Природозависимость сельского хозяйства и практическая непредсказуемость погодных условий – не повод надеяться ни на схожесть с предыдущими годами, ни на внезапный дождь в решающие фазы развития культур, уверен заведующий лабораторией адаптивной и агроландшафтной технологии Научно-производственного Центра Зернового хозяйства им. А.И. Бараева Канат Акшалов. Полагаться в зоне засушливого земледелия стоит только на научно-обоснованные решения при возделывании культур с учётом факта, что засуха здесь явление обычное.
Значение зимних осадков
В засушливых условиях Северного Казахстана содержание почвенной влаги, погодные условия периода вегетации сельскохозяйственных культур в сочетании с технологией выращивания определяют уровень продуктивности и качество сельскохозяйственной продукции, и эффективность в целом системы земледелия. И это не только в Северном Казахстане. К примеру, сельскохозяйственное производство Канады, где высокий уровень применения наукоемких технологий, также природозависимо.
Вопрос продуктивного использования почвенной влаги для земледельцев Северного Казахстана был всегда главным. Почвенная влага определяет эффективность всех агротехнических приемов: это относится и к срокам посева, эффективности удобрений и к контролю сорных растений и к прохождению нитрификационных процессов и т.д. Пополнение и накопление запасов почвенной влаги по стерневым предшественникам в основном происходит за счет зимних осадков. Стерневые предшественники составляют до 80-90 % от севооборотной площади. Естественно, до 85 % валового сбора сельскохозяйственной продукции приходятся на стерневые предшественники.
А что на полях?
Мониторинг снегоотложения на 15 января текущего года в северных областях Казахстана показывает, что высота снежного покрова в степных регионах в зависимости от экспозиции склонов и агрофонов в среднем составляет 12-15-20 см. Это, конечно, мало! Плотность снежного покрова после морозов и оттепелей позволяет формировать устойчивые к выдуванию снежные валы.
Осенние запасы почвенной влаги в метровом слое почвы по стерневым предшественникам после зерновых культур в засушливых регионах Северного Казахстана не превышают 35 мм. Высота снежного покрова после льна, гороха, чечевицы еще меньше. Исходные запасы почвенной влаги — на уровне среднемноголетних данных. В отдельных зонах Северо-Казахстанской области запасы почвенной влаги достигают 55-80 мм и по многолетним травам около 31,0-40,0 мм. Мало это или много? Это – средние показатели, близкие к многолетним данным. В зоне каштановых почв запасы почвенной влаги меньше на 15-20 %.
Содержание почвенной влаги в метровом слое почвы по паровым полям, где проводилась тщательная подготовка почвы в летний период, находится в метровом слое на уровне 110-120 м. На паровых полях, где проводилось до 2-х обработок почвы в течение летнего периода, или где в результате недостаточной химической или механической обработки почвы присутствуют сорные растения, содержание почвенной влаги находится на уровне 50-60мм. Как правило, почва паровых полей сильно промерзает, и ожидать существенного пополнения почвенной влаги за счет талых вод не придется.
В свете новых климатических вызовов
Кроме засушливых явлений, в последнюю декаду лет на принятие технологических решений оказывает влияние изменение погодных условий, точнее режим выпадения атмосферных осадков и температурные изменения. В национальном докладе по изменению климата показано, это подтверждают и наши наблюдения, что в среднем отмечается тенденция повышения температуры воздуха, но в отдельные годы возможны резкие отклонения, как в сторону потепления, так и в сторону похолодания.
Изменился режим выпадения атмосферных осадков. Это сегодня один из серьезных вызовов, который требует адаптации технологических решений. Как это учесть и как смягчить эти явления. К сожалению, у нас нет долгосрочных прогнозов погоды, и никто с уверенной вероятностью не может предсказать — будет засуха или незасуха. Засуха в любом ее проявлении – это обычное явление для засушливого земледелия. Для адаптации к этим вызовам, каждый агроном должен знать почвенно-климатические условия зоны выращивания, ландшафт территории землепользования, знать историю полей.
Стратегия влагонакопления-2022
Что мы имеем на сегодняшний день в поле. Исходя из реальной обстановки в поле задача будет заключаться в продуктивном использовании зимних атмосферных осадков с учетом имеющихся запасов почвенной влаги: как правильно распорядиться почвенной влагой, сохранить, пополнить и эффективно использовать его, чтобы «пережить» раннюю засуху. Опыт 2020 и 2021 гг. показал, что «пережить» и смягчить отрицательно влияние жары и суховеев в ранний период развития сельскохозяйственных культур можно на основе грамотного использования структуры посевов, грамотного применения сроков посева и размещения сельскохозяйственных культур по элементам ландшафта.
Характер выпадения зимних атмосферных осадков в ноябре-январе 2021-22 гг. вызывает определенные вопросы: количество осадков в ноябре-январе месяце ниже обычных показателей (таблица).
Таблица. Исходные данные по атмосферным осадкам, содержанию почвенной влаги по природно – климатическим зонам страны по данным научных учреждений *
Практически отсутствует снежный покров на отвально обработанной пашне. В этой ситуации возникает вопрос: надо ли проводить снегозадержание, с другой — запасы осенней почвенной влаги в почве в условиях северных областей Казахстана не вызывают большого оптимизма. Очень важный момент — это распределение влаги по горизонтам почвы. Так, в нашем случае на сегодняшний день до 70 % влаги находится в верхнем слое почвы 0-20 см. Нижние горизонты почвы практически сухие. Аналогичная ситуация во всех почвенных зонах. Надо помнить, что весенние запасы почвенной влаги пополняются в основном за счет весенних талых вод. Причем необходимо промачивание почвы до глубины корнеобитаемого слоя почвы – а это не меньше метрового слоя почвы. Поэтому в условиях текущей ситуации проведение зимних влагонакопительных мероприятий является очень важным, особенно на полях с осенней зяблевой обработкой почвы. Исключение могут составить поля с оставленной высокой стерней. На отдельных элементах ландшафта также возможно естественное хорошее снегоотложение. Промачивание почвы зависит от запасов воды в снеге и интенсивности оттаивания почвы. Многолетние наблюдения показывают, что промачивание почвы составило всего 60 см на полях, где не было снегозадержания и где была стерня обычной высоты. Необходимо отметить, что коэффициент впитывания талых вод на паровых полях составляет всего 15-17-22% от запасов воды в снеге! Стерневые предшественники впитывают до 60% и более воды от снега. Остальная вода испаряется и стекает с полей. Весенние атмосферные осадки в основном расходуются на испарение.
Снегозадержание без угрозы водной эрозии
Одним из доступных и реальных методов снижения и смягчения отрицательных последствий засухи является снегозадержание.
На полях, где было проведена осенняя обработка почвы, необходимо проведение снегозадержания. На выровненных полях необходимо проведение снегозадержания независимо от обработки почвы, если недостаточно запасов почвенной влаги.
Особое внимание должно быть уделено защите почв от эрозии. При проведении зимнего снегозадержания необходимо учитывать топографию полей: не проводить снегозадержание вдоль склона, тем более, если не было осенней зяблевой обработки почвы. Требует внимательного проведения снегозадержания на паровых полях, где мало влаги почвенной: категорически не проводить вдоль склона, в отдельных случаях воздержаться от снегозадержания, если достаточно осенних запасов почвенной влаги. Сток талых вод, смыв почвы, оврагообразование в основном происходит в паровых полях. В первую очередь обратить внимание на предшественников, где традиционно мало растительных остатков и стерни, где мощность снега незначительна и при слабом проективном покрытии почвы в весенний период с поверхности таких полей происходит интенсивное испарение почвенной влаги. Категорически не рекомендуется проводить интенсивное снегозадержание на склоновых полях, где осенняя обработка почвы проводилась вдоль склона!! Высота снежных валов должна быть не менее 35-40 см. Это примерено 70-110 мм воды.
Хотелось бы напомнить, что сформированные снежные валы из рыхлого снега унесет ветром. За счет грамотного проведения снегозадержания можно смягчить действие засухи и жары и дополнительно гарантированно получить 2-3 центнера зерна с 1 гектара. Это примерно 20-25 тыс. тенге прибыли на 1 гектар при цене 120 тыс. тенге за 1 тонну зерна.
Осадки: когда важно не количество, а время выпадения
Существует прогноз погоды общего пользования, но научно-обоснованного, надежного долгосрочного прогноза в условиях сухой степи пока не существует. Существует закон компенсации, когда иногда выдерживается среднегодовой режим погоды: если в одном сезоне было отклонение в одну сторону, то в последующих сезонах должно быть отклонение в сторону противоположную. Есть районы с каштановыми почвами, где вероятность проявления засушливых явлений чаще, чем в зоне черноземных почв. Так и случилось в 2021 году. Это часть территории Акмолинской области, часть территории Костанайской области (бывшая Торгайская область), почти все зоны Карагандинской и Павлодарской областей. В этих зонах можно с вероятностью 75-85 % предполагать ежегодное проявление краткосрочных засушливых явлений. Важно не количество осадков в сравнении с многолетними данными, а время их выпадения.
Проблема последних лет – обильные поздние осадки во второй половине вегетации сельскохозяйственных культур, удлиняющие вегетационный период, затягивающие уборочный период и, что самое главное, влияющие на качественные характеристики зерновой продукции. Зимний период также характеризуется неравномерностью выпадения осадков.
Наукой убедительно доказано, что, если в почве достаточно хороших запасов влаги, растения могут перенести июньскую засуху и при выпадении осадков в июле-августе месяце формируется хороший урожай сельскохозяйственных культур при условии выполнения всех требований технологии возделывания.
Что считать засухой?
Анализ многолетних данных показывает, что трудно найти закономерность и невозможно прогнозировать сценарии погодных условий предстоящего вегетационного периода. Мы можем говорить о факторах и условиях, которые могут смягчить и уменьшить влияние жары и засухи.
В последнее время само понятие «засуха» и его влияние на продуктивность сельскохозяйственных культур имеет неопределенный характер. Часто используют сумму атмосферных осадков за сельскохозяйственный год или за вегетационный период. Например, в зоне черноземных почв можно ли считать 2020 и 2021 годы засушливыми по сумме атмосферных осадков. За 2019-20 сельскохозяйственный год сумма осадков составила около 410 мм при среднемноголетней 320 мм. В 2020-21 гг. сумма атмосферных осадков за сельскохозяйственный год составила 274, 5 мм. Все же 2020 год не совсем характерен как засушливый и за июнь-август месяцы количество осадков составило 124 мм, а в 2021 году – 88 мм. Но эти годы были крайне жаркими с суховеями и различались по температурному режиму в период вегетации сельскохозяйственных культур по сравнению с другими годами.
Несмотря на исключительно жаркие погодные условия, сельхозтоваропроизводители, которые придерживались рекомендации науки, получили отличные урожаи с хорошими качествами зерна. Например, хозяйства «Нур Астык», «Жакен-1» Шортандинского района на площади 70 и 8,0 тыс. гектаров соответственно получили в среднем по 17-20 ц/га зерна яровой пшеницы. ТОО «Фермер 2002» Астраханского района стабильно получает в последние годы урожайность яровой пшеницы на уровне 2,0 тонн с 1 гектара. В то время хозяйства, которые игнорировали рекомендации ученых, получили по 6-8 ц/га. В наших научных исследованиях в условиях 2020-21 гг. года при использовании всех элементов технологии выращивания, к примеру, урожайность яровой пшеницы по стерневым предшественникам была на уровне 26-30 центнеров с 1 гектара с хорошими качественными показателями. При несоблюдении элементов технологии выращивания (обычная технология) урожайность яровой пшеницы составила 8-10 ц/га.
Для характеристики погодных условий вегетационного периода используют гидротермический коэффициент (ГТК). Но зачастую он не дает объективную оценку. Необходимо определять ГТК по ответственным фазам развития растений. Иногда ГТК может быть низким, но достаточно 2-х атмосферных осадков в летнее время, чтобы сформировать достаточный урожай сельскохозяйственных культур (при условии соблюдения всех рекомендаций ученых).
В разрезе последней декады лет
Анализ последней декады лет показывает, что только в 3-х случаях из 12 лет, когда острозасушливыми были 2010, 2012 и 2021 гг., сумма осадков в первой половине зимы была ниже нормы на 25-65%. Связь недостатка осадков за ноябрь – март месяцы с проявлением засухи подтвердилась в 2010 и 2012 гг. В 2020-21гг. эта связь не подтвердилась, когда сумма зимних осадков превышала многолетние показатели и были на уровне благоприятных лет.
В текущем 2021-22 гг. в Акмолинской и Северо-Казахстанской областях сумма осадков за первую половину зимы напоминает вышеотмеченные годы и дефицит осадков составляет около 50 % от многолетних данных и примерно 50-60 % от осадков, к примеру, 2018-19 гг.
После исключительно засушливых лет, какими были в 1991, 2010 и 2012 гг, только 1992 и 2011гг., то есть в 2/3-их случаев, характеризовались исключительно благоприятным вегетационным периодом для выращивания сельскохозяйственных культур. 2013 год характеризовался проявлением болезней растений.
Все эти приведенные сценарии погодных условий показывают, что очень трудно подобрать и ориентироваться на какую-то закономерность. Можно учитывать складывающиеся условия, но не искать аналогичные решения и ориентироваться на вроде бы схожие годы и надеяться на вероятностную статистику – будет засуха или не будет, которая ничего не гарантирует. Сегодня нам надо пополнять запасы влаги в почве. Сумма осадков за зимний период может показать вероятностную зависимость, но не более – «много снега еще не означает много урожая». Задача заключается в эффективном сохранении и продуктивном использовании почвенной и атмосферной влаги. Один из путей решения вопросов, это – дифференцированное применение элементов управления урожаем и адаптация элементов системы точного земледелия. О потенциале и резервах повышения устойчивости земледелия мы поговорим в следующих беседах.