В Узбекистане 4 миллиона гектаров возделываемых сельскохозяйственных земель. По миллиону гектаров отведено под пшеницу и хлопок. Остальная площадь занята другими культурами. Все эти земли обрабатываются традиционным способом, который состоит из нескольких механических операций: перед севом почву вспахивают, разрыхляют большие, затем мелкие куски земли.
Первоначально эти процессы положительно влияют на рост растений и получение урожая. Однако в долгосрочной перспективе традиционное земледелие постепенно убивает почву — фундамент продовольственной безопасности.
Проблема сохранения плодородия почв остро стоит во всём мире. Поэтому так важно переходить к почвозащитному земледелию, отмечает национальный координатор Программы малых грантов Глобального экологического фонда (ПМГ ГЭФ) Алексей Волков. В беседе с «Газетой.uz» он рассказал о разнице между традиционным и почвозащитным земледелием, а также о проектах ПМГ ГЭФ, направленных на применение новых методов обработки земли.
Почему традиционная обработка земли губительна для почвы?
Уничтожение почвенной микрофауны. Плодородие почвы напрямую зависит от микроорганизмов, которые в ней живут. На 1 гектар пашни приходится от 4 до 10 тонн живых организмов: бактерий, грибов, насекомых, простейших, червей и других. Для жизни многих из них необходима среда без кислорода. Когда при обработке земли сельскохозяйственная техника переворачивает пласт почвы, в неё попадает кислород. Это буквально убивает сами микроорганизмы и уничтожает среду их обитания.
Фото: ФАО Узбекистан.
«К сожалению, большинство фермеров не задумываются о важности почвенной фауны, в то время как именно она — основа для сохранения почвы и урожая. Именно эти микроорганизмы „делают“ деньги этих фермеров», — отмечает Алексей Волков.
Жатва некоторых злаковых и других культур приходится на лето. После уборки урожая почву, как правило, готовят к севу следующей культуры. Её внутренний слой после вспашки оказывается на поверхности. Большая разница температуры между внешней средой и внутренним слоем почвы негативно влияет на полезные почвенные микроорганизмы, которые погибают на жаре.
Потеря воды. Оголённая вспаханная почва оказывается под солнцем. Это ускоряет испарение естественной влаги. Её дефицит фермеры восполняют за счёт полива. То есть мы берём воду из рек, чтобы полить наши земли, которые ранее сами же иссушили обработкой почвы. Эту воду можно было бы использовать для полива других земель, питания тугайных лесов и даже для пополнения Аральского моря и рек.
Водная и ветровая эрозия почвы. Механическая обработка измельчает почву. Такое изменение структуры приводит к тому, что она легко выдувается ветром. Этот процесс называется ветровой эрозией. Она проявляется учащающимися пыльными бурями, что хорошо знакомо жителям Узбекистана в последнее время. Измельчённая почва также легко смывается поливной водой и уносится потоком в реки.
Пыльная буря на горизонте. Ветер уносит почву с поля. Фото: Алексей Волков.
«На создание одного сантиметра плодородного слоя почвы у микроорганизмов уходит до 150 лет. При традиционном земледелии мы теряем полуторавековой труд микроорганизмов за год», — подчёркивает Алексей Волков.
Следы водной эрозии на поле. Вода снесла почву. Фото: Алексей Волков.
Уборка растительных остатков и потеря органики. После уборки урожая в Узбекистане принято подчистую убирать растительные остатки с поля. Обычно ими кормят скот, забывая, что нужно кормить и землю. После уборки растительных остатков фермеры вспахивают землю, оставляя «голую» почву под палящим солнцем и на ветру, что, как уже отмечалось выше, ведёт к эрозии и иссушению почвы.
Оголённая почва. Фото: Алексей Волков.
Нередко поля поджигают, чтобы убрать все растительные остатки. Огонь ещё больше иссушает почву, дым загрязняет воздух, а земля не получает органику, которую высасывает каждый урожай.
«Фермеры, к сожалению, не понимают биологию почвы и растений. Многим так удобно „почистить“ поле от растительных остатков», — говорит Алексей Волков.
Однако растительные остатки необходимы почве. Во-первых, они укрывают её от солнца, предотвращая чрезмерный нагрев земли и испарение драгоценной влаги. Во-вторых, микроорганизмы, живущие в почве, перерабатывают эти остатки в гумус и питают землю органическим веществом, рассказывает Алексей Волков.
«Фермеры убирают все остатки с поверхности почвы, но корни остаются. И это тоже очень хорошо. Корни — это пища для почвенных микроорганизмов, это органическое вещество. Но одних корней всё равно недостаточно. Нужно очень много органических остатков, потому что каждый урожай — это потери органики, а её нужно восполнять», — отмечает Алексей Волков.
Ежегодные потери гумуса из пахотного слоя составляют около 760 кг/га, говорится в новостном бюллетене ПМГ ГЭФ. Для компенсации этих потерь требуется не менее 50 ц/га сухого органического материала послеуборочных остатков. Однако фермеры отдают предпочтение химическим удобрениям, поскольку растительные остатки идут на корм скоту. Химические же удобрения неэффективны, потому что служат не сохранению плодородия почв, а действуют как энергетическая подпитка для посеянных культур.
Чрезмерный полив. Несмотря на нарастающий дефицит воды, каждый фермер, имеющий доступ к воде, пытается подать на поле как можно больше жидкости. Однако, по словам Волкова, о сохранении влаги в почве не задумывается практически ни один фермер. Это приводит к тому, что другим фермерам воды не хватает.
Промывка поля от солей. Фото: Алексей Волков.
В регионах с высоким уровнем засоления почв фермеры вымывают соли, заливая поля водой. Для этого они используют 3000−6000 кубометров воды в сезон. Однако почва засоляется ещё больше, потому что, во-первых, уровень минерализации воды для полива сельскохозяйственных земель изначально высокий. Во-вторых, чрезмерный полив поднимает уровень подземных вод, в которых также много соли.
После испарения влаги вся поднятая из земли соль остаётся в поверхностном слое почвы, вновь делая её непригодной. Это мотивирует фермеров проводить промывку в следующем сезоне.
«Порочный круг, который никто не может разорвать, хотя этому есть решение», — говорит Алексей Волков.
Отсутствие севооборота. Большинство фермеров не уделяет особого внимания важности севооборота и годами выращивают на одной и той же земле одну-две культуры. Это в том числе связано с плановой экономикой в сельском хозяйстве: дехканам ставят план по выращиванию хлопка и пшеницы. Из-за устоявшейся политики землепользования фермеры не являются полноправными владельцами сельскохозяйственных земель и всегда рискуют потерять свои поля в случае невыполнения требуемого плана по хлопку и пшенице. Это ещё больше снижает мотивацию фермеров в применении севооборота.
Смена культур позволяет почве восстановиться. Если почва из года в год производит пшеницу, хлопок или какую бы то ни было культуру, она тратит микроэлементы, необходимые для роста этого вида, накапливает патогены, которые питаются на этой культуре. Научно обоснованная смена культур позволяет использовать потенциал почвы в полной мере и даёт почве возможность восстановиться. Устойчивое и почвозащитное сельское хозяйство предполагает поочерёдное выращивание культур, работающих на повышение урожайности друг друга.
«Ротация культур также важна, потому что культуры имеют разную корневую систему, — объясняет Алексей Волков. — Одни корни идут вглубь, другие расползаются по сторонам — именно таким образом почва разрыхляется. То есть для разрыхления почвы техника не нужна, нужны правильные растения. Ведь в естественной природе нет тракторов с плугами, а почва плодородная и здоровая. Человек никогда не придумает умнее природы».
Уплотнение почвы. Каждая операция по обработке почвы традиционным методом проводится с помощью сельскохозяйственной техники. Несмотря на разрыхление почвы, под весом тракторов и комбайнов земля, наоборот, уплотняется. Для посева культур почва разрыхляется только на грубом макроуровне. Однако под давлением тяжеловесной сельхозтехники происходит общее уплотнение почвы между частицами, которые образуют каркас почвы.
Сирож Аслонов / УзА.
Уплотнение между почвенными частицами негативно влияет на жизнь микроорганизмов и способность почвы удерживать и пропускать влагу, а также воздух. Эти свойства почвы напрямую влияют на плодородие почвы и урожай. Кроме того, уплотнение почвы требует больших затрат водных ресурсов, потому что плотная почва не умеет держать влагу и требует больше воды.
«Всё это говорит о том, что традиционная обработка почвы приводит к разрушению биологических и физиологических качеств почвы, к засолению и потерям влаги, гумуса, плодородия почв. Это выражается в потере урожайности и денег, что отражается на фермерах и экономике страны, — говорит Алексей Волков. — Выходом может быть только почвозащитное земледелие, при котором техника проходит по полю в пять раз меньше, чем при традиционном возделывании земли».
Что такое почвозащитное земледелие?
Почвозащитное земледелие способствует сохранению влаги, микроорганизмов и росту органики (гумуса) в почве. Оно экономит драгоценную воду, повышает плодородие, а значит обеспечивает продовольственную безопасность, а также сокращает расходы фермеров.
Достигается это за счёт:
постоянного укрытия почвы растительными остатками;
севооборота, способствующего повышению плодородия почвы;
продолжительной нулевой обработки земли.
Нулевая обработка, или нулевой посев подразумевает, что для посева сельхозкультур совершается одна механическая операция вместо пяти.
Сельхозтехника используется лишь для посева культуры. Для этого по полю проезжает специальная сеялка, которая лезвием делает тонкий разрез в почве и закладывает в него семена на требуемую глубину. Почву не беспокоят вспашка и разрыхление, сохраняется вся её микрофауна. Это формирует естественную структуру почвы, сохраняет в ней влагу, бережёт от солнца и ветра, предотвращает ветровую и водную эрозию.
Нулевая сеялка, приобретённая ПМГ ГЭФ в рамках одного из проектов по почвозащитному земледелию. Фото: Алексей Волков.
Важно сохранять растительные остатки на поле и сеять вторую или даже третью культуру в году, чтобы почва всегда была покрыта растениями или мульчей (измельчёнными растительными остатками). Это защитит её от высыхания, перегрева и выдувания. Кроме того, мульчирование почвы сохраняет огромное количество влаги в почве и экономит воду на полив.
Влага, сохранившаяся в почве благодаря мульче, используется растениями в течение вегетационного периода, снижается и потребность в поливе, и расход воды на промывку полей от соли и накопление солей в почве. Мульчирование позволяет уменьшить расход воды на промывку на 2000 м³ в год и сокращает минерализацию в 1,6−4 раза.
Другое важное преимущество мульчирования — подпитка почвы. Растительные остатки добавляют недостающую нашим почвам органику. По словам главного конструктора Янгиюльского научно-исследовательского института механизации сельского хозяйства Мирзаахмата Усарова, тонна соломы даёт почве 170−180 кг гумуса — в два раза больше, чем тонна навоза.
По словам Алексея Волкова, большой недостаток нулевого посева — сорняки. Борьба с ними становится сложнее, но в перспективе нескольких лет даёт свои результаты. Если грамотно управлять растительными остатками и гербицидами, то после нескольких лет непрерывного мульчирования фермерам удаётся существенно подавить сорняки.
Мульча, разрезанная диском нулевой сеялки для посева сельхозкультуры. Фото: Алексей Волков.
Совокупные преимущества почвозащитного земледелия улучшают химическое, физическое и биологическое состояние почвы, снижают расходы воды и негативное влияние на экологию. Но самое интересное, что нулевая обработка почвы существенно сокращает расходы фермеров на топливо, технику, трудовые ресурсы, а также их время. Отказ от традиционных методов возделывания земли экономит примерно две недели предпосевных работ, что позволяет улучшить урожайность второй культуры в год.
«На обработку земли для каждой культуры тратится 10−15 дней, — рассказывает Алексей Волков. — При „нуле“ отказ от двух обработок добавляет практически 30 дней ко времени поспевания культуры: она получает большее количество плюсовых температур, времени на вызревание. Получается, культуру можно или собрать раньше, или она получится сильнее и жирнее. Допустим, пшеница у нас озимая. Её сеют осенью, под зиму, а в июне уже собирают. Если за счёт нулевого посева собирать пшеницу в первой половине июня, а потом сеять другую культуру и не тратить ещё две недели на обработку, вторая культура получает больше времени и даёт больше урожая».
По словам Волкова, в Узбекистане после пшеницы нередко сеют кукурузу. За счёт потерь времени на обработку земли вторая культура иногда не успевает созреть. Нулевой же посев даёт культурам до месяца дополнительного времени.
«Конечно, два урожая не гарантированы, это зависит от культуры. Но при нуле шансов собрать больше урожая гораздо больше, чем при традиционной обработке», — говорит Алексей Волков.
Среди других преимуществ Алексей Волков называет независимость фермеров от осадков на богарных землях.
Богарные земли в Китабском районе Кашкадарьинской области.
«На таких землях можно сеять только тогда, когда почва получит определённое количество осадков. Фермеры не могут начать обрабатывать землю, затягивают посевные работы до поздних сроков — октябрь, ноябрь, иногда декабрь. Очень часто они не успевают, потому что осадков может выпасть сразу много, и уже ничего не сделаешь с этой землёй. Фермеры богарных земель очень сильно зависят от погоды и осадков. При нуле им не нужно ничего ждать. Они могут в любой момент посеять культуру. Как только пройдут первые осадки, семена начнут прорастать. Сроки созревания культуры уже совсем другие. И урожайность будет больше, потому что растения получат больше влаги, больше времени для роста, больше сил наберутся. На богарных землях использование нулевой обработки особенно экономически выгодно».
Что касается орошаемых земель, то они в принципе не зависят от осадков, объясняет Алексей Волков. Их можно полить в любой момент, поэтому и обрабатывать можно в любой момент — главное посеять в срок.
«Но экономия воды на полив очень важна в наших условиях. Чем больше сэкономишь на поливе, тем больше воды будет доступно для полива других земель. Получится оросить больше земель и получить больше урожая».
Что мешает перейти к нулевой обработке земли?
Главный барьер на пути к переходу от традиционного к почвозащитному земледелию — это тысячелетние традиции возделывания земли, от которых придётся отказаться. Чтобы переход был успешным, фермеры, учёные и политики должны поверить, что обрабатывать землю могут не трактора с плугами, а корни растений, почвенные организмы, циклы замерзание и оттаивание почвенных слоёв — все должны поверить, что природа справится сама. Ей нужно только помочь.
Фото: Хотам Мамадалиев / УзА.
«Чтобы поверить в нулевую обработку, достаточно взглянуть на рыхлую почву на краю полей, где никогда не было вспашки. Как бурно здесь растут дикие растения! Если посеять здесь хлопок, он хорошо разрастётся, — сравните с хлопком на поле, подвергнутом вспашке», — отмечают специалисты НИИ механизации сельского хозяйства.
Другой барьер — ограниченный доступ фермеров к технике. Как правило, её в первую очередь выделяют для сева стратегических культур — пшеницы и хлопка. Много времени тратится на обработку земли. Иногда фермеры запаздывают с посевом, потому что им не хватает техники на все операции и на все земли. Поздний посев «крадёт» время для созревания культуры, а значит фермеры недополучат выгоду от своей работы. При нулевом посеве эта проблема нивелируется.
Плановая экономика в сельском хозяйстве подразумевает, что фермеры, выращивающие стратегические культуры, получают больше административной поддержки. Однако поддержка нужна и «нулю» — это вопрос продовольственной безопасности, подчёркивает Алексей Волков.
Сорняки
При традиционном возделывании земли фермеры физически уничтожают сорняки в ходе обработки полей сельхозтехникой. При нулевой обработке это невозможно, поэтому «фермерам нужно по имени знать каждый сорняк и подходящие конкретно для каждого сорняка гербициды», говорит Алексей Волков.
«„Гербицид“ звучит неэкологично. Но тут нужно понимать, что сорняки могут даже повышать плодородие почвы. Это такая же органика. Правильное управление сорняками при помощи грамотного использования гербицидов уничтожит сорняки, не даст им расти, но добавит всю биомассу в тарелку почвенной микрофауны, которая преобразует эти растения в гумус», — отмечает Алексей Волков.
По его словам, некоторые фермеры предпочитают даже игнорировать сорняки. Благодаря полному покрытию почвы мульчёй, они полностью исчезают или перестают быть проблемой уже через три года.
«Под мульчёй нет света, температура ниже, чем на поверхности, и семена сорняков просто не могут прорасти, — пояснил Алексей Волков. — Выходит, что ранней весной перед посевом, когда сорняки должны уже взойти, их нет, потому что молодое поколение задушено. Как только температура, свет и влага позволяют посеять культуру, сеешь. И она берёт верх над сорняками, просто потому что её больше — это конкуренция».
Болезни
Различные заболевания растений несут большую угрозу для урожая при любом методе обработки. При традиционном возделывании в условиях отсутствия севооборота в почве накапливаются вредные микроорганизмы, патогены, которые приспосабливаются к одной культуре. Они несут угрозу для будущих урожаев, если с ними не бороться химическими препаратами.
При нулевой обработке болезни могут оставаться в растительных остатках и перейти от не полностью разложившихся остатков на прорастающие растения.
Однако этого можно избежать внедрением севооборота — условия, необходимого при «нуле» в любом случае. Севооборот помогает бороться с болезнями, потому что корневые выделения разных растений формируют разные сообщества микроорганизмов и почвенных обитателей. Они не позволяют вредным патогенам накапливаться в почве в критических объёмах.
Внедрение нулевого посева в Узбекистане
ПМГ ГЭФ софинансировала ряд проектов по внедрению почвозащитного земледелия в Каракалпакстане, Бухарской, Джизакской, Ташкентской, Наманганской и Ферганской областях.
Один из этих проектов был реализован на богарных землях Галляаральской научно-опытной станции НИИ зерна и зернобобовых культур. Земли здесь крайне засушливые, пригодные для выращивания только неорошаемых культур.
Для проекта в 2019 году ПМГ ГЭФ купила институту две сеялки нулевого посева бразильского производства стоимостью 25 тысяч долларов каждая. Экономический анализ проекта показал, что если перевести объём затрат на покупку техники на 1 га обработанной площади, то расходы составляют лишь 86 тысяч сумов на гектар в год.
Соя, посаженная нулевым методом, на богарных землях Галляральской научно-опытной станции НИИ зерна и зернобобовых культур.
По сравнению с традиционной обработкой земли нулевой посев позволил снизить затраты на рабочую силу, ГСМ и технические средства на 30−40%, повысить урожайность пшеницы на 25% и чистую прибыль — на 50%.
Алексей Волков предупреждает, что в первые годы применения нулевого посева урожайность культур может быть несколько ниже, поскольку почве требуется время на восстановление.
«Почва должна стать здоровой, начать жить, должны появиться микроорганизмы, она должна стать „рыхлой“, — объясняет он. — При традиционной обработке рыхлой её делает борона и чизель (специальные тракторные агрегаты — ред.). При нулевом посеве земля становится такой благодаря мульчированию и работе микроорганизмов, червям, гниению, восстановлению биологических связей в почве. Чем живее почва, тем она больше похожа на губку. В среднем на это требуется пять лет».
Вместе с некоторым снижением урожайности вырастет рентабельность, продолжает Алексей Волков. При «нуле» фермерам не требуется арендовать технику на несколько операций по обработке полей, не требуется оплата рабочей силы, сокращаются расходы на топливо.
Кроме того, затраты на приобретение «нулевой техники» можно снизить, если наладить производство оборудования в Узбекистане. Разработкой такой техники в стране уже 90 лет занимается НИИ механизации сельского хозяйства в Янгиюльском районе Ташкентской области. Работники института изобретают новые технологии и оборудование для механизации различных сельхозпроцессов, а также адаптируют импортную технику к местным условиям.
С развалом Советского Союза НИИ лишился нескольких цехов и завода и остался лишь с мастерскими, где изготавливает различные агрегаты, используя минимальный набор инструментов. Институт содержится на средства Министерства сельского хозяйства, однако финансирование покрывает лишь зарплаты исключительно научных сотрудников, которые составляют половину штата НИИ.
Основные расходы института покрываются за счёт доходов пяти областных мелиоративных центров — организаций, которые сдают в аренду фермерам сельскохозяйственную технику. На научную и исследовательскую деятельность у научно-исследовательского института денег нет. Поэтому организация обратилась в ПМГ ГЭФ с просьбой закупить оборудование, которое позволит изобретать технику в том числе для нулевой обработки земли.
Доставка оборудования, приобретённого ПМГ ГЭФ для изобретения в НИИ механизации сельскохозяйственной техники для почвозащитного земледелия. Фото: Telegram-канал ПМГ ГЭФ.
Это также увеличит внебюджетные доходы НИИ, которые можно будет направить в науку, отметил учёный-секретарь института Абдурасулий Ибрагимов. По его словам, Минсельхоз не особо финансирует новые разработки и исследования. Их реализация возможна только на грантовые средства, которые разыгрывают Мининновации и международные организации, в числе которых и ПМГ ГЭФ.
«Руководство страны задумалось о водосбережении, поэтому очень важно переходить на почвозащитное земледелие, думать, чего хочет почва, чего хотят выращиваемые культуры», — объясняет Алексей Волков.
Нулевая сеялка в НИИ механизации.
Для перехода к нулевой обработке необходимо скрупулёзное планирование. Чтобы избежать шока, ПМГ ГЭФ рекомендует подойти к переменам пошагово (инструкция). Кроме того, радикальная смена методов обработки земли требует изучения: нужно научиться управлять пожниточными остатками, севооборотом, правильно бороться с сорняками, говорит Алексей Волков.
«Несмотря на все трудности, переход необходим, его нужно начинать, потому что в конечном счёте переориентировка выльется для страны в сохранение кубических километров воды, повысит плодородие почв и принесёт много денег. Посчитать это непросто, но вполне реально», — отмечает Алексей Волков.
