В борьбе за землю и чистую воду
К основным современным вызовам и актуальным проблемам науки в мелиорации и орошаемом земледелии можно отнести деградацию и потерю плодородия почв из-за эрозионных, дефляционных и других процессов. А также – засоление, нехватку мелиорированных земель, пресной воды для орошения, истощение грунтовых вод, явления переувлажнения почв и засух различной степени жесткости и масштабов.
Растет деградация почв
Сейчас повсеместно наблюдаются беспрецедентный рост деградации земель и потери экосистем. Только за последние 50 лет деградировало 24% земель планеты. Условия жизни около двух миллиардов человек напрямую зависят от этих территорий. Почти пятую часть их занимает пашня, около 25% – пастбища. Острота проблемы засух и опустынивания все больше возрастает из-за экстремальных погодных условий и недостаточно устойчивого земледелия.
Другой, не менее важный вызов, это нарастание дефицита пресных водных ресурсов. Считается, что пресной воды на планете достаточно для семи миллиардов человек. Однако она распределена неравномерно, и большая ее часть тратится понапрасну, загрязняется и нерационально используется. Этот глобальный феномен отягощен еще и процессами изменения климата. Недостаточное количество пресных водных ресурсов отрицательно сказывается и на сельском хозяйстве, поскольку аграрное производство давно стало важнейшим потребителем воды. Только для предприятий сельского хозяйства, согласно «Водной стратегии Российской Федерации», требуется обеспечение пресными водными ресурсами на уровне 27 куб. км в год или 24% от расчетного общего объема расходов.
Учитывая увеличение длительности и интенсивности засух, можно делать вывод, что при сохранении текущих тенденций землепользования снижение качества и доступности пресной воды будет продолжаться. Конкуренция сельского хозяйства за пресные водные ресурсы с другими секторами экономики (промышленностью, энергетикой, городским хозяйством) в условиях нарастания водного дефицита и изменения климата усугубляет ситуацию. Для смягчения этой проблемы необходимо внедрять методы устойчивого землепользования, ресурсосберегающие технологии орошения, в том числе с использованием некондиционных вод после их подготовки, которые позволят повысить эффективность пресной воды и в целом – устойчивость аграрного производства.
Экологические, природно-ресурсные и технологические вызовы подрывают доходность сельскохозяйственной отрасли, а значит, и развитие сельских территорий. Сегодня ключевым фактором повышения устойчивости аграрного производства становится новая роль науки, которая заключается в переходе от узкоспециализированных исследований к междисциплинарным и природоподобным технологиям.
Готовимся к восьмикратному скачку
Основой достаточного и устойчивого производства сельскохозяйственной продукции является орошение земель в комплексе с другими видами мелиораций. Согласно Концепции комплексной мелиорации сельскохозяйственных земель, разработанной российскими учеными, Потребность в орошаемых в нашей стране составляет не менее 10 млн гектаров и не менее 8 млн га – в осушаемых землях, что в восемь раз больше количества используемых земель сегодня. Это позволит не только закрыть потребности населения страны в плодово-ягодной, овощной продукции, рисе, не только создать прочную кормовую базу, а значит, обеспечить его мясом и молоком собственного производства, но сохранить и даже приумножить экспортный потенциал зерновой продукции.
Исходя из этих проблем, в решении задач развития агропромышленного комплекса и сельских территорий важнейшая роль должна принадлежать научному обоснованию и решению вопросов повышения продуктивности и плодородия почв, созданию отечественных стрессоустойчивых с высокими качественными характеристиками сортов и гибридов сельскохозяйственных культур, экономии водных, энергетических и других материальных ресурсов.
Рис и другие наработки
В этом плане, несомненно, следует отметить значимость наработок ВНИИ орошаемого земледелия, который через год будет отмечать 55-летие со дня своего основания. Сегодня наш институт имеет большой опыт научных исследований и считается одним из крупнейших российских научных учреждений, реализующих задачи научного обеспечения страны в области мелиорации и орошаемого земледелия. За прошедшие годы сделано немало, многое внедрено в производство.
Институтом проводятся многолетние мониторинговые исследования. Наши ученые делают оценку состояния плодородия орошаемых агроландшафтов в целях разработки системы управления антропогенными воздействиями, предупреждающей их деградацию.
Взять, к примеру, инновационные разработки по возделыванию риса при периодических поливах. Такая технология обеспечивает значительную экономию поливной воды и более эффективное использование земельных ресурсов. Многолетние исследования сотрудников института под научным руководством академика РАН И.П. Кружилина подтвердили научную гипотезу о возможности орошения риса периодическими поливами, которые в сочетании с внесением удобрений способствуют получению при дождевании, поверхностном и капельном орошении конкурентоспособной, по сравнению с традиционной технологией затопления, урожайности риса-сырца до 6 т/га.
Потребность в орошаемых в нашей стране составляет не менее 10 млн гектаров и не менее 8 млн га – в осушаемых землях. Это в восемь раз больше количества используемых земель сегодня
Институт занимается разработкой водосберегающих технологий возделывания сельскохозяйственных культур – риса, сои, кукурузы, картофеля, в которых изучаются водный и пищевой режимы почв, экологическая система защиты растений, ростостимулирующие биологические препараты.
Исследования, проведенные учеными ВНИИ орошаемого земледелия в течение последних десятилетий, привели к созданию системы планирования технологических решений и математического обеспечения программированного выращивания урожаев. Сформирована и зарегистрирована в государственном регистре база данных для управления инновационными технологиями орошения сельскохозяйственных культур, которая формализована метеорологическим, почвенным, биологическим и технологическим блоками.
Разработаны ресурсосберегающие технологии возделывания многолетних трав с продуктивностью до 80 т/га зеленой массы для обеспечения животноводства кормами с высокой протеиновой и энергетической ценностью. Под научным руководством члена-корреспондента РАН В.В. Мелихова ведется селекционная и семеноводческая работа. В институте выведено 28 сортов и гибридов, в числе которых хотелось бы отметить два сорта риса, 15 гибридов кукурузы и пять сортов сои.
Заглянем в будущее
На основании глубокой проработки обновленной базы научных данных сотрудники института сейчас ведут работу по формированию новых направлений научных исследований на период до 2024 года, ожидаемые результаты которых будут актуальными для повышения устойчивости и достаточности производства сельскохозяйственной продукции. Основное направление научных исследований во ВНИИ орошаемого земледелия будет связано с разработкой научных основ оросительных мелиораций. Эта работа будет направлена на получение планируемой урожайности различных сельскохозяйственных культур, в частности, до 40 т/га семенных клубней картофеля, до 3 т/га семян сои, до 7 т/га зерна риса, при экономии водных и других видов ресурсов, сохранении и улучшении почвенно-мелиоративного состояния земель.
Актуальным направлением считаем исследования по оценке состояния земель при длительном поливе. Здесь планируется разработать модели экологически устойчивых орошаемых агроландшафтов при усилении антропогенных и климатических стрессовых воздействий на основе данных эколого-мелиоративного мониторинга с использованием технологий цифрового анализа. Полученные результаты станут основой для практических рекомендаций по предотвращению процессов дестабилизации устойчивости интенсивно используемых мелиорированных земель.
Продолжаются многолетние исследования по разработке системы полевого кормопроизводства на орошаемых землях с использованием биологического и адаптивного потенциала кормовых агрофитоценозов. Таким образом, животноводство обеспечат высококачественными сбалансированными кормами при воспроизводстве почвенного плодородия. Будут разработаны основные параметры создания высокопродуктивных травостоев многолетних бобовых культур в системе орошаемого земледелия для получения запланированных урожаев высококачественной растениеводческой продукции. Также будут сформированы лучшие варианты видового состава многолетних травосмесей, обеспечивающие уровень их продуктивности 80 и более т/га зеленой массы.
А.Е. Новиков
Результатом исследований по направлению селекции и семеноводства сельскохозяйственных культур станут новые конкурентоспособные гибриды кукурузы, сорта сои и риса с высокой продуктивностью, качеством продукции и повышенной устойчивостью к экологическим факторам среды в орошаемых условиях аридной зоны. В ходе селекционных изысканий будут выявлены перспективные сортообразцы со значимыми хозяйственно ценными признаками для их дальнейшей гибридизации для создания новых сортов и гибридов, адаптированных к метеострессам.
Всероссийский научно-исследовательский институт орошаемого земледелия в рамках своих компетенций готов противостоять глобальным вызовам в сельском хозяйстве и в мелиоративной науке в частности.
А.Е. Новиков,
доктор технических наук,
врио директора Всероссийского
НИИ орошаемого земледелия
Волгоградская область