НУЖНА ГРАМОТНАЯ СТРАТЕГИЯ
ПРИНЯТИЯ ПЕРВООЧЕРЕДНЫХ МЕР
РЕАГИРОВАНИЯ НА ИЗМЕНЕНИЯ КЛИМАТА
Те, кто занят в полеводстве, с тревогой воспринимают изменения климата на планете. Вызывает вопросы и основная спасительная мера против погодного "беспредела" - химизация земледелия. Чего ждать земледельцу, какие меры принять, чтобы успешно противостоять стихии и не бояться чрезмерной химизации земель? Об этом рассуждает наш сегодняшний эксперт - видный учёный-физик, профессор Агрофизического научно-исследовательского института.
При рассмотрении соотношения химизации и сельскохозяйственного производства целесообразно под землями понимать не почвенный покров, а агроэкологическую систему "почва-растения-атмосфера". Для качественного анализа агроэкологической взаимообусловленности продуктивности и факторов химизации в качестве интегрального показателя обратим внимание на динамику продуктивности посевов в условиях изменения климата и колебаний его погодных реализаций. При этом методологически удобно оперировать тремя категориями продуктивности: потенциальной, климатически обусловленной и действительно возможной.
Потенциальная продуктивность лимитируется только значением фотосинтетически активной составляющей солнечной радиации (ФАР), генетическими возможностями выращиваемой сельскохозяйственной культуры и агротехническими приёмами управления процессом усвоения ФАР посевом. Уровень климатически
обеспеченной продуктивности снижен относительно потенциальной по условиям тепло- и влагообеспеченности посева, но при отсутствии факторов лимитирования почвенной корнеобитаемой средой. Колебания климата и ежегодная изменчивость погоды переводят эту категорию в разряд вероятностных.
Действительно возможная продуктивность, то есть действительно возможный урожай, характеризует продуктивность посева, которая теоретически достижима на конкретной почве и может быть получена
при соблюдении агротехнологии в складывающихся метеорологических условиях. Уровень такого урожая лимитируется факторами плодородия почв, интегрально объединяемых понятием бонитета.
Объективно наблюдаются и прогнозируются многими научными коллективами глобальные изменения климата. Ретроспективно повсеместно прослеживаются изменчивость погоды и нестабильность
урожаев сельскохозяйственных культур. На этом фоне интерес к возможностям применения средств химизации многократно возрастает.
Климатический фактор.
За последние десятилетия произошел взрывной рост исследований в области изменения климата, обусловленный, во-первых, ранними алармистскими прогнозами катастрофических последствий глобального потепления, связанного с антропогенными выбросами в атмосферу парниковых газов, во-вторых, действительно наблюдаемым резким возрастанием среднегодовой глобальной температуры, начавшимся в 70-е годы XX столетия, в-третьих, возникшей широкой обеспокоенностью изменением условий существования человека на Земле и, наконец, острым восприятием общественностью и политиками этих внушающих опасение перемен.
Согласно расчётам, представленным международной группой экспертов, повышение средней глобальной температуры в 1990-2100 годах может составить от 1,5 до 5,8 °С, чего не случалось за последние 10 тыс. лет. Значительный разброс в результатах сценарных прогнозов, полученных в численных экспериментах на разных математических климатических моделях, приводит к неоднозначности отношения к прогнозам изменения климата в XXI веке. Однако, основываясь на анализе изменений, произошедших в атмосфере, погоде и биофизической системе Земли в течение XX века, следует признать эту аномалию объективной и заслуживающей внимания. При этом предстоит выработать стратегию принятия первоочередных мер реагирования на те изменения климата, которые наблюдаются уже сейчас и ожидаются в ближайшей перспективе.
Сельскохозяйственная отрасль экономики относится к числу наиболее чувствительных к климатическим колебаниям. Изменения агроклимата меняют потенциал продуктивности агроэкосистем, приводят к изменению площадей и структуры земельных угодий, что само по себе в условиях интенсификации производства ведёт к увеличению или уменьшению применения средств химизации и их пространственному перераспределению.
Теоретически изменения климата могут происходить под влиянием внешних воздействий на климатическую систему. Внешними воздействиями естественного происхождения могут быть, например, колебание излучения солнца или извержение вулкана, а антропогенными - изменение состава атмосферы, в частности рост концентрации парниковых газов.
Текущий парниковый эффект обусловлен на 60% содержанием С02, на 20% - метана и на 6% - N20. В 80-е годы прошлого столетия из 7 Гт антропогенных выбросов углерода в год в атмосферу около 3 Гт оставалось в атмосфере и только около 2 Гт поглощалось океанами и наземной растительностью.
Являясь основным резервуаром органического углерода, почва содержит около 80% его общих запасов в наземных экосистемах. Количество углерода в пахотных землях - порядка 131 млрд т. В зависимости от способа и интенсивности сельскохозяйственного использования земель, а также уровня агротехники и плодородия почв, по мере прогрева почвы станут действовать более как источник углекислого газа, а не сток.
Эмиссия метана в животноводстве поднялась от 25,5 млн т в 1860 году до 113,1 млн т в 1994-м. Этот источник считается наиболее мощным. В то же время эмиссия метана, связанная с выращиванием риса, выросла от 40,1 до 100,8 млн т соответственно при общем росте до 371 млн т.
Антропогенная ежегодная эмиссия N20 в атмосферу составляет: из почв сельскохозяйственных территорий за счёт процессов нитрификации и денитрификации - 4,2 Мт, пастбищного скотоводства - 2,1 Мт азота при обшей эмиссии 8,1 Мт.
По сравнению с доиндустриальными годами темпы изменения концентрации основных парниковых газов выросли в 1990-е годы: С02 - с 0,4 до 1,6 ррb, метана - с 4,2 до 7,0 ppb и N20 - с 0,2 до 0,8 ppb. Расчётные оценки показали, что только за счёт роста концентрации С02 и метана среднегодовая глобальная температура приповерхностных слоёв воздуха к 1998 году увеличилась на 0,6 градуса и за счет N20 - ещё на 0,1 градуса.
Изменения агроклимата меняют потенциал продуктивности агроэкосистем, приводят к изменению площадей и структуры земельных угодий
Согласно расчётам некоторых учёных глобальное потепление на 1 °С должно увеличить среднее количество осадков на 20-30 мм в год.
По данным Министерства природных ресурсов РФ, в целом для России изменение климата при росте содержания С02 со скоростью 4% за десять лет приведет к повышению среднего по стране урожая зерновых до 11-14% и кормовых культур - до 13-21%.Однако в отдельных регионах возможно падение урожайности зерновых за счёт развития засушливости климата.
Принято считать, что прирост урожайности примерно на 50% обеспечивается внесением удобрений, на 25% зависит от продуктивности сорта и остальные 25% достигаются в результате совершенствования приёмов возделывания, включая способы обработки почвы, уход за посевами, уборку урожая и др. Прогнозируемый рост биоклиматического потенциала при современном климате и его изменении, в том числе при достаточном увлажнении и минеральном питании, неоднороден по регионам РФ.
Зональная закономерность эффективности удобрений проявляется в том, что прибавки от внесённого количества убывают при продвижении из увлажнённых районов в зоны засушливого климата, причём климатический фактор оказывает в целом более сильное влияние, чем почвенный. Перераспределение агроклиматических факторов приведет к расширению ареалов возделывания культур и сортов, что, в свою очередь, потребует дополнительного использования минеральных удобрений.
По расчётам ВНИИ агрохимии, для производства сельскохозяйственной продукции в объёмах, удовлетворяющих потребности Российской Федерации в продуктах питания и промышленности в сельскохозяйственном сырье, необходимо ежегодно использовать 26,4 млн т действующего вещества минеральных удобрений и 70-80 млн т - известковых.
Погодный фактор.
Анализ более чем тридцатилетних сопряжённых данных по объёмам применения удобрений и уровням урожайности зерновых в России показывает, что использование удобрений в недостаточном количестве приводит к более резким колебаниям урожая при неблагоприятных условиях возделывания культур. Так, при минимальных объёмах внесения удобрений (до 11 кг/га в 1996-2000 годах) колебания урожайности достигли 7,1 ц/га, а при более высоких нормах внесения (до 83-99 кг в 1981-1985 и 1986-1990 годах) - всего 4,5-5,1 ц/га.
На эффективности продукционного процесса в большой степени сказывается не только обеспеченность растений минеральным питанием, но и особенности погодных условий. Влияние условий погоды прослеживается и по КПД использования ФАР посевами (потенциальная продуктивность).
Так, при нормальном увлажнении посевов яровых зерновых КПД увеличивается при высоких уровнях удобрений (до 480 кг/га действующего вещества NPK) в среднем на 0,5%, а в отдельных опытах - даже на 1,5-2%. При недостатке влаги КПД меньше в два раза, а при высоких уровнях удобрений - в 2,7, приближаясь к уровню КПД на неудобренных полях.
Статистический анализ эффективности удобрений по 27 пунктам Нечерноземной зоны Европейской территории России выявил довольно тесную корреляцию прибавок урожая зерна с агрометеорологическими факторами. Изменчивостью погодных условий объясняется 25-50% колебаний эффективности удобрений по Нечерноземной зоне и 35-70% по Черноземной. Экстремальные погодные условия оказывают существенное влияние на процессы поглощения и усвоения минеральных элементов растениями. В свою очередь, оптимальное минеральное питание способствует снижению отрицательного влияния отдельных неблагоприятных метеорологических явлений на урожайность.
При засухах дефицит влаги больше тормозит поступление в растения фосфора и калия, чем азота, поэтому посевы положительно реагируют на внесение фосфора в засушливый период
При засухах дефицит влаги больше тормозит поступление в растения фосфора и калия, чем азота, поэтому посевы положительно реагируют на внесение фосфора в засушливый период. В условиях водного стресса чётко проявляется регулирующая роль калийных удобрений, внесение калия также смягчает отрицательное влияние засухи. По результатам массовых опытов в географической сети выявлено, что в годы с избыточным увлажнением снижение урожайности яровых зерновых без удобрений составило в среднем 15%, на удобренных фонах - 11%. При внесении возрастающих доз удобрений оно увеличивалось на 27-54%.
Низкие температуры в начальный период развития посевов вызывают нарушения в поступлении азота и фосфора в растения и оказывают отрицательное влияние на их развитие и урожай. Поэтому в погодных условиях с частыми проявлениями низких температур азотные удобрения должны применяться в сочетании с повышенными дозами фосфора и калия, а также с известкованием почв.
Роль отдельных элементов питания в повышении устойчивости к заморозкам для разных культур различна. Устойчивость растений к заморозкам усиливается при обильном питании тем элементом, к которому они специфически требовательны. Например, азотное питание снижает у большинства культур устойчивость к заморозкам, но у бобовых смягчает их отрицательное последействие. Обильное калийное питание укрепляет устойчивость гречихи и картофеля и ослабляет её у кукурузы и сои. Усиленное питание кальцием повышает устойчивость к заморозкам у сои и снижает её у гречихи и картофеля.
Рациональное применение удобрений повышает устойчивость озимых культур к неблагоприятным условиям перезимовки. Так, по четырёхлетним наблюдениям BНИИ удобрений и агропочвоведения им. Д.Н. Прянишникова, на бедной, слабоокультуренной дерново-подзолистой тяжелосуглинистой почве наибольшая гибель растений (26-28% за зиму) наблюдалась на поле без удобрений и при внесении извести. Использование полного минерального удобрения уменьшило гибель растений до 16, а на фоне извести - до 13%.
Из-за неблагоприятных погодных условий в современном климате планеты в России погибает ежегодно около 20% посевов озимых зерновых культур и около 8% - яровых. Последствия быстрой изменчивости климатических условий проявляются в росте частоты повторяемости опасных гидрометеорологических явлений и в увеличении неблагоприятных резких изменений погоды, которые непосредственно влияют на эффективность сельскохозяйственного производства.
Тесно связанные со значительным разнообразием природно-климатических условий, имеющихся на территории России, изменения климата проявляются в её регионах крайне неравномерно. В конкретных регионах прогнозируемые изменения климата могут оказать как позитивное, так и негативное влияние на продуктивность сельскохозяйственных культур и производства в целом.
Поэтому одним из важнейших направлений для обеспечения продовольственной безопасности России в условиях прогнозируемых изменений климата должно быть создание страховых запасов региональных фондов минеральных удобрений и химических мелиорантов, являющихся физико-химической основой минерального питания растений, стабильности урожаев и устойчивости функционирования сельскохозяйственной отрасли экономики. Кроме того, использование резервного фонда минеральных удобрений и мелиорантов позволит компенсировать потери урожая при крупномасштабных повреждениях посевов за счёт их применения на непораженных посевах.
Для обеспечения устойчивости производства продукции растениеводства в современных условиях динамически изменяющегося глобального климата необходимо создание резервного фонда минеральных удобрений сверх объёмов их поставок, обеспечивающих потенциально достижимую продуктивность земель России. Этот резервный фонд формируется из расчёта N - 30-60 кг, Р - 15-30 кг, К - 30-60 кг действующего вещества на 1 га пострадавшей площади в зависимости от почвенно-климатических условий и культур удобряемых посевов для проведения основного и припосевного внесения и проведения подкормок.
Заседание состоялось в последней декаде декабря. Открывая его, министр сельского хозяйства Алексей Гордеев отметил, что "внедрение ресурсосберегающих технологий - единственный способ сделать отечественное сельское хозяйство конкурентоспособным и высокоэффективным".
Глава Минсельхоза заявил, что "2008 год должен пройти под флагом ресурсосберегающих технологий". На фоне роста цен на электроэнергию на 15%, на газ - на 25 это не просто лозунг и дань моде, а жизненная необходимость. Тем более что к 2010-2011 гг. страна выйдет на уровень мировых цен на энергоносители.
"При таком раскладе, - продолжил Алексей Гордеев, - нам ничего не остается делать, кроме как переходить на технологии, способные противостоять прессу растущих цен и природно-климатическим стрессам". Глава Минсельхоза России обратил особое внимание на роль отраслевых департаментов (растениеводства и животноводства), специалисты которых должны активно заниматься внедрением ресурсосберегающих технологий и мониторингом состояния дел в этой сфере. "Необходимо, чтобы губернаторы видели динамику этого процесса, могли сравнить показатели с другими регионами. Надеюсь, что это будет подстегивать их к решению указанных задач", - сказал министр.
Глава Минсельхоза России поручил департаменту растениеводства, химизации и защиты растений по итогам заседания подготовить соответствующие рекомендации регионам. Кроме того, он считает необходимым рассмотреть возможность изменения стандартов в системе аграрного образования в части подготовки специалистов в этой области.
В рамках заседания состоялся обмен опытом между учеными и практиками по внедрению технологий сберегающего земледелия и был утверждён план мероприятий совета на 2008 год. По словам министра сельского хозяйства, заседание научно-технического совета будет проходить регулярно.
Ресурсосберегающие технологии предполагают отказ от вспашки, обязательное сохранение остатков на поверхности почвы, использование севооборотов, включающих рентабельные культуры и культуры, улучшающие плодородие почв, интегрированный подход в борьбе с вредителями и болезнями, использование качественных семян.
Опубликовано: http://agropressa.ru
