уже признанных в практике земледелия, оценочных показателей, являющихся теоретической и практической основой минимализации обработки почв, пока нет.

Располагая таким материалом, можно с достаточной степенью уверенности разработать систему оценочных показателей, обеспечивающих успех минимализации обработки почвы и разработки на этой основе современных агротехнологий для сельского хозяйства Казахстана.

Таким образом, приоритетными направлениями аграрной науки в соответствии со стратегией развития страны являются следующие: 1. Диверсификация растениеводства, основой которой является известное положение о том, что при часто повторяющихся экстремальных погодных условиях, характерных для Казахстана, наиболее устойчивая агроэкосистема формируется при многообразии видового и сортового состава биоценозов, соответствующих условиям биотипов.

2. Разработка так называемой системы «гибкого земледелия», представляющей собой один из путей дальнейшего совершенствования системы земледелия в засушливых регионах. Его основным звеном является разработка комплекса мероприятий по усилению накопления влаги и на этой основе - возможность маневрирования структурой посевных площадей в соответствии со складывающимися погодными условиями.

3. Уменьшение антропогенной нагрузки на почву, т.е. снижение интенсивного воздействия на нее путем минимализации обработки почвы, обеспечивающей сохранение почвенного плодородия и значительную экономию энергоресурсов и трудовых затрат.

4. Обеспечение экологической безопасности современных систем земледелия и повышение их экономической эффективности связано, прежде всего, с биологизацией земледелия. Наиболее доступными факторами биологизации воспроизводства плодородия почвы на сегодня является состав и чередование культур в севооборотах на принципах плодосмена, а также использование сидератов и нетоварной части урожая на удобрение, применение органических удобрений и максимальное использование симбиотической азотфиксации.

Все эти факторы направлены на уменьшение величины разомкнутости круговорота веществ и энергии в агроценозах.

5. Совершенствование и конструирование севооборотов на принципах плодосмена, применительно к новым формам сельскохозяйственных товаропроизводителей. Этот принцип должен предполагать не простое чередование культур, а обязательное наличие культур-почвоулучшителей, размещение каждой из них по лучшим предшественникам с учетом состояния почвы, водного режима, наличия питательных веществ и т.д., т.е. севообороты следует рассматривать не только как простое чередование культур во времени и пространстве, а как материальные объекты, имеющие свои закономерности функционирования в агроэкосистеме.

6. Разработка технологии возделывания новых нетрадиционных для определенного региона с.-х. культур на основе минимализации обработки почвы.

Научная ценность ожидаемых результатов

В итоге проведенных исследовании будут углублены научные основы систем земледелия, что позволит разработать теорию устойчивого производства с.-х. продукции в засушливых условиях на богарных землях юго-востока Казахстана.

Будут предложены принципы построения «гибких» схем севооборотов в зависимости от складывающихся погодных условий и конъюнктуры рынка с позиции системного подхода на экологической основе.

Будут определены параметры и условия применения новых приемов обработки почвы на основе минимализации. Что даст возможность снизать затраты энергоресурсов на 25-30% по сравнению с традиционной отвальной обработкой почвы, сохранить и повысить плодородие почвы и повысить производительность труда в 1,5-2,0 раза.

Подобраны и разработаны технологии возделывания новых нетрадиционных с.-х. культур для богарных земель (зерновых, крупяных, масличных и зернобобовых). Внедрение усовершенствованных ресурсосберегающих технологий обеспечит продовольственную самостоятельность юго-восточных областей Казахстана, исключив завоз с.-х. продукции из других регионов республики, а также из зарубежных стран.

В целом необходимо отметить, что стратегия развития систем земледелия Казахстана в XXI веке должна учитывать весь комплекс экологических, экономических, социальных проблем. Назрела необходимость качественного изменения приоритетов в государственного агротехнологической политике, существенного повышения технологического и технического уровня земледелия, более эффективного использования материально-технических ресурсов и научного потенциала.

Зав. лаборатории богарного земледелия, доктор с.-х. наук, профессор А.К.КИРЕЕВ

Размещено на .ru