Из-за происходящих изменений климата ученые все больше обращают внимание на развитие арктических территорий. И не случайно. С давних пор в этих экстремальных условиях активно выращивали картофель и прочие овощи, а в теплицах во времена СССР и постсоветского пространства даже тюльпаны к 8 марта. Есть ли перспективы для сельского хозяйства в арктической зоне будущего, рассказал и. о. заведующего кафедрой прикладной экологии СПбГУ, профессор РАН, член консорциума Научный центр мирового уровня «Агротехнологии будущего» профессор Евгений Абакумов.
И. о. заведующего кафедрой прикладной экологии СПбГУ, профессор РАН, член консорциума Научный центр мирового уровня «Агротехнологии будущего» профессор Евгений Абакумов
Огороды для души
— Сельское хозяйство в Арктике для непосвященных звучит как некое откровение. Какими направлениями представлен аграрный сектор в северных регионах России?
— На самом деле, сельское хозяйство на Севере развивалось довольно интенсивно, особенно во времена СССР. Если брать растениеводство, то упор шел на локальное овощеводство, в основном закрытого грунта. Хотя, например, в Салехарде или городах Якутии есть овощеводство как закрытого, так и открытого грунта. Выращивают картофель, томаты в теплицах, огурцы, зелень. Также зерновые на фураж для скота. В Салехарде были коровники, активно развивалось молочное животноводство. В СССР делали упор на обеспечение детей северных регионов (так же, как и других) свежим, не порошковым молоком. И потому даже на Севере держали коров, создавали фермы. До сих пор в Салехарде остался заброшенный большой коровник, который ранее обеспечивал население не только свежим молоком, но и органическими удобрениями, необходимыми в условиях тундры. На Шпицбергене была небольшая свиноферма. Но все же на сегодняшний день в поселениях северных районов животноводство практически полностью исчезло, осталось в среднем не больше двух-трех коров на деревню (исключение — некоторые деревни Красноселькупского района ЯНАО). Поэтому проблема с удобрением сельскохозяйственных почв стоит сейчас очень остро.
— Можно говорить об аграрном секторе в промышленных масштабах хотя бы в части растениеводства?
— Наверное, нет. В основном местные жители разбивают огороды, обрабатывают приусадебные участки, ставят теплицы.
Мы проводили исследование, и, согласно полученным данным, в начале 1990-х годов только в Салехарде насчитывалось больше сотни огородов. Около тысячи приусадебных участков возделывалось в Пуровском, Красноселькупском, Шурышкарском и Надымском районах ЯНАО. На сегодняшний день, согласно данным департамента агропромышленного комплекса ЯНАО, суммарная площадь продуктивных агроценозов составляет всего лишь около 4,8 % от общей площади региона. Больше всего развиты земледельческие практики в Шурышкарском и Красноселькупском районах: в населенных пунктах (особенно по Большой Оби) огороды есть практически у всех жителей. Но нужно понимать, что разведение огородов — это не про рентабельность. Здесь дело в другом.
— А именно?
— Возьмем Надым — город в Ямало-Ненецком автономном округе России. Там есть необходимая инфраструктура, но внешне это однообразное поле бетонных пятиэтажек, окруженных тундрой. Не самое веселое зрелище. И сейчас там активно развивается огородничество, причем для жителей не столь важно, вырастет там что-то или нет, хотя все надеются на какой-то урожай. Для них в первую очередь это зона рекреации, отдушина. Необходимость такого занятия именно в этом плане прекрасно понимают в Канаде, где развивают огородничество в северных районах страны и даже субсидируют его с подачи властей. Это невыгодно, на этом не заработаешь и особо не сэкономишь, но люди заняты землей, что-то выращивают, могут сорвать свежий плод прямо с куста и съесть его. А кто-то разбивает клумбы, пытаясь разнообразить довольно серый облик города. В основном в северных районах все выращивают продукцию для личных нужд, не на продажу. Например, Салехардская епархия выращивала картошку для своих нужд, у них несколько лет назад было свое поле. Но есть, конечно, и другая история. Раньше в Ненецком округе, чья территория, за исключением юго-западной части, находится за полярным кругом, выращивали в промышленных масштабах капусту в теплицах. Сейчас переключились больше на огурцы, томаты и зелень — укроп, петрушку, салат, щавель, мелиссу, мяту, сельдерей, базилик, кинзу и редис. Под огурцы выделено 2,2 тыс. кв. м площади теплиц одного из крупных комплексов. Это позволяет собирать за год до 70 тонн и закрывать потребности региона на треть. Но около 70 % огурцов на прилавках магазинов все равно привозные.
СПРАВКА
Санкт-Петербургский государственный университет с 2015 года проводит серию комплексных научных проектов по изучению агропочв, анализу метаданных об их состоянии и динамике, выявлению трендов эволюции залежных почв и почв в состоянии активного сельскохозяйственного использования в зоне многолетней мерзлоты, комплексной оценке процессов деградации и проградации в рамках проектов «Микробиом залежных почв агроэкосистем Ямало-Ненецкого автономного округа: разнообразие, свойства, таксономия» (РФФИ-ЯНАО № 19–416890002) и «Урбанизированные экосистемы арктического пояса Российской Федерации: динамика, состояние и устойчивое развитие» (Pure СПбГУ ID: 11752931). ГАУ ЯНАО «Научный центр изучения Арктики» с 2018 года принимает активное участие в данных исследованиях на территории Приуральского, Шурышкарского, Ямальского, Красноселькупского и Надымского районов ЯНАО. С октября 2020 года по результатам федерального конкурса проектов Санкт-Петербургский государственный университет (группа Е. Абакумова) вошел в состав Научного центра мирового уровня «Агротехнологии будущего» по приоритетному направлению «Высокопродуктивное и экологически чистое агро- и аквахозяйство, создание безопасных, качественных и функциональных продуктов питания».
Увезу тебя я в тундру
— Пока складывается не особо радужная картина для перспективы развития сельского хозяйства в Арктике. Действительно ли туда придется переселяться?
— Я этого не говорил. Предсказания изменения климата — дело неблагодарное и неточное. Но пока то, что фиксируют ученые, свидетельствует о том, что к Арктической зоне стоит присмотреться внимательнее. Да, скорее всего, не всем туда придется переселяться, но сельхозпредприятиям, например, с южных регионов, вполне возможно. Может, не в тундру, а в северную тайгу, которая граничит с тундрой.
— А что не так с южными регионами?
— Условия жизни Краснодарского края завязаны на ледниках — полярной экосистеме Эльбруса, откуда берет начало главная водная артерия региона — Кубань. Эльбрусские ледники, например, Терскол, где мы тоже работаем, тают, деградируют, влагозапасы снижаются. Значит, есть риски для обводненности территории и более того — есть риски климатические. Охлаждающая способность ледников снижается, регион будет нагреваться, вся экосистема будет меняться. На месте исчезнувших ледников уже сейчас образуются новые почвы, формируются новые пастбища, на которые животноводы Кабардино-Балкарии начали загонять овец. Идет вертикальная экспансия, как в Арктике — горизонтальная.
— Климат меняется для всех регионов, значит, чем жарче на юге, тем комфортнее будет становиться на севере? И перспективы для сельского хозяйства начнут расти именно благодаря климатическим изменениям?
— Не совсем так. Да, есть такая позиция, что в северных регионах со временем станет тепла и влаги много, все будет расти, как на дрожжах. Ничего подобного. Там может быть очень засушливое лето, воды в северных регионах много в другое время года, когда она особо не нужна. И эти моменты будут усиливаться с изменением общих погодных условий. Не исключено, что даже придется заниматься орошением. Уже сейчас на севере заметны погодные изменения. На Ямале в последние десять лет отмечаются очень жаркие летние периоды, идет оттаивание вечной мерзлоты. Это не всегда хорошо, почва проседает вниз. Рельеф поля из ровного превращается в мелкохолмистый, который хуже подходит для ведения сельского хозяйства. Особенно большая беда с этим в Якутии. И тем не менее перспективы по освоению арктических земель огромные. Главное, правильно к этому подойти. Создаются цифровые карты почвенного покрова мониторинговых площадок агроэкосистем центральной части Ямало-Ненецкого автономного округа. С помощью методов машинного обучения проведено моделирование пространственной динамики свойств почв, что будет применяться для повышения эффективности использования почвенных ресурсов в условиях Крайнего Севера.
— Как прогнозировать рельеф и потенциал почвы, если все меняется?
— Это тоже можно моделировать. Для этого нужно проводить на базовых площадках мониторинг и корректировать модель в зависимости от меняющихся условий. И делать это нужно обязательно. В целом Комитет по аграрным вопросам Государственной Думы уже давно говорит о том, что нам необходимо оценить состояние целинных земель и тех, которые перешли в залежь (оказались заброшены — прим. автора) после СССР. Возьмем Ямал, где полно заброшенных полей. Фермер взял возле Надыма поле, распахал его и выращивает картошку без проведения агрохимического анализа почвы и прочих научных изысканий. Как говорится, что вырастет, то вырастет. Но необходимо провести в рамках государства ревизию этих земель, сделать паспорта с указанием содержания гумуса, азота, калия, фосфора реакции среды и пр. И тогда туда уже можно заводить готовые и перспективные инвестпроекты. Этот проект планируется реализовать во всех регионах России. Важно, чтобы не забыли тундру.
КСТАТИ
За рубежом полярное земледелие развивается в Норвегии (области Финнмарк, Тромсё), Швеции (Норботтен), Финляндии (Лаппи). Там выращивают в основном кормовые культуры (травы, корнеплоды), а также картофель, овощи (капусту, морковь).
От картошки до агротуризма
— Что в будущем начнут выращивать на Севере?
— По-прежнему перспективным остается картофелеводство, будут развиваться тепличные хозяйства для снабжения жителей местной продукцией. Раньше цены на овощи в магазинах очень кусались. После строительства асфальтированной дороги Надым – Салехард стало проще со снабжением, зашли сети. Сейчас диспаритет цен по отношению к другим регионам не так велик. Но, опять же, не во всех населенных пунктах так, поэтому местная продукция сильно выручает. К сожалению, в ходе своих исследований мы пришли к выводу, что наработанная система полярного земледелия с советских времен оказалась утрачена: отмечается несоблюдение технологий выращивания сельскохозяйственных растений и обработки почв. Так что пока необходимо снова выйти на уровень 1961–1974 годов хотя бы при выращивании картофеля.
— Агротуризм возможен?
— На Ямале даже простой туризм пока в зачаточном состоянии. Никто не возит гостей познакомиться с местными тактиками озеленения, хотя в прошлом году мы со студентами Санкт-Петербургского государственного университета два дня изучали практики озеленения в Салехарде в рамках летней полевой практики. Да и не поедут, наверное, на огороды. Хотя очень интересно увидеть своими глазами, как за полярным кругом выращивают картошку, и посмотреть на слой мерзлоты в огородной почве на глубине 30–60 см.
— Давняя проблема в агросекторе — кадры. Поедут ли в Арктику специалисты? И как сейчас обстоит ситуация?
— Да, это сложный вопрос. Сельское население, которое с советских времен активно занималось огородничеством, стареет, а молодежь выращивать овощи не стремится, многие уезжают в город. Лишь небольшой процент местных жителей, которые живут в деревнях, продолжает выращивать сельскохозяйственную продукцию на огородах. Но для развития сельского хозяйства на современном уровне там необходимы квалифицированные кадры. К сожалению, пока что очень маленький процент выпускников аграрных вузов готов отправиться покорять полярную целину. Но все же нам неизбежно придется задуматься об этом. Время меняется, климат тоже, нужно быть готовыми к этим переменам.
В ЭТО ВРЕМЯ
Сити-фермы в Арктике
Выращивать овощи и зелень в северных регионах весьма непросто. На помощь должны прийти вертикальные теплицы или сити-фермы. Группа ученых, входящих в Научный центр мирового уровня «Агротехнологии будущего», разработала технологии светокультуры (световые рецепты) для автономного модульного мобильного выращивания основных салатно-зеленных растений в системе интенсивного культивирования для размещения предприятий в Арктической зоне. Подробнее о проекте рассказал заведующий кафедрой физиологии растений Российского государственного аграрного университета — МСХА им. К. А. Тимирязева профессор Иван Тараканов.
— Сити-фермы — изобретение не новое. В чем отличия вертикальных теплиц именно для северных регионов в вашем проекте?
— Главная особенность прежде всего — в автономности и универсальности сити-ферм для Арктики. Если в Москве, например, это может быть любое большое складское помещение, то в северных широтах предполагаются именно малогабаритные сити-фермы на базе морских контейнеров. Они очень мобильны, их можно поставить на платформу, перевезти прицепом, доставить на отдаленную буровую станцию или на территорию воинского гарнизона. Это полностью автономная система, которая позволяет выращивать салатно-зеленную продукцию непосредственно рядом с потребителем. Это выгодно и удобно. Не нужно задумываться о капитальном строительстве, логистические проблемы также решаются. За счет выбора скороспелых сортов за год мы можем осуществить большее число культурооборотов. Создаем круглогодичный конвейер витаминной овощной продукции. Сейчас, кстати, еще работаем и с лекарственными растениями, например, выращиваем стевию (источник стевиозидов — заменителей сахара) в таких теплицах.
— «Контейнер» — звучит ненадежно. Выдержит ли он сильные минусовые температуры?
— Речь идет о специально оборудованных под эти цели теплоизолированных контейнерах, которые выдерживают большой минус. Благодаря инженерным решениям внутри создаются оптимальные температурные условия, влажность и, самое главное, — световой режим. Собственно говоря, наш проект НЦМУ направлен именно на оптимизацию светового режима. Благодаря контролированию светового режима можно менять спектральный состав света, оптимизировать его в соответствии с потребностями конкретных культур. С помощью регулирования света возможно влиять на скорость созревания растений, накопление в них полезных веществ, витаминов. И все это благодаря использованию разрабатываемых светодиодных технологий. Светодиоды как источники оптического излучения произвели революцию в светокультуре растений. Если раньше промышленность создавала определенные типы облучателей, к которым приходилось приспосабливаться, то сейчас мы можем оптимизировать световые условия под определенные потребности растения. Разрабатываем световые рецепты для выращивания отдельных культур. Сначала, например, мы даем такой свет, который позволяет накопить большую массу в тех же самых салатных растениях или растениях китайской капусты, а затем перед уборкой подвергаем растение стрессу, меняя спектральный состав света, добавляя коротковолновую радиацию. Это усиливает в биомассе биосинтез функциональных химических соединений, которые представляют интерес с точки зрения диетических, потребительских свойств этой продукции.
— Главным недостатком сити-ферм считают высокие расходы на электроэнергию. В Арктике, наверное, они будут еще выше?
— На электричество действительно приходится более половины эксплуатационных затрат. Но пока наши расчеты показывают, что в сравнении, например, с натриевыми лампами, которые сейчас применяются в тепличных комплексах, светодиоды более экономичны. Расход электроэнергии на выращивание 1 кг салата в два раза меньше, чем при использовании традиционных источников света.
— В северных широтах долгий полярный день — может, солнечные панели подойдут?
— Все зависит от сезона года. Летом да, это высокие широты, это полярный день и там это будет работать. Хотя есть отдельные регионы, например, Ямало-Ненецкий автономный округ, где очень много облачных дней в летнее время года и приход солнечной радиации снижен. Тем более мы делаем упор все-таки на зимнее время, осеннее, когда длина дня и приход радиации катастрофически падают. В это время использовать солнечные батареи нецелесообразно. В целом хочу отметить, что эта работа актуальна не только в плане развития арктических территорий, но и для всех регионов России. Эти технологии будут востребованы и в других труднодоступных местах нашей страны, а, может, в будущем и всей планеты. А также их можно использовать для нужд Минобороны РФ.
ЮЛИЯ ЖИТНИКОВА
Автор фото: Михаил Окатэтто, пос. Сёяха, ЯНАО