Прикаспийский НИИ аридного земледелия - аридная наука на Нижней Волге

DOI:

В конце 80-х гг. XX в. в среде научной общественности начали зарождаться идеи о проведении исследований в сложных природно-климатических зонах полупустынь и сухих степей. Для многих специалистов стало совершенно очевидным, что проблема рационального природопользования аридных территорий России не может быть решена без разработки особой стратегии сельскохозяйственного производства, ориентированной на адаптивное землепользование, восстановление и сохранение природно-ресурсного потенциала, повышение продуктивности и охрану традиционных агроландшафтов.

Принцип разумного использования земельных ресурсов в подобных климатических условиях стал особенно актуальным в период, когда в середине прошлого века после «поднятия целинных и залежных земель» страна столкнулась с грозной неуправляемой стихией – пыльными бурями, ветровой и водной эрозией. Эти обусловленные человеческой деятельностью явления стали ярким примером непродуманных экономических решений, горьким опытом нерационального природопользования.

Точкой отсчета аридной науки на Нижней Волге стал 1978 г., когда исполком Астраханского областного Совета народных депутатов обратился в Министерство сельского хозяйства РСФСР с предложением преобразовать совхоз «Ленинский» Черноярс-кого района в Опытно-производственное хозяйство Волгоградской государственной областной сельскохозяйственной опытной станции.

Основным направлением деятельности опытно-производственного хозяйства «Ленинское» стало семеноводство зерновых, кормовых культур и лугопастбищных трав. Хозяйство в агропромышленном комплексе района занимало ведущее место и обеспечивало все колхозы и совхозы доброкачественными семенами озимой ржи, ярового ячменя, риса, многолетних и однолетних трав.

За счет совершенствования севооборотов, внедрения влагосберегающих технологий возделывания культур на богарных землях и интенсивных технологий на орошаемых, освоения системы удобрений, борьбы с сорной растительностью, болезнями и вредителями и улучшения естественных кормовых угодий в ОПХ «Ленинское» в хозяйстве были достигнуты высокие урожаи риса, кукурузы на зерно, картофеля, овощей, кормовых корнеплодов и сена многолетних трав.

Формирование будущего научного учреждения началось с разработки основополагающих принципов рационального природопользования в засушливых регионах России. У истоков формирования аридной науки на Нижней Волге стояла большая группа хозяйственников, ученых, политиков. Пристальное внимание вопросу сохранения аридных территорий уделяли А.А. Никонов и И.С. Шатилов. В стенах Нижневолжского НИИ сельского хозяйства, который возглавлял известный ученый М.Н. Ракутин, к тому времени уже были сформулированы принципиальные положения о том, что на аридных землях можно заниматься товарным агропроизводством, не нанося ущерб природе, однако цена урожая на этих почвах может быть слишком высокой.

Постепенно пришло понимание, что значение аридных территорий состоит не только в том, чтобы выращивать на этих землях товарную сельхозпродукцию, не менее важная задача – сохранить флору и фауну этого уникального природного ареала. Аридные территории трудно назвать «легкими Земли», однако необходимо сделать все, чтобы степные и полупустынные зоны не превратились в безобразные «язвы» на лице нашей планеты.

Прикаспийский научно-исследовательский институт аридного земледелия был основан в 1991 г., на базе ОПХ «Ленинское», в северной части Прикаспия, по своим природноклиматическим характеристикам относящейся к ярко выраженной аридной зоне, представляющей наиболее континентальную и засуш- ливую часть европейской территории Российской Федерации. По степени засушливости данные территории причислены к сильно-аридной зоне, степень аридизации здесь такова, что по принятой сегодня систематике эти территории относятся к зоне полупустынь и сухих степей.

Основным научно-производственным направлением работы института являлась разработка для аридных зон современных экологически чистых технологий производства транспортировки, хранения и переработки продукции растениеводства и животноводства, а также подготовка кадров средней и высшей квалификации для коллективных и фермерских хозяйств в условиях многоукладной экономики сельскохозяйственного производства.

Одним из результатов подвижнической деятельности коллектива ученых, работающих вдали от научных и административных центров, явилась Программа по рациональному природопользованию аридных территорий Российской Федерации. Идея проекта предельно проста – необходимо вернуть природе в первозданном и даже улучшенном виде те земли, которые в результате антропогенного воздействия были бездумно разрушены.

В области богарного земледелия для аридных зон Северного Прикаспия разработаны: методика определения сбитости естественных кормовых угодий; методы создания степных и лиманных агрофитоценозов; технологии возделывания сорго сахарного и сорго-суданковых гибридов, кукурузы на зерно; инновационные технологии возделывания зерновых культур по нулевой обработке почвы NoTill; проект опытно-производственного полигона агробиомелиораций деградированных пастбищ [13; 14].

Изучены свыше 2000 сортообразцов яровых зерновых колосовых культур из мировой коллекции ВИР различного эколого-географического происхождения и отобраны наиболее перспективные для использования в селекционной работе с целью выведения высокопродуктивных скороспелых и засухоустойчивых сортов с высоким качеством зерна. Создан высокомасличный сорт сафлора Астраханский 747 [3; 17; 20].

Изучены адаптивные источники новых аридных кормовых растений, разработаны приемы создания поликомпонентных агрофитоценозов, адаптированных к экстремальным условиям аридной зоны и способствующих экологическому восстановлению и повышению продуктивности деградированных пастбищных экосистем.

В области орошаемого земледелия для аридных зон разработаны технологии возделывания сои, зернобобовых культур – нута и гороха, технологические принципы и экологические основы производства раннего картофеля на орошаемых землях, режимы орошения и минерального питания, рекомендуемые при выращивании лука репчатого, отработаны элементы технологии возделывания сахарной свеклы на капельном орошении и выделены гибриды с урожайностью от 198,5 до 243,2 т/га [16; 18; 19; 23].

Отработаны схемы посева сои, изучены биологические особенности культур, выделены скороспелые, высокоурожайные сорта. Из коллекции овощной фасоли селекции ВНИИССОК были выделены сорта с урожайностью от 3,9 до 5,5 т/га, а также перспективные образцы из каталога ВИР с урожайностью от 3,0 до 4,2 т/га [2; 3]. По результатам сортоизучения коллекции картофеля выделены сорта с урожайностью свыше 60 т/га. Из коллекции томатов выделены гибриды округлых крупноплодных красных, крупноплодных розовых, розовоплодных томатов с урожайностями от 110 до 156,8 т/га, а из коллекции перца сладкого гибриды со средней урожайностью от 100,0 до 130,0 т/га. Выделены сорта и гибриды баклажанов с урожайностью от 140,0 до 175,0 т/га [15; 21; 24–26].

За период исследований культуры хлопчатника, проводимых в институте на протяжении 24 лет, было изучено более 2000 образцов хлопчатника со всех стран мира, представляющих собой лучший генофонд отечественной и зарубежной селекции. Была проведена агробиологическая оценка образцов, разработаны элементы ресурсосберегающей технологии возделывания при различных способах орошения, обеспечивающие увеличение уровня продуктивности на 15–20 %. Многообразие изучаемых образцов позволило выделить селекционный материал по комплексу хозяйственноценных признаков с периодом вегетации 120 дней, с потенциальной урожайностью от 2,5 до 5,0 т/га, выходом волокна 35–40 % и длиной волокна более 30 мм. Было выведено четыре сорта хлопчатника – АС-4, АС-5, АС-6 и АС-7 с 4–7 типами волокна, наиболее востребованные текстильной промышленностью [1].

Проводится также изучение образцов хлопчатника не только с белым, но и с природ-но окрашенным волокном. Выделены образцы по комплексу хозяйственно-ценных признаков с периодом вегетации 95–110 дней, высоким выходом волокна 37 %, длиной волокна более 30,0 мм и качеством волокна 4–5 типов, на основе которых созданы перспективные линии с коричневым и зеленым цветом волокна.

Ведется изучение масличных культур: кунжута, арахиса и рыжика. Уже выделены: перспективные образцы кунжута с урожайностью 2,5–3,0 т/га, периодом вегетации 95–100 дней, а также образцы с нерастрескивающимися коробочками; образцы рыжика со средней урожайностью 0,8–1,4 т/га и высоким содержанием масла – 35,2 %. По комплексу хозяйственно ценных признаков выделены образцы арахиса, отличающиеся скороспелостью, высокой урожайностью 2,5–4,0 т/га и низкой лузжистостью.

В области экологии и рационального природопользования были изучены антропогенные воздействия и созданы базы данных по состоянию водных биологических ресурсов водоемов бассейна р. Волги и Волго-Ахтубинской поймы в пределах Черноярско-го района, проведена оценка количественных и качественных характеристик популяций рыб, определена рыбохозяйственная эффективность естественных нерестилищ частиковых рыб в пойме с. Соленое Займище. Были изучены природные ресурсы Волго-Ахтубинско-го междуречья и прилегающих к нему территорий; разрабатывались и внедрялись научно обоснованные методы их сохранения и восстановления [6; 11].

Разработана и рекомендована «Модель проведения экологического мониторинга внутренних водоемов», проведена комплексная экологическая оценка устойчивости различенных типов почв Северного Прикаспия к воздействию ряда антропогенных загрязнителей, разработаны меры по восстановлению их плодородия [4; 11].

Ведется активная работа по организации и координации проведения биосферных экспедиций с целью изучения и комплексной оцен- ки современного состояния территории северо-западного Прикаспия в пределах Астраханской области и Республики Калмыкия и прилегающей к ним территории Казахстана. Проведено 3 экспедиции, целью которых являлись исследование, оценка и мониторинг биоразнообразия территории Северного Прикаспия, создание банка данных для проведения научно-исследовательских и проектно-изыскательских работ [7].

Материалы экспедиций оказали неоценимую помощь при разработке и реализации комплекса мероприятий по улучшению и стабилизации экологической обстановки на территории Астраханской области, повышению уровня жизни ее населения. По их результатам рассчитаны научно обоснованные пастбищные нагрузки на кормовые фитоценозы Астраханской области и был предложен на рассмотрение правительства Астраханской области проект закона «О нормах нагрузки поголовья сельскохозяйственных животных на кормовые угодья Астраханской области».

Собрана богатая информационная база данных по состоянию, продуктивности, динамике фитопотенциала кормовых угодий Северного Прикаспия. Разработаны: Методика экологического мониторинга состояния естественных пастбищ аридных зон Северного Прикаспия, практическое руководство «Нормы нагрузки выпаса животных на естественные пастбища» для всех районов Астраханской области, прием биологической рекультивации деградированных естественных пастбищ в аридной зоне Северного Прикаспия [8; 9].

В области садоводства и виноградарства все научно-исследовательские работы, начиная с момента закладки, объединяются в два направления: изучение и пополнение коллекций плодовых, садовых нетрадиционных культур, клоновых подвоев и винограда с целью выделения высокоадаптированных к экстремальным условиям аридной зоны форм и разработка эффективных методов управления продукционным процессом многолетних насаждений, обеспечивающих повышение объемов производства и качества плодовой и виноградной продукции.

В результате проведенного изучения коллекционного материала дана оценка основным параметрам адаптации плодовых, нетрадиционных садовых культур и винограда к экстремальным условиям аридной зоны. Проведен мониторинг основных дестабилизирующих факторов, выделены и рекомендованы хозяйствам всех форм собственности сорта, адаптированные к местным условиям, характеризующиеся хорошими товарными качествами, высокой урожайностью: яблоня – 18,6–32,1 т/га, груша – 12,4–15,3 т/га, слива – 14,6–21,6 т/га, абрикос – 10,4–18,2 т/га, вишня – 10,0–12,3 т/га [12].

Разработаны технологии производства плодовой и виноградной продукции на основе использования адаптированных к аридным условиям сортов, позволяющих без дополнительных затрат повысить урожайность плодовых культур и винограда на 25–35 %, что особенно актуально в условиях импор-тозамещения.

Проводятся исследования по применению биологически активных веществ, макро-, и микроэлементов в системе удобрения сада и виноградника, направленные на повышение урожайности и улучшение качества продукции.

Собрана коллекция клоновых подвоев для изучения в аридных условиях, продолжается работа по выявлению оптимальных сорто-подвойных комбинаций семечковых и косточковых культур для выращивания интенсивных садов в специфических условиях резко континентального климата Северного Прикаспия.

Выделены формы клоновых подвоев семечковых культур: карликовый подвой Р60, полукарликовые – 62-396 и СК-2, среднерослые – 54-118 и 57-545, наиболее адаптированные к почвенно-климатическим условиям аридной зоны. Среди клоновых подвоев для косточковых культур выделены подвои Эврика, ВСЛ-2 и Дружба, наиболее подходящие по биологическому потенциалу устойчивости к специфическим экологическим условиям аридной зоны. Выделенные подвои рекомендуются для закладки садов интенсивного типа в засушливых условиях.

Разработаны рекомендации по технологии выращивания саженцев плодовых культур на перспективных клоновых подвоях в аридных условиях Астраханской области, способы получения вегетативно размножающихся отводков яблони в аридных условиях.

Ежегодно выращиваются саженцы районированных и перспективных сортов на клоновых и семенных подвоях, востребованные частным сектором и крестьянско-фермерскими хозяйствами.

Многолетнее изучение коллекции сортов винограда отечественной и зарубежной селекции позволило выделить столовые и технические сорта с высокой урожайностью, устойчивостью к неблагоприятным воздействиям среды, биологической пластичностью и урожайностью 15,6–21,3 т/га [10].

Собраны и систематизированы данные по регулированию продукционного процесса винограда в условиях орошения путем обрезки, нагрузки кустов глазками, применения регуляторов роста с целью увеличения производства виноградной продукции на 20–30 %. Разработана технология устойчивого возделывания винограда в засушливых условиях Прикаспия на основе адаптированных сортов, обеспечивающих получение экономически выгодной продукции.

В социально-экономической области разработаны Концепция и модель Учебно-производственного сельскохозяйственного центра и общеобразовательной средней школы сельскохозяйственного профиля, практическое внедрение которых осуществлялось с 1992 года в созданном Учебном центре ПНИИАЗ.

Разработаны проекты: «Школьный хутор» как профессионально-педагогическая площадка трудового обучения и воспитания сельских студентов и учащихся, который прошел апробацию в селе Соленое Займище Чер-ноярского района Астраханской области; «Профильный ресурсный центр» как форма получения дополнительного образования учащегося; «Прикаспийский научно-производственный центр»; проект ведомственной целевой программы «Развитие растениеводства на основе создания межрайонного центра агротехнологий “Ресурсоэффективная машинно-технологическая станция” в Астраханской области на 2015–2017 годы», целью которой является создание условий для увеличения объемов производства продукции растениеводства за счет формирования зон повышенной продуктивности сельхозугодий путем внедрения ресурсоэффективных инно- вационно-индустриальных технологий земледелия и природопользования.

Разработаны: областная агропродоволь-ственная товаропроводящая система (ОАТС) в целях поддержки сельхозпроизводителей всех форм собственности, средних и малых предприятий АПК производящих и перерабатывающих аграрную продукцию; инновационный проект «Открытый региональный агротехнопарк», создание которого предполагает методическое и материально-техническое обеспечение научно-производственной деятельности научных учреждений на основе инновационной, проектной, консультационной, выставочной, образовательной, коммерческой и иных форм деятельности, проведения семинаров и консультаций руководителей и специалистов сельскохозяйственного и иных видов производств.

Созданы банки данных: о состоянии и развитии сельскохозяйственной кредитной кооперации в АПК Астраханской области; о состоянии и развитии крестьянских (фермерских) хозяйств в агропромышленном производстве Астраханской области для разработки перспективных моделей эффективных форм их хозяйствования; о состоянии производственного потенциала, водных ресурсов и гидромелиоративного фонда в орошаемом земледелии Астраханской области; о состоянии сельского рынка труда в Астраханской области; о нормативно-правовой базе аренды земель сельскохозяйственного назначения Астраханской области.

Разработан и предложен организационноэкономический механизм перераспределения сельскохозяйственной земли с обоснованием вариантов эффективного землепользования; предложены способы передачи неиспользуемой земли различных категорий землепользователей в аренду и субаренду на основе объединенных заявок на земельные участки в интересах собственников и пользователей.

Предложена модель организации территории Астраханской области, которая базируется на эколого-ландшафтной основе. Разработаны структурные организационно-функциональные формы малых предприятий, обеспечивающие устойчивое эффективное развитие АПК муниципальных образований.

В настоящее время ФГБНУ «Прикаспийский НИИ аридного земледелия» является многоотраслевым научным учреждением, ведущим научно-исследовательскую работу в области земледелия, растениеводства, кормопроизводства, селекции и семеноводства, экологии, экономики сельского хозяйства.

В рамках международного сотрудничества с научно-исследовательскими организациями Казахстана, Вьетнама, Турции осуществляются совместные фундаментальные и прикладные исследования, проводится разработка научных программ и проектов, направленных на решение актуальных проблем по изучению эффективности энергосберегающей почвозащитной системы подготовки почвы и севооборотов, разработка экологически обоснованных энергосберегающих адаптивных технологий возделывания сельскохозяйственных культур для хозяйств различной специализации АПК. Совершается обмен коллекционным и селекционным материалом масличных, зернобобовых и кормовых культур для экологического испытания.