РЕСУРСОСБЕРЕГАЮЩЕЕ ЗЕМЛЕДЕЛИЕ СПАСЕТ ЭКОСИСТЕМУ ПЛНЕТЫ ЗЕМЛЯ!
Н. Борлауг, отец «зелёной» революции, считает, «что одной из наиболее серьёзных задач, которые предстоит решить человечеству в XXI веке, является производство достаточного количества продовольствия для населения и при этом обеспечение защиты окружающей среды».
Традиционная обработка почвы с использованием плуга, который полностью переворачивает почву, вследствие чрезмерного рыхления вызывает разрушение структуры почвы, которая затем становится неустойчивой.
Операции по обработке почвы наносят вред и многим почвенным организациям. Во вспаханной почве изменение структуры и температуры происходит достаточно быстро, а вспашка перемещает растительные остатки, которые являются источником энергии для почвенного сообщества. Кроме того, вспашка повреждает крупные почвенные организмы и перемещает их в слои почвы с более неблагоприятными условиями, что замедляет их рост и воспроизводство. Вспашка, заделывание растительных остатков и другой биомассы в почву, а также сжигание стерни привели к ухудшению физического качества почвы и снижению ее влагоудерживающей способности, которая оказывает существенное влияние на рост корневых систем растений, а также зачастую связано с процессом секвестрации углерода, т.е. удерживания его в почве. При интенсивной обработке почвы невозможно избежать деградации органического вещества и развития эрозии почвы. С помощью такой технологии нельзя добиться стабилизации сельского хозяйства.
Интенсивная обработка почвы приводит к существенному выделению углекислого газа в атмосферу и, вместо того чтобы углерод накапливался в почве, улучшая тем самым её плодородие, способствует образованию парникового эффекта и росту глобального потепления климата.
Сегодня по пути развития и использования новейших технологий в земледелии идут все передовые аграрные страны. Поэтому они выигрывают в конкурентной борьбе прежде всего за счет инноваций и активного внедрения эффективных наукоемких технологий. Благодаря этому осуществляются постоянный рост производительности труда и повышение культуры аграрного производства.
Во всем мире около 400 млн га обрабатывается по технологиям сберегающего земледелия, и количество таких площадей продолжает расти. В настоящее время на практике доказаны эффективность, рентабельность и стабильность прямого посева. Лидерами по внедрению ресурсосберегающих технологий являются страны - крупнейшие экспортеры зерна США, Канада, Австралия, Аргентина и Европейский Союз.
Современные технологии земледелия направлены на сбережение, улучшение и повышение эффективности использования природных ресурсов за счет интегрированного подхода к существующим почвенным, биологическим, водным ресурсам и расходным материалам. Сберегающее земледелие через технологию нулевой обработки почвы участвует в сохранении и защите окружающей среды во всем мире, а также в повышении депонирования углерода в почве.
Продовольственная безопасность и стабильность производства продовольствия важны для населения всего земного шара. Сельское хозяйство - крупнейшая отрасль, занимающаяся производством продовольствия, также сыграло свою негативную роль в образовании и накоплении парниковых газов, чему способствовала интенсификация сельскохозяйственного производства. Усовершенствованные технологии земледелия имеют большой потенциал увеличения секвестрации углерода и уменьшения объема выбросов в атмосферу углекислого и других парниковых газов.
Экономические расчеты показывают, что при традиционной технологии затраты на 1 га зерновых культур составляют около 1000 руб., а при ресурсо сберегающих технологиях - в три раза меньше. Анализируя и суммируя все положительные стороны, можно сказать, что в современном растениеводстве и земледелии только применение минимальной и нулевой обработки почвы дает возможность снизить воздействие на почву таких отрицательных факторов, как уплотнение почвы, разрушение её структуры, нарушение водного режима. Снижающиеся доходы от продажи сельскохозяйственной продукции в современных условиях также способствуют развитию инновационных технологий земледелия. В связи с этим возникает вопрос об интенсивности обработки почвы, что соответствует интересам сельхозпроизводителей и экологическим требованиям общественности.
Метод прямого посева разрабатывался в США, Австралии и Новой Зеландии. Он был известен и в России. Начиная с 1900-х годов этот метод использовался для обновления старых пастбищ, но уже с 1950-х годов он начинает применяться и для посева зерновых культур. Основными причинами перехода на технологии прямого посева послужили попытки предотвращения развития ветровой и водной эрозии. Обычно прямой посев применялся в засушливых зонах, где недостаток влаги был основным фактором, ограничивающим сельскохозяйственное производство.
Переход от традиционной культивации к прямому посеву означает, что структура почвы изменяется за счет природных и биологических процессов, а не за счет механического рыхления. Сеть естественных трещин, корневых каналов и ходов дождевых червей должна быть поддержана новыми технологиями. При этом большое внимание уделяется жизнедеятельности дождевых червей, которые поддерживают в почве инфильтрацию влаги, положительно влияя тем самым на макропористость почвы и облегчая в ней циркуляцию газа.
Условия для развития сорняков, вредных насекомых и патогенов растений при нулевой обработке сильно отличаются от условий, создаваемых при традиционной технологии. Например, меняется видовой состав сорняков, и это изменение происходит от одного года до пяти лет во время переходного периода. Также система нулевой обработки основана на севооборотах для предотвращения распространения сорняков, вредителей и болезней. При этом допустимо сеять все виды культур в необработанную механически почву. Большинство полевых испытаний прямого посева проводили с яровыми и озимыми зерновыми культурами. Было установлено, что урожайность культур, посеянных напрямую, была такой же, каки у культур, посеянных по традиционным технологиям, которые включали вспашку, боронование и посев комбинированной сеялкой. С технической точки зрения прямой посев показал лучшие результаты вследствие экономии труда и машинной техники. При правильном использовании всех элементов системы сберегающего земледелия можно коренным образом модифицировать структуру работы сельскохозяйственного предприятия и добиться значительной экономии.
Создание нового поколения технических разработок, использование более эффективных средств защиты растений для борьбы с сорняками, болезнями и вредителями, применение более совершенных генотипов, созданных как в результате обычной селекции, так и в результате применения новейших биотехнологических разработок, использование новых стратегий по составлению севооборотов, создание нового поколения эффективных сеялок для прямого посева, специально предназначенных для работы по технологиям минимальной и нулевой обработки почвы, могут считаться одними из наиболее важных факторов, повлиявших на практическое применение и распространение сберегающих технологий. На практике установлено, что, чем продолжительнее период применения сберегающих технологий, тем здоровее и производительнее становятся сельскохозяйственные экосистемы. Прямой посев является конкурентоспособным методом в современных экономических условиях, и по всем расчетам распространение технологии нулевой обработки почвы будет продолжаться.
В современных технологиях обработки почвы большое внимание уделяется сохранению растительных остатков на поверхности почвы, что не только служит основой питания для почвенных организмов, но и защищает почву от прямого воздействия солнечной радиации и, в свою очередь, регулирует температуру в почве. Высокие температуры отрицательно влияют на рост и развитие популяции почвенных организмов, а также на развитие корневых систем. Активная и легкоразлагающаяся фракция органического вещества является основным источником питания для различных организмов, проживающих в почве. На эту фракцию оказывают значительное влияние климатические условия, количество влаги в почве, стадия развития растения, добавление органических остатков и применяемые технологии обработки почвы. Около 35-55% органического вещества составляет гумус. Он представляет собой буфер, снижающий изменения почвенной кислотности и количество питательных веществ. И современные технологии направлены на поддержание его в почве. Известно, что цикл обращения углерода выступает чрезвычайно важным фактором в системе жизнедеятельности почвы. Углерод является неотъемлемой частью всей клеточной структуры биомассы растительного и животного происхождения в почве. Процесс фотосинтеза отвечает за синтез углерода растением за счет поглощения диоксида углерода из атмосферы. Растения получают энергию солнечного света через хлоропласты, которые содержат хлорофилл, являясь таким образом своеобразной «зелёной» фабрикой, производящей углеводы, липиды и протеины, закладывающие основы жизни на нашей планете. В этих условиях растения поглощают углекислый газ и выделяют кислород в атмосферу, поддерживая тем самым газовый обмен. Органический углерод играет чрезвычайно важную роль в почве, так как он является основной составляющей углеводов.
Содержание углерода в почве в два-три раза превышает его содержание в атмосфере. За последние 120 лет интенсификация сельского хозяйства привела к уменьшению содержания углерода в почве на 30-50%. За счет минимизации концентрации углекислого газа, которая достигается благодаря удержанию углерода в почве, можно свести до минимума производство парниковых газов, а также минимизировать возможность изменения климата.
Таким образом, качество почвы является фундаментальной основой качества экологии. Это динамический показатель, реагирующий на изменение методов обработки почвы. Её можно превратить в поглотитель углерода при использовании усовершенствованных методов обработки почвы и возделывания культур. Любая операция, приводящая к уничтожению растительных остатков, уменьшает количество углерода в почве из-за увеличения биологического окисления. Таким образом, почвенный органический углерод является основным показателем качества почвы как с точки зрения биологической функциональности, так и с точки зрения ее экологической значимости. Органическое вещество является основным фактором, определяющим биологическую активность, так как оно является первичным источником энергии. Количество, разнообразие и активность почвенной формы и микроорганизмов прямо связаны с уровнем содержания органического вещества и его качеством. Агрегация почвы и стабильность почвенной структуры возрастают при увеличении количества органического углерода. Эти факторы увеличивают скорость инфильтрации и способность почвы удерживать влагу, а также устойчивость почвы к воздействию ветровой и водной эрозии. Кроме того, органическое вещество улучшает динамику и биологическую доступность основных питательных веществ для растений. Применение покровных культур в севообороте, в основном бобовых культур, не только защищает поверхность почвы от воздействия эрозии, но также способствует круговороту питательных веществ в почве и фиксации азота, что благоприятно влияет на развитие последующих культур. Технология нулевой обработки почвы в сочетании с использованием покровных культур сводит к минимуму процессы деградации почвы, обеспечивает положительное изменение физических и химических ее свойств и уменьшает необходимость применения расходных материалов.
При оставлении растительных остатков на поверхности почвы создается слой, обеспечивающий питание микро- и мезофлоры и фауны, увеличивая биологическую активность в почве. Система нулевой обработки почвы подтверждает тенденцию накопления органического вещества в почве. Исследованиями установлено, что уровень рН при использовании нулевой технологии ближе к нейтральному, чем при традиционной обработке. Очевидно, что величина рН зависит от увеличения уровня органического вещества в почве. Данная технология приводит также и к увеличению содержания фосфора, что особенно заметно в верхнем слое профиля почвы.
Кроме того, преимуществом технологии сберегающего земледелия является снижение потерь влаги в почве. Через решение проблемы влаги можно решить главную задачу сельского хозяйства - выйти на высокий и устойчивый уровень урожайности. Сберегающее земледелие играет огромную роль в повышении качества экологии. Именно сельхозпроизводители, использующие технологии сберегающего земледелия или прямого посева, в щадящем режиме обслуживают всю экосистему планеты в целом. Именно озабоченность всего мира проблемами глобального потепления привела к созданию Киотского протокола в 1997 году, представляющего собой международное соглашение, устанавливающее рамки для промышленных стран по сокращению выбросов парниковых газов. А, как известно, диоксид углерода, оксиды азота и метан - три главных парниковых газа, возникающих в ходе сельскохозяйственной деятельности.
Материалы: Драчева Лидия Васильевна, кандидат химических наук, Международная академия информатизации
ЗАО МОСТ-ТЕХНИКА
30 января 2008
все новости