Современные тенденции развития наукоемкого аграрного производства (вызовы и перспективы)

Яковлева Елена Петровна, старший научный сотрудник лаборатории геоботаники и агроэкологии.

Е-mail: viktrofi @mail.ru сударственной политики России – Природосбе-режение и Народосбережение. Политику нашей страны определяет не только достижение этих высоких целей, но и необходимость снижения экономического ущерба от деградации природной среды. «По ряду направлений нагрузка на природу достигла критических значений. В итоге ежегодный экономический ущерб доходит до 6 процентов ВВП, а с учётом последствий для здоровья людей – и до 15 процентов» [1].

Сельское хозяйство – это основа основ продовольственной, экологической и национальной безопасности России, движитель ее экономики. По своему значению сельское хозяйство, продовольственная безопасность, ставятся на один уровень с обороной страны. Сельское хозяйство дает человеку пищу, другие ресурсы, но вместе с тем разрушает землю, саму основу сельскохозяйственного производства и основу нашей среды обитания.

В Стратегии научно-технологического развития нашей страны указаны следующие большие вызовы для общества, государства и науки, имеющие отношение к сельскому хозяйству: «возрастание антропогенных нагрузок на окружающую среду до масштабов, угрожающих воспроизводству природных ресурсов, и связанный с их неэффективным использованием рост рисков для жизни и здоровья граждан; потребность в обеспечении продовольственной безопасности и продовольственной независимости России, конкурентоспособности отечественной продукции на мировых рынках продовольствия, снижение технологических рисков в агропромышленном комплексе» [2].

«В ближайшие 10–15 лет приоритетами научно-технологического развития Российской Федерации следует считать в том числе: 1) переход к высокопродуктивному и экологически чистому агро- и аквахозяйству, 2) возможность эффективного ответа российского общества на большие вызовы с учетом взаимодействия человека и природы…. В долгосрочной перспективе (в том числе и после 2030 года) особую актуальность приобретают исследования в области понимания процессов, происходящих в обществе и природе, развития природоподобных технологий, человеко-машинных систем, управления климатом и экосистемами» [2].

ИЗЛОЖЕНИЕ ОСНОВНОГО МАТЕРИАЛА ИССЛЕДОВАНИЙ

Федеральный научный центр кормопроизводства и агроэкологии имени В.Р. Вильямса создан в 2017 г. на базе Всероссийского научноисследовательского института кормов имени В.Р. Вильямса, который имеет свою богатейшую историю и опыт биологизации и экологизации сельского хозяйства, накопленный многими поколениями исследований [3–21].

С целью биологизации и экологизации сельского хозяйства в 1912 г. было организовано показательное луговое хозяйство при высших курсах по луговодству Московского сельскохозяйственного института. На базе этого хозяйства в 1917 г. была создана станция, в 1922 г. – Государственный луговой институт, в 1930 г. – Всесоюзный, в 1992 г. – Всероссийский научноисследовательский институт кормов.

В институте работали такие известные ученые как В. Р. Вильямс, А. М. Дмитриев, Л. Г. Раменский, И. В. Ларин, С. П. Смелов, Т. А. Работнов, А. А. Зубрилин, П. И. Лисицын и многие другие.

На протяжении всей своей истории институт осуществляет научно-методическое руковод- ство и координацию работ по геоботаническому изучению и оценке природных кормовых угодий страны, луговому и полевому кормопроизводству, селекции и семеноводству кормовых культур, технологии заготовки, хранения и использования кормов, которые являются важнейшими государственными задачами обеспечения продовольственной безопасности страны.

Научные и практические достижения института 7 раз были отмечены Государственными премиями СССР и Российской Федерации в области науки и техники, а также Премиями Правительства РФ, Минсельхоза РФ, дипломами ВДНХ, ВВЦ и другими наградами. За заслуги перед страной Институт награжден орденом Трудового Красного Знамени.

С 2018 г. на базе института создан Федеральный научный центр кормопроизводства и агроэкологии имени В.Р. Вильямса, который является крупнейшим научно-методическим, исследовательским и интеллектуальным центром по кормопроизводству, рациональному природопользованию и агроэкологии России.

Федеральный научный центр кормопроизводства и агроэкологии имени В.Р. Вильямса создан с целью обеспечения проведения прорывных фундаментальных, приоритетных прикладных исследований и практических разработок по направлениям, являющимся стратегически важными для страны. Программа развития Центра ориентирована на приоритеты и вызовы для общества, государства и науки, которые включены в Стратегию научно-технологического развития нашей страны в ближайшей (10–15 лет) и долгосрочной перспективе (в том числе и после 2030 года).

Они определяют современные тенденции и перспективы развития наукоемкого аграрного производства. В современных условиях развития АПК, при острой нехватке средств и материальных ресурсов, решение проблемы обеспечения продовольственной и экологической безопасности должно базироваться на максимальном использовании природно-климатических ресурсов, биологических и экологических факторов.

Кормопроизводство, самая масштабная, многофункциональная и связующая отрасль сельского хозяйства, во многом определяет состояние животноводства и оказывает существенное влияние на решение ключевых проблем дальнейшего развития всей отрасли растениеводства, земледелия, рационального природопользования, повышения устойчивости агроэкосистем и агроландшафтов к воздействию климата и негативных процессов, сохранения ценных сельскохозяйственных угодий и воспроизводства плодородия почв, улучшения экологического состояния территории и охраны окружающей среды.

Кормопроизводство объединяет, связывает в единую систему все отрасли сельского хозяйства и даёт огромные преимущества их развитию. Животноводству оно даёт корма, растениеводству – продуктивность всех культур, земледелию – плодородие почв, сельскохозяйственным землям – продуктивность и устойчивость. Оно также обеспечивает эффективное управление сельскохозяйственными землями и рациональное природопользование, поддерживает в сельском хозяйстве необходимый баланс отраслей.

Многолетнее взаимодействие Человека и Природы в процессе сельскохозяйственной деятельности показали, что идет тихий кризис планеты, деградация сельскохозяйственных земель, снижение устойчивости агроландшафтов, плодородия почв. За всю историю сельского хозяйства Потери сельскохозяйственных земель в мире составили 2,5 млрд. га. Сегодня мы используем 1,5 млрд. га. За последние 100–120 лет потеряно 50 % плодородия почв [22, 23].

В традиционном сельском хозяйстве преобладает экономика быстрой выгоды, направленная на получение высоких доходов. Нарушение законов сбалансированности с Природой, севооборотов, чрезмерная химизация, интенсификация сельскохозяйственного производства, развития эрозии и истощения почв.

Существенную роль в усилении эрозионных процессов играет интенсификация сельскохозяйственного производства с ориентацией на пропашные, зерновые монокультуры и чистые пары. Они оголяют почву, ослабляют почвозащитные и противоэрозионные свойства агроэкосистем.

В сельском хозяйстве происходит опасный перекос в сторону удовлетворения экономических интересов в ущерб экологическим и социальным. Оно является разрушительным для Природы и истощительным для природных ресурсов.

В структуре агроландшафтов – мало защитных экосистем (пастбищ, сенокосов, лесов). В структуре посевных площадей – их (многолетних трав) практически нет. Преобладают экономически привлекательные культуры (пшеница, подсолнечник), востребованные на рынке.

Экономика быстрых выгод не учитывает влияния сельского хозяйства на экологическое состояние земель, деградацию агроландшафтов, снижение плодородия почв, ведет к разрушению земель и среды обитания, снижению качества продукции.

Нарушена сбалансированность сельского хозяйства (растениеводства, животноводства, земледелия). Нарушена сбалансированность структуры агроландшафтов, посевных площадей и севооборотов. Из них исчезают защитные экосистемы – многолетние травы, луга, леса.

Нарушена сбалансированность растениеводства и животноводства. Доля многолетних трав в структуре посевных площадей уменьшилась в 8–10 раз.

В целях обеспечения продуктивного долголетия агроландшафтов сельскохозяйственную деятельность необходимо привести в соответствие с возможностями и выносливостью природы.

Приоритетом научно-технологического развития страны является переход к высокопродуктивному и экологически чистому сельскому хозяйству, которое достигается путем биологи-зации и экологизации с целью:

. приблизить Человека к Природе,

. к экологически чистым, естественным, здоровым продуктам питания,

. сбалансировать сельскохозяйственную деятельность с возможностями Природы,

. сделать здоровой землю, среду обитания и пищу человека и животных,

. обеспечить Здоровая земля – здоровая продукция – здоровое население.

. Экономика рационального природопользования, социально и экологически ориентированная,

. обеспечить сохранение земель, агроландшафтов, биосферы,

. Повышение качества продукции,

. Сохранение здоровья и жизни населения.

Сельское хозяйство должно обеспечивать эффективность и устойчивость сельскохозяйственного производства, продуктивное долголетие сельскохозяйственных земель и агроландшафтов, опираться на разнообразие продуктивных и защитных экосистем, разнообразие культур, поддерживающих сбалансированное взаимодействие с Природой, равновесие окружающей среды, с ограничением применения химикатов.

Использование уникальных биологических и экологических закономерностей, создание новых высокоурожайных сортов сельскохозяйственных культур, адаптированных к конкретным условиям возделывания, и новые технологии позволят решать проблемы, возникающие перед сельскохозяйственным производством.

Работа предстоит долгосрочная – на 20, на 30 лет и более. Но «На потом» откладывать уже невозможно. Только тогда мы сделаем свое сельское хозяйство сбалансированным, эффективным и устойчивым, обеспечим сельскохозяйственным землям продуктивное долголетие [1].

Изучение биологических, экологических, географических закономерностей, разработку эффективных экологически безопасных энергосберегающих технологий производства, заготовки и использования кормов, рационального природопользования, экологии и охраны окружающей среды в сельском хозяйстве, обе- спечении сохранения плодородия почв, устойчивости и продуктивного долголетия сельскохозяйственных земель и агроландшафтов, а также координации этих работ в России Центр планирует осуществлять путем Междисциплинарных комплексных исследований.

Обеспечение населения страны качественными продуктами питания и сельскохозяйственным сырьем отечественного производства в достаточном объеме было и остается важнейшей задачей АПК. В ее решении важнейшее место занимает кормопроизводство. Основные объекты изучения и использования в кормопроизводстве – многолетние травы и травяные экосистемы в агроландшафтах.

Кормопроизводство, являясь важнейшей, системообразующей (скелетной) отраслью сельского хозяйства России, определяет функционирование всего земледельческого блока. Оно имеет теснейшие связи, как с растениеводством, так и с земледелием и животноводством. С кормопроизводством связаны многие проблемы и перспективы земледелия России. Кормопроизводство - самая масштабная и многофункциональная отрасль растениеводства, но в тоже время оно является важнейшей отраслью животноводства и земледелия, определяет их состояние и оказывает существенное влияние на решение ключевых проблем их дальнейшего развития. Без кормопроизводства невозможно рациональное природопользование, повышение устойчивости агроэкосистем и агроландшафтов к воздействию климата и негативных процессов, сохранение ценных сельскохозяйственных угодий и воспроизводство плодородия почв, улучшение экологического состояния территории и охрана окружающей среды [18–23].

Кормопроизводство - это научно обоснованная система организационно-хозяйственных и технологических мероприятий по производству, переработке и хранению кормов. Это система улучшения и рационального использования природных кормовых угодий, создания и использования сеяных сенокосов и пастбищ на месте природных кормовых угодий и залежей, травосеяния многолетних трав, выращивания кормовых культур на пашне в системе севооборотов, селекции и семеноводства новых высокопродуктивных и устойчивых сортов кормовых культур, производства кормов для животноводства в промышленности, заготовки, хранения и рационального использования кормов.

Значение и функции природных кормовых угодий в биосфере, агроландшафтах, сельском хозяйстве очень значительны. Луга и культура многолетних трав обеспечивают аккумуляцию солнечной энергии и накопление биомассы в биосфере и агроландшафтах, накопление углерода и накопление гумуса, многообразие и био- разнообразие экосистем, их флоры и фауны. Они обладают большой устойчивостью к внешней среде, изменению климата и погоды, соединяют в себе экономику, экологию и эстетику сельского хозяйства [23, 24].

Кормопроизводство играет важнейшую, решающую роль в управлении сельскохозяйственными землями России, в обеспечении их продуктивности, устойчивости и рентабельности. От уровня научно-технического прогресса кормопроизводства зависит многое в дальнейшем развитии сельского хозяйства, продовольственной и экологической безопасности страны.

Создание экологически устойчивой структуры из продуктивных и протективных экосистем, обеспечение нормального функционирования агроэкосистем и агроландшафтов являются в настоящее время первоочередными вопросами в решении проблем смягчения засух, уменьшения эрозии почв, оптимизации продуктивности сельскохозяйственных угодий и улучшения окружающей среды. Сохранение ценных сельскохозяйственных земель и плодородия почв возможно только при создании благоприятных условий для почвообразования и развития почвенной биоты, обеспечения активной жизнедеятельности основных почвообразователей – многолетних трав и микроорганизмов.

Важными вызовами для государства, общества и науки являются возрастание антропогенных нагрузок на природу, которые достигают критических значений, создают экологические проблемы и реальную угрозу для жизни и здоровья населения в разных регионах России. Наиболее существенные проблемы в настоящее время испытывает степное природопользование.

Веками множится проблема деградации сельскохозяйственных земель в степи. Найти правильный выход из сложившейся ситуации, указать точные практические пути решения проблем – актуальная государственная задача.

В степных регионах России 65% пашни, 50% пастбищ и 28% сенокосов подвержены разрушающему действию эрозии, дефляции, засухе, опустыниванию, дегумификации и др. неблагоприятным явлениям. Наиболее значительные экобиологические проблемы характерны для юга России, испытывающего наиболее сильные и постоянные антропогенные нагрузки (разбалансированность структуры агроландшафтов, посевных площадей и севооборотов нарушение структуры почвенного покрова, условий увлажнения, питания, вынос элементов питания и др.). Преобладающие на пашне сверх допустимой нормы однолетние культуры, особенно пропашные, требуя значительных затрат на обработку почвы, внесение удобрений, гербицидов и др., способствуют развитию процессов эрозии, дефляции и дегумификации почв. Наи- большие потери гумуса наблюдаются на пашне, расположенной в степной зоне [18–31].

Основными требованиями современности к государству, обществу и науке сегодня являются: 1) «переход к высокопродуктивному и экологически чистому сельскому хозяйству»; 2) «учет взаимодействия человека и природы»; 3) «развитие природоподобных технологий», «управление экосистемами» [2].

Рациональное природопользование, реализуемое комплексным управлением природными ресурсами в сельском хозяйстве является актуальнейшим вопросом на протяжении всей истории человечества. Со временем его актуальность будет только нарастать. Рациональное природопользование всегда было, есть и будет среди приоритетных направлений развития науки, технологий и техники Российской Федерации и всего мира [18, 23, 26, 31].

Обеспечить стабильность сельскохозяйственного производства, защитить его от засух, разрушения эрозией и дефляцией, повысить плодородие почв в полной мере может только рациональное природопользование. Рациональное природопользование и охрана окружающей среды в сельском хозяйстве – необходимые условия для обеспечения продуктивного долголетия степных экосистем и агроландшафтов.

Создание экологически устойчивой структуры из протективных и продуктивных экосистем, обеспечение нормального функционирования агроландшафтов являются в настоящее время первоочередными вопросами в решении проблем смягчения засух, уменьшения эрозии почв, оптимизации продуктивности сельскохозяйственных угодий и улучшения окружающей среды.

Полевые культуры весьма существенно различаются по их влиянию на процессы минерализации гумуса и почвообразования. Наибольшие среднегодовые потери гумуса наблюдаются под чистым паром и пропашными (1,5–2,5 т/га), средние — под зерновыми и однолетними травами (0,4–1 т/га). Под основными почвообразо-вателями – многолетними травами, запасы гумуса увеличиваются на 0,3–0,6 т/га [23, 32–41].

В целях развития биологизации и экологизации сельского хозяйства, обеспечения экологической безопасности в сельском хозяйстве и ее реализации, необходимо ориентировать Центр на решение следующих проблем:

• -    изучение, обобщение и использование зарубежного опыта в сфере биологизации и экологизации сельского хозяйства;

• -    научное обеспечение биологизации и экологизации сельского хозяйства;

• -    селекцию специализированных сортов и гибридов и первичное семеноводство сельскохозяйственных растений, устойчивых к болез-

• ням и вредителям в технологиях возделывания для получения экологически безопасной продукции;

• -    разработку агротехнологий для биологиза-ции и экологизации сельского хозяйства;

• -    разработку методов повышения исходного уровня плодородия и его поддержания для почв, предназначенных для возделывания культур по биологическим и экологическим технологиям;

• -    разработать комплекс мероприятий по сохранению и восстановлению агроландшафтов, а также меры, направленные на совершенствование структуры земельных угодий и на оптимизацию структуры посевных площадей с учетом территориальной специализации сельскохозяйственного производства и возможности организации на них биологизации и экологизации сельского хозяйства;

• -    обеспечить разработку и утверждение объективных показателей и методов аналитического контроля, позволяющих идентифицировать экологически безопасную продукцию;

• -    разработку мероприятий в сфере образования, подготовки и переподготовки кадров, консультирования в сфере производства и оборота экологически безопасной продукции, предусмотрев государственную поддержку в части компенсации затрат на прохождение обучения и переподготовки кадров;

• -    информационную поддержку производства и продвижения экологически безопасной продукции, в том числе на мировом рынке с целью наращивания экспортного потенциала Российской Федерации.

ВЫВОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Роль кормопроизводства в управлении агроландшафтами и, прежде всего, лугопастбищного хозяйства и культуры многолетних трав в современных условиях, с ограничением финансовых и материальных ресурсов еще более возрастает. Требования сохранения почвенного плодородия, обеспечения продуктивности и устойчивости сельскохозяйственных земель, экологизации и охраны окружающей среды выдвигают на первый план биологизацию и адаптивную интенсификацию сельского хозяйства.

Приоритетное развитие кормопроизводства неразрывно связано с повышением продуктивности и устойчивости агроландшафтов, сельскохозяйственных земель, более полным использованием неисчерпаемых воспроизводимых природных ресурсов и стабильным развитием сельского хозяйства.

Одностороннее увлечение экономически привлекательными культурами (зерновые, подсолнечник) привело к нарушению севооборотов, ухудшению фитосанитарного состояния по- севов, развитию негативных процессов деградации сельскохозяйственных земель. Система севооборотов должна обеспечивать бездефицитный баланс гумуса, препятствовать ухудшению фитосанитарного состояния посевов и почвоутомлению на полях. Для этого необходимо оптимальное соотношение однолетних культур и многолетних трав. Избыточное превалирование отдельных культур ведет к ухудшению фитосанитарного состояния посевов и почвоутомлению. Севообороты - важнейшее средство борьбы с сорняками, возбудителями болезней и вредителями, потери мирового урожая от которых, по данным ФАО, достигают 25%. При этом многолетние травы на пашне - важнейшее средство восстановления и поддержания плодородия почвы.

Важнейшей задачей нашего государства является обеспечение продовольственной и экологической безопасности России. Сохранение продуктивного долголетия ценных сельскохозяйственных земель и плодородия почв возможно только при создании благоприятных условий для функционирования сбалансированных, природоподобных агроэкосистем и агроландшафтов, почвообразования и развития почвенной биоты, обеспечения активной жизнедеятельности основных почвообразователей – многолетних трав и микроорганизмов.