Статья из журнала «Актуальные агросистемы» 

Древние китайцы говорили, что «очень трудно жить во времена перемен». А еще труднее земледельцам, когда меняется не только страна, но и климат, и причем это происходит прямо на наших глазах. В статье наших постоянных авторов – директора по развитию компании «Беркана» Александра Голяндина и председателя агротехнологического комитета Национальной технологической палаты РФ, руководителя ООО «НПО «Биоцентр» Александра Харченко поднимаются вопросы, связанные не только с изменением климата, но и с тем, как аграриям приспособиться к разным неожиданностям погоды и получать стабильный урожай с высокой доходностью. В статье подробно разбирается также вопрос, что такое адаптивное биологизированное земледелие.

Влияние погодно-климатических условий на урожайность сельскохозяйственных культур

Согласно результатам исследований российских ученых, весь ХХ век солнце постепенно повышало излучаемую энергию. Это привело к повышению средних весенних и зимних температур в северном полушарии, больше стало выпадать осадков. В общем и целом, это привело к увеличению урожайности сельхозкультур. Многие теплолюбивые культуры продвинулись далеко на север. Так, северная граница возделывания подсолнечника в 80-е годы проходила по Хлевенскому району Липецкой области, а сейчас его выращивают уже в Тульской области.

К тому же в последнее время наблюдается ускорение развития практически всех культур. Уборка озимой пшеницы вместо 20-25 июля уже несколько лет проходит 5-10 июля. Подсолнечник начинают убирать в августе-сентябре вместо середины октября, как было раньше, и т.д.

Начиная с 2009 года очевидным стало увеличение засушливости климата. Температура воздуха в летние дни нередко превышает 35 °С, хотя еще 10 лет назад воздух едва ли прогревался выше 27-30 °С. При этом участились аномальные погодные условия. Так, в 2009 году в ЦЧР наблюдались весенние заморозки, доходящие в мае до минус 8 °С, 2010 год знаменит небывалой жарой и отсутствием осадков, в 2011-2012 годах практически отсутствовала весна, так как сразу после схода снега устанавливалась очень жаркая погода, в 2013 году проходившие дожди мешали осеннему севу озимых, в 2014-2015 годах осенью на полях проблематично было получить всходы озимых из-за отсутствия влаги, 2016- 2017 годы знамениты тем, что проблемы с севом уже были весною из-за непрекращающихся дождей, а лето было довольно жарким и засушливым. И, наконец, в 2018 году холодная весна сменилась жарким летом с суховейными ветрами. Жара, суховеи, ливневые дожди, ураганный ветер – вот неполный перечень погодных капризов за последние 10 лет.

В последнее время в центральном Черноземье и на Юге России катастрофически не хватает осадков. Во многих колодцах вода опустилась на несколько метров. Многие лощины и впадины на полях, по которым раньше по весне нельзя было проехать, в настоящее время обрабатываются и засеваются сельхозкультурами.

Разные ученые по-разному прогнозируют дальнейшее развитие изменений климата планеты. Одни говорят о дальнейшем повышении температуры и об увеличении засушливости климата, то есть о глобальном потеплении, другие – о предстоящем глобальном похолодании. Понятно только одно: погода в настоящее время находится в состоянии неустойчивого равновесия, но очевидно другое – в ближайшее время все эти капризы погоды будут только учащаться и нарастать. Хуже всего, когда смена погодных условий будет происходить скачкообразно, то есть жара будет сменяться похолоданием, влажные условия – засушливыми и, наоборот, в течение 1-2 дней. 

При таких условиях растения не будут успевать адаптироваться, приспосабливаться, следовательно, все это отразится на конечном результате – урожайности. В связи с этим встала насущная проблема выращивания сельхозкультур в непредсказуемых негативных погодных условиях. В случае дальнейшего нарастания температур по сценарию глобального потепления погода в ЦЧО и на Юге России будет более засушливой. Выпадающих осадков не будет хватать для растений, так как при повышении температур увеличивается и испарение воды с поверхности. Это будет означать снижение урожайности. В случае глобального похолодания многие культуры снизят урожайность по той причине, что уже им не будет хватать суммы эффективных температур для активной вегетации и формирования высокого урожая. И в том и другом случае наиболее вероятно снижение урожая. Можно предположить, что пик в урожайности сельхозкультур мы или проходим, или уже прошли.

Сейчас видно, что традиционная технология уже не может обеспечивать устойчивость растений к неблагоприятным факторам, они снижают урожайность. Если на Западе, где постоянно чувствуется дыхание Атлантического океана, при теплом стабильном, благоприятном климате урожайность культуры только на 5-10 % зависит от погодноклиматических условий, то построение технологий там идет по принципу удовлетворения потребностей сельхозкультуры. Не случайно значительную часть западных технологий занимают блоки внесения удобрений и средств защиты растений. Но в российских условиях, при неустойчивом неблагоприятном климате, урожайность культуры зависит от погоды на 40-50 %. Построение технологий идет по принципу компенсации негативного влияния погодных условий на выращиваемую культуру. Меняется погода – необходимо менять и саму технологию, ее отдельные агроприемы. Другими словами, необходимо максимально полно использовать периоды благоприятных погодных условий для роста и развития растений, формирования урожая, в то же время защитить, насколько возможно, растения при неблагоприятных условиях.

Пути увеличения адаптивности сельхозкультур к неблагоприятным факторам

Сроки. Конечно, если мы говорим об изменчивости погодных условий, то, разумеется, ничего человек с погодой сделать не сможет. Однако максимально использовать благоприятные погодные периоды в вегетации растений мы в силах. Потому на первое место ставиться скорость и сроки выполнения всех агротехнических операций. При дальнейшем нарастании изменчивости погодных условий выполнение агроприемов в оптимальные сроки приобретает решающее значение. При этом уже недостаточно просто вспахать почву, посеять культуру, опрыснуть посевы. Все нужно делать, когда для этого еще есть благоприятные условия.

Эффективное плодородие. Кроме выполнения агроприемов в оптимальные сроки не менее, а то и более важно состояние почв, их потенциальное и эффективное плодородие. Важно знать: родит урожай земля, а не техника. Прогнозирование урожайности по Каюмову М.К показывает, что по солнечной радиации (ФАР) урожайность в Центральном Черноземье и на Юге России может достичь 120-130 ц/га озимых, 50-55 ц/га подсолнечника, 1200- 1300 ц/га сахарной свеклы. Однако по содержанию влагообеспеченности расчетные урожаи получаются значительно ниже: 70-80 ц/га озимых, 30- 40 ц/га подсолнечника, 700-800 ц/га сахарной свеклы. Реальная же урожайность в хозяйствах намного ниже этих цифр – 40-50 ц/га озимых, 25-30 ц/га подсолнечника, 400-500 ц/га сахарной свеклы. А в засушливых условиях урожай оказывается и того меньше. Тем не менее высокоплодородная земля при прочих равных условиях дает урожай намного больше даже в экстремальных условиях, чем малоплодородная. Увеличение потенциального плодородия можно достичь в результате внесения навоза, минеральных удобрений, известкования почв, гипсования и пр. Это очень дорогостоящие мероприятия, и одномоментно они не могут быть выполнены на больших площадях. Более выгодно повышать эффективное плодородие почвы.

 Как понять, что такое эффективное плодородие? Обычно при исследованиях почв следующие факторы рассматривают отдельно:

 1. Почва

2. Растение.

3. Микробное сообщество.

Корневая зона растений активно заселённая микроорганизмами

Так складывается в голове агрохимиков, постоянно дающих аграриям советы из методик, выработанных в достаточно благополучные последние десятилетия советской власти. Но в природе это все едино и влияет друг на друга. Именно единство почвы, растения и микробного сообщества, их взаимодействие создает то, что мы называем эффективным плодородием почвы, которое напрямую определяет величину урожая. Напрашивается простое решение: для повышения эффективного плодородия нужно нарастить микробиологическую активность почвы и через это влиять как на почву, так и на растение. Кроме того, из-за диспаритетного роста цен на минеральные удобрения, которые опережают рост цен на зерно, приходится искать новые агроприемы и технологии, при которых снижаются дозы применения минеральных удобрений с одновременным повышением эффективности.

Многие советы ученых-агрохимиков, которые аграрии получают после плановых исследований своих полей, невозможно воплотить в жизнь, так как органических удобрений нет и не предвидится, а внедрение в севооборот многолетних трав, восстанавливающих структуру почвы, для кормления крупного рогатого скота бессмысленно из-отсутствия последнего. Но что-то надо делать!

Отличным способом повышения эффективного плодородия почвы является применение сидеральных паров. 

Этот агроприем получается дешевле применения навоза при почти равной эффективности. Но наиболее экономически эффективным является агроприем, который связан с санацией (обработкой) растительных остатков, остающихся после уборки сельхозкультур. В основном это солома зерновых культур, отчасти остатки подсолнечника, пожнивные остатки кукурузы. В последние годы, примерно с 2009 года, в связи с засушливыми условиями разложение пожнивных остатков осенью стало замедленным. В основном процесс разложения переносится на весенне-летний период. При перегнивании органика забирает из почвы микро- и макроэлементы, которые так необходимы растению для быстрого роста и развития. Но это еще не все.

 Перегнивание органических остатков зачастую происходит под действием фузариозных грибов, таких как Fusarium moniliforme, Fusarium solani, Fusarium oxysporum. Положение дел усугубляют такие грибы-токсиканты, как Penicillium spp. и Aspergillus niger, патогенные бактерии Pantoea agglomerans и Pseudomonas syringae. При высоком инфекционном фоне поражаются сосудистая система (фузариозное увядание) и ткани растения (гниль корней, плодов и семян, фузариоз колосьев, початков; др. виды фузариозов). Возбудители долго сохраняются в почве и на растительных остатках в виде мицелия, хламидоспор или перитециев. Болезнь попадает в растения через корневую систему и нижнюю часть стебля. При резкой смене погодных условий (колебания температуры и влажности воздуха и почвы, недостаток почвенного питания и др.), фузариозы быстро развиваются. Этому способствует также переуплотнение почвы, повреждения растений насекомыми и последействие отдельных пестицидов, оказывающее угнетающее действие на культуру. При фузариозных увяданиях поражения и гибель растений происходят из-за резкого нарушения жизненных функций вследствие закупорки сосудов мицелием гриба и выделения им токсических веществ. Фузариозные корневые гнили поражают растения на всех фазах их развития; у хлебных злаков приводят к отмиранию продуктивных стеблей, пустоколосице, щуплости зерна (при раннем заражении – к гибели всходов); у бобовых трав буреют и загнивают корни, разрушаются основание корневой шейки, центральный цилиндр и сосудистые пучки стебля. Фузариоз колоса и зерна хлебных злаков вызывает побеление, затем побурение колосков и образование в них нежизнеспособных зерновок – урожайность культур резко падает.

Причины падения качества пшеницы

В стране ощущается нехватка качественного зерна. Если в урожае 2012 года «тройки» было 49,8 %, то в этом – менее 20 %. Зерно 1-го и 2-го класса, которое когда-то получали на полях России, ушло в область преданий. Как-то незаметно поменяли ГОСТ на зерно для выпечки хлеба – теперь его можно печь хоть из фуражного зерна, применяя разные улучшители. Снижение качества зерна с 2012 года, по мнению ученых-фитопатологов (ВНИИФ), есть результат прямого действия плесневого гриба Fusarium moniliforme – возбудителя трахеомикоза. Это достаточно новая болезнь, так как этот фузарий только после 2008 года перешел к паразитированию на зерновых колосовых. На ранних стадиях развития растений это замедленное отрастание вторичной корневой системы. Его мицелий активно развивается на последних фазах развития растения в основании соломины, и он перекрывает поступление воды в колос и флаговый лист. Мы получаем пожелтение пшеницы на неделю раньше, не налитое, более низкого качество зерно.

Здесь в технологиях получения качественного зерна нужна в первую очередь правильная химическая защита, так как немногие фунгициды и протравители семян «берут» этот патоген, а также необходимость стимулирования разложения пожнивных остатков, где накапливается и сохраняется этот патоген. Логично напрашивается следующий вопрос: если органические остатки так негативно влияют на почву и культуры, то что возможно сделать, чтобы снизить или устранить этот негативный эффект? В некоторых хозяйствах применяют аммиачную селитру в дозе до одного центнера на гектар для ускорения разложения соломы. Действительно, солома разлагается быстрее. Однако это не решает всех проблем. В сухой почве удобрения не работают, аммиачная селитра через 1-1,5 месяца просто разлагается. Но и в сырой почве разложение соломы может пойти под действием грибов-фузариумов. А аммиачная селитра будет только усиливать этот процесс, что приводит к накоплению патогенов в почве. Стоимость такого агроприема – от 1400 рублей на гектар плюс затраты на внесение. Более рационально применение микробиологических препаратов для разложения стерни. При этом главное не скорость разложения, хотя это и немаловажно, а то, что мы не даем размножаться патогенам на соломе. При внесении микробиологических препаратов на пожнивные остатки солома в первую очередь заселяется полезными микроорганизмами, которые не дают размножаться вредоносным бактериям и грибам. Почва выздоравливает.

 Стоимость данного агроприема – от 400 рублей на гектар, что вполне приемлемо. 

С 2013 года по 2017 год в Поворинском районе Воронежской области в ИП Глава КФХ Аверьянов Б.Н. (ранее к/х «Бриг») на площади 147 гектаров проводится производственный опыт по бессменному выращиванию озимой пшеницы. Солома убираемой культуры обрабатывалась препаратами для ее санации (Стимикс Нива А и Б), и затем на этом поле вновь высевалась озимая пшеница. В последующем на поле работали листовыми подкормками в виде растворов минеральных удобрений и ряда биопрепаратов и стимуляторов роста. Урожайность за четыре года возросла и находилась на уровне лучших паровых полей – 50 ц/га, что для этого региона считается высоким урожаем. Без санации растительных остатков и листовых подкормок при обычной технологии такой результат недостижим. Получение здоровой почвы с высокой микробиологической активностью при применении сидеральных паров или санации растительных остатков является залогом получения высоких урожаев последующих культур. При относительно невысоких затратах и получаемом эффекте другой альтернативы данным агроприемам нет.

Листовые подкормки. Получение высоких урожаев невозможно без обеспечения растения полноценным питанием. Еще несколько лет назад при относительно невысокой стоимости удобрений в сравнении с ценами на сельхозпродукцию можно было не задумываясь вносить под пропашные культуры до 500 кг/га сложных удобрений под основную обработку, и под зерновые – до 300 кг/га. Помимо этого практиковалось внесение аммиачной селитры в подкормку весной на озимой пшенице до 2,5 ц/га и под сахарную свеклу перед посевом до 1,5 ц/га. Применялось и поверхностное внесение аммиачной селитры в подкормку в дозе до 1 ц/га на сахарной свекле, кукурузе, а также в фазу кущения у зерновых культур. И это все окупалось. Проблемы начались с 2009 года. Меньшее количество осадков в сравнении с предыдущими годами снизили эффективность удобрений. Кроме того, более высокий темп роста стоимости удобрений в сравнении с сельхозпродукцией свел экономическую эффективность применения удобрений к нулю, а то и к отрицательной рентабельности. Более засушливые условия привели впоследствии к накоплению неперегнивших органических остатков, которые были заселены плесневыми грибами. С 2011 года на полях агрономы стали наблюдать такую картину: например, после подкормки озимой пшеницы аммиачной селитрой посевы сразу же начинали зеленеть, растения активно шли в рост. Но при достижении высоты примерно 40-60 см растения останавливались в росте, нижние и боковые листья становились желтыми, бронзовыми, фиолетовыми, а затем просто отмирали. Подсолнечник при достижении высоты 40 см на несколько дней (7-12) останавливался в росте. Листья у него выглядели как очень старые, бледно-зеленые, маленького размера. Аналогичная картина была и по другим культурам.

В 2013 году на отдельных полях останавливались в росте ячмень и яровая пшеница. Весною 2017 года значительная часть посевов ячменя была слаборазвитой, желто-зеленой по цвету. Лишь в некоторых местах на полях наблюдались «островки» нормально развитых растений с нормальной окраской листьев. Менее выраженной такая картина была практически на всех культурах. Анализ проблемы показал, что основным лимитирующим фактором является корневая система растений. При засушливых условиях, при резкой смене погодных условий, при накоплении в почве неперегнивших органических остатков с заселением их патогенами в почве происходит резкое накопление таких вредных грибов-патогенов, как фузариумы, а также грибов-токсикантов – пеницилумов и аспаргилумов. Кроме того, шло накопление и бактериальных болезней. Все это приводило в комплексе к поражению корневой системы растений, ее отмиранию. Резкое несоответствие корневой системы с листовой наземной массой и приводило к сбросу «лишних» листьев, остановке растений в росте и развитии.

Особенно отчетливо это наблюдалось весной 2018 года на озимой пшенице, когда даже на паровых полях растения не закрывали междурядья и четко просматривались рядки. Применение в данных условиях минеральных удобрений под основную обработку уже не оправдывало себя. Разбрасывание аммиачной селитры по поверхности почвы для подкормки озимой пшеницы, сахарной свеклы, кукурузы без последующих осадков приводило только к потере удобрений. В пересушенной земле аммиачная селитра через некоторое время разлагалась, азот удобрений улетучивался в воздух. Требовалось изменить стратегию внесения удобрений, повысить их эффективность и окупаемость.

 Еще с 2009 года производственники стали наблюдать все более эффективное действие листовых подкормок. Простой анализ показал: если растение в затруднении обеспечить себе питание через корни, то оно успешно может питаться через листья. Более того, включение в схему листовых подкормок иммуномодуляторов (Стимикс Стандарт) привело к синергическому эффекту. Так, на озимой пшенице были получены прибавки урожайности до 11,5 ц/га, на сахарной свекле – до 65 ц/га, на подсолнечнике – до 8 ц/га. С 2012 года во многих хозяйствах отказались от разбрасывания ранней весной аммиачной селитры для подкормки озимых, заменив данный агроприем на опрыскивание растений подкормочно-стимулирующими смесями и биофунгицидами. В результате формируется более сбалансированное соотношение между корневой системой и наземной листовой массой. Это приводит к лучшей устойчивости растений к неблагоприятным погодным условиям и болезням и, как следствие, к прибавке урожайности. В большинстве случаев в последующем в хозяйствах отказывались от фунгицидных обработок.

 Лучший урожай в 85 ц/га на площади 361 га был получен в к/х «Новая Жизнь» (Воронежская область, Анненский район) в 2014 году. В СХА «Хоперский Пионер» в 2013 году по адаптивной технологии была получена урожайность озимой пшеницы в 64,1 ц/га, по схеме, предложенной другой компанией, – 61 ц/га, на контроле – 58 ц/га. В КФХ «Пчелка» (Тамбовская область) с 2012 года был взят курс на замену химических средств защиты на биологические. На люпине, озимой пшенице, сахарной свекле и других культурах применение подкормочно-стимулирующих смесей, биофунгицидов позволило значительно сократить количество фунгицидных обработок, что дало существенную экономию прямых затрат. В 2017 году были проведены производственные опыты в хозяйстве АО «Байчуровское» Поворинского района Воронежской области и в ООО «Дервейс» Богородицкого района Тульской области. В АО «Байчуровское» была получена прибавка урожайности на озимой пшенице в 6,8 ц/га при урожайности на контроле 54,3 ц/га, на опытном участке – 61,1 ц/га. Также в ООО «Дервейс» была получена прибавка урожайности в 11,9 ц/га при урожайности на контроле 21,2 ц/га, на опытном участке – 33,1 ц/га.

Осенью 2017 года в ООО Дервейс Богородицкого района Тульской области применяли препараты для санации растительных остатков

Ключевые принципы построения адаптивной технологии:

 – отказ от тех гербицидов, которые обладают длительным последействием в севообороте;

 – отказ от тех фунгицидов, которые уничтожают полезную микрофлору как на листе, так и в почве;

 – применение подкормочных смесей в наиболее критические фазы развития растений для повышения урожайности;

 – применение препаратов иммуномодулирующего свойства, позволяющих повышать иммунитет и устойчивость растений к неблагоприятным погодным условиям и болезням;

– применение препаратов для санации растительных остатков, а также препаратов для увеличения биологической активности, для улучшения фитопатогенного состояния почв;

– применение препаратов, направленных на разуплотнение почв биологическим путем, наряду с механическим рыхлением;

 – проведение постоянного мониторинга полей с целью оперативной корректировки агроприемов, схем обработок и пр. с учетом меняющихся условий при выращивании сельхозкультур.

 В заключение следует сказать: неопределенности в сельском хозяйстве страны, нестабильность в доходности в сельскохозяйственном производстве, нестабильность, связанная с изменением климата требуют внедрения адаптивных технологий. И чем больше мы теряем времени на внедрение адаптивных технологий, тем дороже нам будет обходиться производство сельскохозяйственной продукции. И если мы и имели «выстреливший» успешный урожай 2017 года, то это скорее не результат мастерства аграриев, не результат действия аграрного руководства страны, властей, а, смеем предположить, очередной дар самого Господа, который играет сейчас на стороне российских аграриев.

Александр Голяндин (директора по развитию компании «Беркана»)

Александр Харченко (председателя агротехнологического
комитета Национальной технологической палаты РФ, руководителя ООО «НПО «Биоцентр» )