Научное обеспечение мероприятий по повышению плодородия земель на северо-западе России

Государственной программой развития сельского хозяйства и регулирования рынков сельскохозяйственной продукции, сырья и продовольствия на 2013–2020 годы определены основные направления развития отрасли, реализующие Доктрину продовольственной безо- пасности страны. В их число входят: повышение почвенного плодородия и продуктивности культур, расширение посевов сельскохозяйственных культур за счет неиспользуемых пахотных земель, воспроизводство агроресурсного потенциала, структурно-технологическая модернизация

агропромышленного комплекса (АПК) и др. [2], [3], [4], [9]. Однако объемы выполнения агрохимических работ в настоящее время продолжают оставаться на низком уровне. Среднегодовое применение органических удобрений на 1 га посевной площади в Российской Федерации (РФ) и Северо-Западном федеральном округе (СЗФО) составляет 0,8 и 3,3 т/га, минеральных удобрений - 2,5 и 33 кг/га д. в. соответственно1. Это с трудом покрывает не более 3-5 и 18-20 % от выноса биогенных элементов из почвы.

В современных условиях ведения сельско-хозяйственного производства при недостатке материальных и финансовых ресурсов земледельцы практически отказались от применения известковых материалов, фосфорных и калийных удобрений, сконцентрировав производство на более плодородных хорошо- и среднеокультурен-ных почвах с высокой эффективностью азотных удобрений [11], [25]. В результате продолжается процесс выведения пахотных земель из сельскохозяйственного оборота и наблюдается усиление не только явных, но и скрытых деградационных процессов [3], [10], [23]. Фиксируется выраженное увеличение доли средне- и сильнокислых почв до 40-45 %, слабо обеспеченных подвижным калием - до 30-34 %, органическим веществом - до 57-60 %. Между тем воспроизводство эффективного плодородия почв сельскохозяйственных угодий является важным фактором не только сохранения экологической устойчивости агроландшафтов и успешного развития отраслей агропромышленного комплекса Северо-Западного региона РФ, но и решения проблемы продовольственной безопасности населения в целом [3], [9].

В этой связи развитие научно-практических основ систем воспроизводства плодородия зональных почв является одним из главных направлений исследований в области земледелия [9]. В условиях региона направленное регулирование почвенного плодородия осуществляется путем оптимизации структуры севооборотов, посева многолетних бобовых трав, а также весьма затратных мероприятий по мелиорации, известкованию, применению органических, минеральных и микробиологических удобрений и др. [8], [12].

Научное обеспечение мероприятий по повышению плодородия почв Северо-Западного региона РФ на современном этапе осуществляется учреждениями Отделения сельскохозяйственных наук РАН в рамках выполнения Программы фундаментальных и поисковых научных исследований государственных академий наук на 20132020 годы по проблеме 142 «Фундаментальные основы создания систем земледелия и агротехнологий нового поколения, с целью сохранения и воспроизводства почвенного плодородия, эффективного использования природно-ресурсного потенциала агроландшафтов и производства заданного количества и качества сельскохозяйственной продукции». В этом направлении научными учреждениями региона продолжены исследования по разработке и совершенствованию научных основ информационного обеспечения мониторинга плодородия земель сельскохозяйственного назначения, систем применения удобрений, поиску и обоснованию элементов биологизации в воспроизводстве почвенного плодородия, разработке и применению новых, а также местных удобрительных материалов2.

Агрофизическим научно-исследовательским институтом (АФИ) и Северо-Западным центром междисциплинарных исследований проблем продовольственного обеспечения (СЗЦППО), координирующими региональные исследования по данному направлению, только за последние годы разработаны и созданы:

• •    приборы, методы, программы, структуры баз данных проведения мониторинга плодородия сельскохозяйственных земель с использованием геоинформационных технологий, обеспечивающие высокую точность и эффективность информационного сопровождения [13], [14], [26], [35];

• •    методика эффективного использования природно-ресурсного потенциала, учитывающая закономерности динамики и трансформации веществ в системе «почва - посев (агроценоз) - атмосфера» для комплексного решения задач по производству растениеводческой продукции, кормов и воспроизводству плодородия почвы [2], [3], [15], [27];

• •    оптимальная структура землепользования с применением современных геоинформацион-ных технологий, позволяющая рационально использовать земельные ресурсы на Северо-Западе РФ с учетом природных условий и хозяйственного потенциала сельскохозяйственных предприятий [2], [3], [27];

• •    методология выявления пространственной неоднородности фитосанитарного состояния посевов с использованием физико-технической базы точного земледелия, используемая для дифференцированного применения средств защиты растений [31];

• •    научные и практические основы точных систем применения удобрений и воспроизводства почвенного плодородия, пространственно дифференцированных технологий окультуривания дерново-подзолистых почв, обеспечивающие формирование модельных параметров плодородия по величине и пространственной пестроте, успешно апробированные в Мень-ковском филиале АФИ, крестьянском хозяйстве «Прометей» Псковской области и осваиваемые в хозяйствах Ленинградской области [16], [20];

• •    методология автоматизированного проектирования технологий производства расте-

• ниеводческой продукции в системе точного земледелия для обеспечения системного подхода к построению процесса проектирования и адаптации технологий производства в пределах хозяйствующего субъекта [33], [34];

• •    новые виды известковых мелиорантов из традиционного сырья и промышленных отходов, обеспечивающие снижение затрат на известкование в 1,7–2,3 раза [8], [17], [22];

• •    новые виды органических и органоминеральных удобрений, в том числе на основе сапропелей и птичьего помета, регулярное применение которых позволяет компенсировать продуктивные и непродуктивные потери биогенных элементов, корректировать мероприятия по воспроизводству плодородия почв, получению нормативно чистой растениеводческой продукции и сохранять экологическую устойчивость агроэкосистем [8], [17], [18].

По результатам исследований, направленных на утилизацию отходов животноводческих ферм и комплексов, Всероссийским НИИ сельскохозяйственной микробиологии (ВНИИСХМ) разработаны два микробных удобрения для использования в АПК: «Бамил» (отход свинокомплексов с гидросмывной системой удаления навоза) и «Омуг» (отход птицефабрик с подстилочным содержанием помета) [5], [6]. Создан биопрепарат «БАРКОН» для гумификации растительных остатков зерновых культур, и разработан способ его применения в целях воспроизводства органического вещества и сохранения функциональных свойств почв в агроценозах, а также издано методическое руководство по применению микробиологического удобрения комплексного действия «Бисолбимикс», обеспечивающего повышение продуктивности растений на основе взаимодействия с резидентной почвенной микрофлорой [24], [30]. Институтом продолжается разработка новых биотехнологий использования микробного потенциала агроценозов, повышающих плодородие почв, а также урожайность и качество сельскохозяйственных культур на 15–20 %. В частности, создана новая модель метагеномного анализа почвенных микробных сообществ (микробиомов), определяющих формирование плодородия почв и продуктивность возделываемых культур, для оценки почвообразовательных процессов в техногенно нарушенных почвах, разработки методов мониторинга микробиологических процессов в них и обоснования приемов восстановления их плодородия [1].

Региональными научными учреждениями РАН проводится мониторинг состояния основных параметров плодородия пахотных угодий на основании данных агрохимической службы, разрабатываются приемы и технологии повышения плодородия почв. В частности, в Ленинградском НИИСХ «Белогорка» на базе данных многолетних полевых экспериментов совершенствуются научные основы известкования и применения минеральных удобрений [19], [32]. В Псковском, Калининградском и Новгородском НИИСХ разрабатываются научно-практические основы биологизации систем применения удобрений, включающие адаптацию структуры севооборотов к конкретным почвенно-климатическим и производственным условиям региона и комплексное использование органических, минеральных и микробиологических удобрений [7], [28], [29]. В Архангельском НИИСХ успешно апробируются новые энергетические методы для оценки уровня и ресурсного потенциала плодородия почв, а также системы его восстановления на мелиорированных землях Европейского Севера РФ [21].

Несмотря на то что выполняемый значительный объем научных исследований характеризуется актуальностью и новизной, дальнейшее их совершенствование сдерживается дефицитом высококвалифицированных молодых кадров. Кроме того, при недостаточном материальнотехническом обеспечении научно-исследовательских работ по воспроизводству почвенного плодородия, особенно в региональных научных учреждениях, имеют место не соответствующие значению проблемы уровень и глубина проводимых исследований. На фоне снижения уровня взаимодействия научных учреждений РАН с агрономическими службами агропромышленного комплекса (АПК) региона и отдельных хозяйств наблюдается недостаточная публикационная активность исследователей как в рецензируемых изданиях, так и в региональных и местных средствах массовой информации.

Исходя из вышеизложенного и в целях повышения практической результативности научных исследований в области воспроизводства плодородия почв, целесообразно сконцентрировать усилия научных учреждений РАН и вузов Северо-Запада РФ на решении следующих научных и организационных задач:

• 1.    Продолжить совершенствование взаимодействия с региональными органами управления АПК по проблемам формирования и сохранения плодородия почв сельскохозяйственных угодий, информационно-технического, научно-методического, нормативного и ресурсного обеспечения систем воспроизводства почв, а также развития биологического и энергетического направлений оценки уровня эффективного плодородия зональных почв.

• 2.    Активизировать научные исследования в направлении развития научно-практических основ и разработки ресурсосберегающих технологий использования местных удобрительных материалов с участием региональных предприятий, эффективно работающих в этом направлении.

• 3.    Повысить публикационную активность ученых региона и усилить работу по пропаганде научных достижений, в том числе в местных средствах массовой информации, в вопросах оценки состояния и прогнозирования динамики плодородия почв и, прежде всего,

• 4.    Принять действенные меры к укреплению научного кадрового потенциала и материальнотехнического обеспечения исследований по вопросам воспроизводства почв.

активно используемых сельскохозяйственных угодий.

(St. Petersburg, Russian Federation)

Tyukalov Yu. A., North-West Centre of Interdisciplinary Researches of Problems of Food Maintenance (St. Petersburg, Russian Federation)