Реализовать биоклиматический потенциал

Вся новейшая история развития земледелия на Северо-Западе РФ представляет собой совершенствование совокупности приёмов возделывания отдельных культур, обеспечивающих их максимальную адаптацию к почвенно-климатическим факторам. Несколько обостряло проблему введение в структуру посевных площадей более ценных культур южных регионов: люпинов, кукурузы, люцерны и др. Поэтому столь значимой является проблема адаптации отрасли к отмечаемым в последние два десятилетия климатическим изменениям.

Потенциал варьирует по годам

Среднегодовое повышение температуры в пределах 0,01-0,02^оС, с одной стороны, является важным и весьма желательным фактором повышения биоклиматического потенциала региона. С другой стороны, такие изменения, сопровождающиеся увеличением риска проявления особенно неблагоприятных явлений (раннелетних засух – в 2 раза, экстремальных температурных перепадов – в 1,3 раза; частоты зимних оттепелей – в 1,4 раза), требуют от земледельческой науки и практики адекватных мер.

Биоклиматический потенциал как показатель потенциальной биологической продуктивности определённой территории представляет собой сравнительную оценку агроклиматических ресурсов относительно крайней северной территории массового полевого земледелия (∑t_ак  – 1000^оС). В Ленинградской области его средние многолетние показатели варьируют по агроклиматическим районам от 1,4-1,6 на северо-востоке до 1,7-1,9 – на юго-западе, а климатически обеспеченная продуктивность находится в пределах 4,1-4,6 и 4,9-5,5 т/га для зерновых и 32-37 и 39-44 т/га – для картофеля соответственно. При оптимальном же минеральном питании и средних параметрах тепло- и влагообеспеченности потенциальная урожайность зерновых может достигнуть 10,5-11,7 т/га. Однако варьирование биоклиматического потенциала по годам может достигать существенно больших величин от 1,0-1,3 до 2,1-2,3 балла. Поэтому оценка последствий климатических изменений не должна строиться на анализе только одних средних характеристик, в целом имеющих для товарного земледелия региона в ближней и среднесрочной перспективе положительную динамику.

Что лучше – влага или засуха, прохлада или тепло

Анализ тридцати лет наблюдений в агроэкологическом стационаре Меньковского филиала АФИ (1982-2012 гг.) показал, что максимальная продуктивность приходится на годы с близкими к средним многолетним параметрами тепло-влагообеспеченности вегетационного периода, с небольшим отклонением в засушливую сторону. Доля таких лет за период наблюдений составила около 40%. Однако средние за вегетационный период агроклиматические характеристики не всегда оказывали решающее влияние на продуктивность полевых культур. Так в каждом пятом условно благоприятном по средним показателям прихода тепла и влаги году урожайность картофеля, многолетних трав, яровых и озимых зерновых сокращалась на 17-24% за счёт проявления т.н. «волн холода» в виде 2-4 недельного периода пониженных на 3-6^оС температур.

Между избыточно влажными и засушливыми годами фиксируется практически статистическое равновесие, хотя причины потерь урожая в них разные. В засушливые тёплые годы в среднем на 20% снижалась биологическая продуктивность зерновых и картофеля. Особенно чувствительными к весьма вероятной поздневесенней-раннелетней засухе (в разной степени проявляется в 8 годах из 10) оказались ячмень и многолетние злаковые травы. В избыточно влажные тёплые годы на фоне высокой биологической продуктивности резко возрастали потери при уборке урожая зерновых и картофеля. Наиболее тяжёлые последствия отмечались на фоне переувлажненных и прохладных погодных условий вегетации, когда продуктивность культур даже на фоне высокого уровня культуры земледелия снижалась уже по комплексу причин на 20-50%. В такие годы средняя продуктивность овощных культур открытого грунта в производственных экспериментах снижалась с 38-56 до 22-27 т/га, а установленные потери урожая при уборке достигали 21-33%.

О факторах интенсификации

Сравнительная оценка с использованием факторного анализа показала, что вклад отдельных факторов (без учёта их взаимодействия) в продуктивность культур 7-8-польных полевых севооборотов существенно изменяется по мере развития производственной базы земледелия (см. табл.).

Так вклад исходного слабоокультуренного состояния плодородия почвы в продуктивность полевого севооборота (2,2 т/га з.ед) оказался в 1,6 раза ниже, чем хорошо окультуренного (3,4 т/га з.ед). Напротив, влияние погодно-климатических условий на слабоокультуренном почвенном фоне было в 1,3 раза выше.

Роль основных факторов интенсификации (удобрений, сортосмены, защиты растений) постепенно возрастала и при формировании среднегодового урожая в 4,9 т/га з.ед. в третьей ротации полевого севооборота увеличилась в 1,5-2,8 раза. При этом закономерно в 1,5-1,8 раза сократился вклад исходного плодородия, погодно-климатических условий и обработки почвы. Во втором севообороте на фоне ухудшения фитосанитарной обстановки к четвёртой ротации большую роль играли мероприятия по защите растений от сорняков, вредителей и возбудителей заболеваний. Вероятной причиной этого стало близкое расположение полей севооборота (в пределах одного контура площадью 5 га) в агроэкологическом стационаре, способствовавшее сохранению численности ряда вредоносных объектов.

Виноват не климат, а технологии

Эти данные убедительно подтверждают мнение, что основная причина недостаточной продуктивности регионального земледелия не в низком БКП, а в критически слабой его производственной реализации, достигающей по областям Северо-Запада лишь 12-30% от потенциальных возмож ностей. Это находит подтверждение как в статистических данных деятельности сельскохозяйственных предприятий Ленинградской области, так и в результатах наших многолетних экспериментов. Если средний уровень реализации БКП урожаем зерновых по Ленинградской области составляет в последние годы 23-26%, то в лучших хозяйствах («Красная Балтика», «Рабитицы», «Рапти») достигает 38-45%. При достижении Европейского технологического уровня реализации БКП урожайность яровых и озимых зерновых в Ленинградской области может достигнуть 7 и 8,5 т/га соответственно. Подтверждая эту точку зрения, результаты экспериментов показывают, что основными элементами адаптации к изменчивым погодным условиям на региональном уровне выступают технологическая диверсификация, оптимизация структуры посевных площадей, водного и питательного режима почвы.

Структура посевов – ключ в адаптации

Особенно ярко значение обоснованной структуры посевных площадей проявилось в погодно-климатических условиях 2015 года. В прошедшем полевом сезоне погода преподнесла земледельцам два «подарка» в виде весьма обычной поздневесенней засухи и необычно долгой (на протяжении всего июня) волны холода. Отрицательные издержки последней могли быть более тяжёлыми, если бы она сопровождалось характерными для этого явления заморозками.

В затруднительном положении оказались хозяйства, опирающиеся в заготовке кормов исключительно на средне- и позднеспелые многолетние травосмеси (таких в структуре подавляющее большинство), не создавшие запаса удобрений для второй и третьей подкормки трав. Из-за недостатка влаги их первый укос не оправдал надежд кормозаготовителей, а в отсутствие подкормки и недостатка тепла для деятельности микроорганизмов в почве продуктивность во втором укосе была также скудной. На «коне» в этой ситуации оказались хозяйства, формирующие полноценный сырьевой конвейер, начинающие заготовку кормов в первых числах июня с уборки на силос или сенаж озимых злаково-бобовых смесей (обычно викоржаных) и раннеспелых злаковых травосмесей на основе ежи сборной. В отсутствие заморозков в таких хозяйствах даже кукуруза вполне удовлетворительно перенесла погодные неурядицы.

Сейте озимые

Такие погодные условия ещё раз укрепили наше мнение в необоснованности отказа от посева озимых зерновых культур в связи с наличием определённых рисков при их перезимовке. Имея в среднем вдвое превосходящий по продолжительности период активного потребления элементов питания, в этом году они обеспечили, по сути, рекордный разрыв в продуктивности с яровыми зерновыми культурами. В сходных почвенно-агрохимических условиях полевых экспериментов Меньковского филиала АФИ урожайность озимых варьировала от 4,5-6,5 т/га у более скороспелой пшеницы до 6,3-8,4 т/га – у отличающейся более продолжительной вегетацией ржи. При этом яровые зерновые в лучших вариантах с трудом достигали продуктивности в 4-5 т/га. Особенно пострадали культуры и сорта с коротким периодом активного потребления питательных веществ, совпавшим с неблагоприятными погодно-климатическими условиями, урожайность зерна у которых не превышала 2,5-3 т/га. И это коснулось не только ячменя или пшеницы, но и целого ряда других не зерновых яровых культур.

Мелиорации и окультуриванию почвы нет альтернатив

Проведение нормированных с учётом потребностей культур поливов в одном из экспериментов в звене овощного севооборота «свёкла столовая – морковь – однолетние травы – репа» позволило увеличить урожайность корнеплодов на 24-52 т/га на хорошо окультуренных почвах и на 8-28 т/га – на слабо окультуренных дерново-подзолистых почвах. На фоне критично засушливых условий середины вегетации 2010 года два полива (40 м³/га) капусты белокочанной обеспечили повышение её продуктивности с 25 до 52 т/га (на 108%) без удобрений и с 38-52 до 105-114 т/га (на 118-180%) – на фоне удобрений.

При этом важнейшую роль в повышении устойчивости культур к засухе играет уровень окультуренности почвы и её обеспеченности обменными соединениями калия. Даже на фоне применения минеральных удобрений в остро засушливых условиях продуктивность отдельных овощных культур на слабоокультуренной почве достигла лишь 8-28 т/га, а на хорошо окультуренной почве – 24-88 т/га столовых корнеплодов. Продуктивность овощного севооборота возросла при комплексном окультуривании почвы в 2,4 раза (с 2,3 до 5,7 т/га з.ед.) в засушливых условиях и в 1,7 раза (с 5,0 до 8,7 т/га з.ед.) – на фоне оптимального увлажнения почвы.

Разработанный нами для контрастных и сложных структур почвенного покрова новый вид химической мелиорации – точное окультуривание позволил сформировать в одном из экспериментов модельное эффективное плодородие почвы, снизив его пространственную дифференциацию в 1,5-3,9 раза, повысить продуктивность капусты в условиях засухи на 111% к неудобренной почве и на 39% – к удобренной навозом (60 т/га) и минеральными удобрениями, добиться двойного превосходства в окупаемости удобрений.

Калий против засухи и нитратов

Определённые преимущества в преодолении погодного диссонанса создают калийные удобрения. Это особенно важно учитывать потому, что длительный вынужденный отказ от их использования в Ленинградской области уже привёл к выраженному истощению почвы его подвижными соединениями. В целом, как и другие виды удобрений, калийные эффективнее при оптимальной влажности почвы. Однако их роль в повышении устойчивости к засухе первостепенна. Фактическая окупаемость калия из этих удобрений даже в засушливых условиях на овощных культурах достигает 6-17 кг з.ед., а при поливах – 25-30 кг з.ед. на 1 кг К₂О. Высока их роль и в формировании требуемых качественных характеристик продукции, в первую очередь, по содержанию сахаров и их производных в овощах и кормах. Именно недооценка роли калийных удобрений в производственных условиях области – самая часто встречающаяся причина неполноценности кормов по содержанию простых сахаров и сверхнормативных потерь овощной продукции при хранении.

Хлорсодержащие виды калийных удобрений выступают одним из реальных рычагов управления потреблением нитратов корнеплодными овощами. В прошедшем сезоне из-за специфики погоды оптимальные условия для минерализации органического вещества в почве и нитрификации наступили не в мае-июне как обычно, а лишь в июле-августе. Это привело к существенному росту накопления нитратов в овощной продукции (столовых корнеплодах) в большей мере там, где весной пренебрегли применением хлористого калия или калийной соли.

Метеозависимость надо снижать

Таким образом, Ленинградская область обладает весьма значительным, но недостаточно реализованным в товарном земледелии биоклиматическим потенциалом. Особенности ее погодно-климатических условий, связанные с неравномерным распределением во времени и пространстве ресурсов тепла и влаги играют важную, но не определяющую роль в эффективности отрасли. Механизм адаптации систем земледелия к климатическим изменениям должен формироваться отдельными интегрирующими приёмами в его базовых звеньях, таких как система землеустройства и севооборотов, мелиорации, удобрения, тогда как к погодным аномалиям должны легко адаптироваться системы обработки почвы, защиты растений, регулирования питания, технологического обеспечения и др. Окультуривание пахотных почв и оптимизация комплекса агрофизических и агрохимических свойств в условиях региона выступает одним из главных факторов снижения метеозависимости земледельческой отрасли с 19-24 до 13-14%.

СХВ