02.08.2024
Как прокормить растущее население Земли? Эксперт о продовольственной безопасности Казахстана
Президент Касым-Жомарт Токаев в своем Послании «Экономический курс Справедливого Казахстана» заявил, что в Казахстане следует принять меры по развитию агронауки и применять её в сельском хозяйстве. Он также отметил, что для успеха важен выбор приоритетных направлений, на которых следует сфокусировать усилия научного сообщества, государства и бизнеса. Об этом пишет Barysmedia.
О перспективах, достижениях в агронауке, проблемах и не только мы поговорили с заведующей лабораторией почвоведения и агрохимии, кандидатом сельско-хозяйственных наук КазНИИЗиР Алмагул Малимбаевой.
– Алмагул Джумабековна, вы почти двадцать лет преподавали в Аграрном университете и проводили занятия по агрохимии и почвоведению. Какие изменения произошли за это время?
– Да, за 20 лет произошли не малые перемены и реформы в сельском хозяйстве страны. На мировом рынке непрерывно появляются современные решения и перспективные технологии, улучшающие и упрощающие жизнь фермеров и аграриев. Это высокопроизводительная техника, цифровые приложения, а также ресурсосберегающие технологии — все эти направления непрерывно совершенствуются из года в год, повышая качество и улучшая свою функциональность.
В области агрохимии также постоянно появляются новинки. Если раньше на полях применялись в основном лишь почвенные удобрения (суперфосфат, мочевина, селитра, калий хлористый), то сегодня агрохимическая промышленность готова предложить фермерам множество современных марок минеральных удобрений для различных способов применения (обработка семян перед посевом, внекорневая подкормка, фертигаторы и различные биопрепараты), подобрать которые можно с учетом особенностей почвенно-климатических условий и потребностей конкретной культуры. Еще 30 лет назад таких инновационных марок удобрений еще не использовали так много, а сейчас это тренд в современном интенсивном земледелии. Получить высококачественную продукцию в растениеводстве невозможно без применения удобрений. И тем более, решение проблемы продовольственной безопасности невозможно без применения средств интенсификации, где на первом месте стоят органические и минеральные удобрения. Это особенно важно в свете вопроса о том, как прокормить ежегодно растущее население земного шара, существенно опережающее расширение площадей пахотных земель.
– А как влияют удобрения на урожайность сельхозкультур и плодородие почвы?
– Удобрения – это такая пища для растений, как и для нас еда, которую мы ежедневно принимаем для того, чтобы жить. Опытом мирового земледелия доказано, что удобрениям, как минеральным, так и органическим, принадлежит ведущая роль в повышении урожая с/х культур и улучшении его качества, повышения плодородия почв. Например, американские ученые в системе мер по повышению урожаев наибольший удельный вес отводят удобрениям – 41%, гербицидам – 13-20%, благоприятным погодным условиям – 15%, гибридным семенам – 8%, ирригации – 5%, прочим факторам – 11-18%. Немецкие ученые 50% прироста урожая относят за счет удобрений, а французские – до 70%. Статистические данные свидетельствуют о том, что в настоящее время за счет продукции, получаемой с помощью удобрений, обеспечивается пищей каждый четвертый житель нашей планеты.
Удобрения положительно влияют и на качество урожая. Так, азотные удобрения улучшают качество зерна зерновых культур, внесение натриевой селитры способствует повышению содержания сахара в корнеплодах сахарной свеклы, кальциевая селитра улучшает качество плодово-ягодной продукции, повышается их транспортабельность и легкость. Фосфорные – улучшают развитие корневой системы и энергию всех процессов в клетке, калийные удобрения повышают качество продукции и устойчивость растений к климатическому стрессу. Микроэлементы также положительно влияют на рост и развитие растений. Они входят в состав многих ферментов и биологически активных веществ, регулируют процессы фотосинтеза, дыхания, синтеза органических веществ, являются катализаторами и активаторами метаболизма клетки растений и т.д.
Признавая исключительно важную роль агрохимии в увеличении производства продуктов питания для человека и кормов для животных и в повышении эффективности сельскохозяйственного производства в целом, нельзя не отметить, что те же самые химические средства при неправильном их использовании могут оказывать и оказывают негативное воздействие на окружающую среду. Именно неграмотное использование средств химизации, нарушение существующих регламентов служат источником наблюдающихся отрицательных последствий.
– Одной из задач современной агрохимии является не только повышение эффективности минеральных удобрений, но и изучение экологических последствий их применения. Можете более подробнее рассказать об этом?
– При применении минеральных удобрений во многих странах мира, в том числе и в Казахстане, всё чаще ставится вопрос – не вредит ли это окружающей природе. Так как удобрения могут оказывать и отрицательное действие на окружающую среду и человека.
Ущерб окружающей природе минеральные удобрения могут нанести, прежде всего, в тех случаях, когда значительное количество питательных веществ смывается с поверхности почв и вместе с водой попадает в реки, водоёмы, озёра, где они резко нарушают условия развития водных организмов. Усиливая развитие водорослей и высших водных растений, туки (неорганические удобрения – ред.) создают неблагоприятные условия для многих видов рыб. Загрязнение рек, озёр, водоёмов может быть следствием и внутрипочвенного стока.
Наибольшую опасность загрязнения окружающей среды из трёх элементов питания азота, фосфора и калия, представляет азот, что объясняется высокой подвижностью и растворимостью его соединений и, как следствие, приводит к наибольшим потерям его из-за вымывания. Потери азота при внесении умеренных норм азотных удобрений, как правило, невелики (около 3-4 кг/га). Применение их в количествах, значительно превышающих биологические потребности культур, может приводить к вымыванию до 30-60% внесенного азота.
– К каким последствиям может приводить злоупотребление азотными удобрениями?
– При избыточном накоплении азотных соединений в почве за счёт азота, минеральных и органических удобрений они активно поступают в растения и если при оптимальных дозах трансформируются почти полностью до аминокислот и белков, то при избыточном их поступлении они могут накапливаться в тканях в больших количествах.
– А что влияет на накопление нитратов в почве?
– Это несколько факторов: дозы и формы азотных удобрений, освещение, вид землепользования, биологические особенности культур и использование местных органических удобрений.
В отличие от азота, экологические проблемы, связанные с ускорением круговорота фосфора, обусловленном антропогенной деятельностью, имеют свои особенности. Во-первых, они приурочены исключительно к водной сфере; во-вторых, избыточные концентрации фосфора в природных водах не являются токсичными для живых организмов, в-третьих, проблемы, связанные с попаданием фосфора в воду, могут возникать только локально, вследствие тенденции этого элемента к концентрации на отдельных относительно небольших территориях.
– Какие еще последствия у применения фосфорных удобрений?
– Вторым негативным экологическим последствием интенсивного применения фосфорных удобрений является опасность накопления тяжелых металлов, входящих в их состав (кадмий, стронций, фтор) и обладающих высокой токсичностью и способностью накапливаться в живых организмах.
В организм животных эти элементы попадают главным образом вместе с кормами и вызывают паралич конечностей и анемию. У людей отравление осуществляется при использовании загрязненной с/х продукции, через природные воды.
В настоящее время опасности широкого загрязнения среды примесями тяжелых металлов из удобрений нет, но потенциальная опасность все же существует, что требует глубоких исследований в системе почва – удобрения – растение.
Водоемы могут загрязняться не только нитратами, но и калием, избыток которого в кормовых культурах может вызывать отравление животных.
Избыточное внесение калийных удобрений нарушает баланс магния, натрия, бора в почве и нарушение соотношения этих элементов в кормах может отрицательно сказаться на состоянии животных, поедаемых такой корм.
Таким образом, химизация сельскохозяйственного производства в отдельных случаях может нанести некоторый ущерб окружающей среде, который, однако, несопоставим с положительным влиянием удобрений и тем не менее эта проблема существует. Поэтому очень важно знать те приемы или меры, которые могут предотвратить или снизить это загрязнение.
– Какие существуют приемы снижения негативного воздействия минеральных удобрений на окружающую среду?
– Анализ мирового опыта применения удобрений свидетельствует о том, что отдельные факты отрицательного влияния удобрений на окружающую среду связаны с ошибками в практике их применения.
Наиболее важной проблемой является решение вопросов повышения коэффициента полезного действия удобрений и снижения их потерь. Последнее очень важно для охраны окружающей среды. Если для фосфорных и калийных удобрений решающее значение имеет коэффициент использования питательных веществ растениями, а неиспользованные остатки питательных веществ могут накапливаться в почвах в силу малой подвижности не впитываться и оставаться безвредными для окружающей среды, то для азотных удобрений очень важно не только повышение коэффициента использования, но и предотвращение вымывания нитратов из почв и газообразные потери в результате денитрификации.
Одним из главных условий уменьшения отрицательного влияния удобрений на окружающую среду при интенсивном их применении, является совершенствование существующих и внедрение новых технологий внесения удобрений (сроки, способы, глубина заделки и т.д).
– Вы прошли зарубежную стажировку по Международной программе «Болашак» в университете Северной Дакоты (NDSU) в США. Какой опыт вы себе переняли?
– В 2022 году я прошла свою научную стажировку по международной программе «Болашак», по категории «500 Ученых» в North Dakota State University (NDSU). Это один из крупных университетов сельского хозяйства и прикладных наук штата Северная Дакота. В процессе сбора документов, прохождения этапов конкурса, мы с учеными зарубежного университета несколько раз встречались онлайн и обсуждали наши будущие совместные исследования. С нашим зарубежным коллегой Ларри Чихачеком, профессором почвоведения NDSU определили наиболее важные вопросы в области нашей специализации, которые могут быть использованы для решения проблем в исследуемой области.
Кроме того, мы приняли участие в работе американского профессионального общества агрономов, растениеводов и почвоведов (г.Балтимор), а также посетили Дни поля на фермах и побывали на семинарах, ориентированных на более опытных консультантов.
Мне понравилось то, что ученые и фермеры в США очень тесно работают вместе. Фермеры выделяют средства на исследования, ученые работают в тесной связке с практиками. В результате обе стороны нацелены на получение высокого результата от проводимых исследований.
Например, в осенне-зимний период, когда у фермеров есть немного времени, они встречаются с учеными и обсуждают насущные вопросы. Эти встречи называются «CAFE TALK». Неплохо было бы перенять этот опыт, и проводить такие встречи и у нас.
– Дословно это переводится как «разговор в кафе», видимо, речь о беседе за чашечкой кофе?
– Верно, чаще всего такие встречи проходят зимой, когда фермеры свободны от полевых хлопот и у них есть время, чтобы подготовиться к новому сезону и получить ответы на волнующие их вопросы по введению сельскохозяйственной деятельности.
Состояние наших сельскохозяйственных угодий ухудшается, а фермерам нужна помощь наших ученых исследователей. Специалистам необходимо объединить знания и направить их на улучшение состояния наших земель и на этой основе получать стабильный урожай всех возделываемых сельскохозяйственных культур с экологически безопасным качеством. Так, учёные, может быть “перестроили” бы свои “заезженные” проекты. Актуальность некоторых проектов давно уже устарела, исследования, которые они ведут, не имеют практической значимости. Конечно, старое всегда можно переписать, а новое всегда пугает. К тому же, взрослое поколение ученых не делится своим опытом, относятся ревностно и не признает молодое поколение, а молодые, пока ищут выход из «лабиринта», теряются или уходят в другую сферу. Отсюда получается “большой разрыв” и поэтому в нашем растениеводстве ничего не меняется.
– Как проходят такие Café Talk?
– Каждая Café Talk может длиться до четырех часов. Темы включают сокращение обработки почвы, покровные культуры, плодородие почвы, животноводство, экономику, климат, болезни растений и борьбу с сорняками. Разговор идет в том направлении, в каком хотят его вести фермеры. Сельское хозяйство — это система, поэтому подход к нему должен быть комплексным.
В первый год, в таких встречах участвовали несколько десятков человек. Сегодня, после расширения территории “Cafe Talks” до 17 участков только в восточной части Северной Дакоты, охват составляет более 500 фермеров. Самое приятное то, что эти 500 человек встречаются не один, а сотни раз. Это приводит к развитию дружеских отношений и многочисленным источникам информации.
– Что еще можно было бы перенять у американских коллег?
– Второе, что мне понравилось и хотелось бы также увидеть у нас это уникальная научно-исследовательская ферма «SHARE».
Это уникальные отношения между фермерами и исследователями в Северной Дакоте, которые продолжаются уже почти 10 лет. Мы были на этой ферме, где летом прошел «День Здоровья Почвы». Аббревиатура SHARE (The Soil Health and Agriculture Research Extension) переводится как «Здоровье почвы и сельскохозяйственные исследования».
Здоровье почвы и сельскохозяйственные исследования» — это проект, созданный для проведения полевых исследований Университетом штата Северная Дакота (NDSU) и кооператорами фермеров, а также при поддержке товарной группы.
Первая ферма SHARE находится на юго-востоке Северной Дакоты (Mooreton) и она была открыта в 2013 году. В 2019 году открыли вторую ферму SHARE в северо-восточной части штата (Logan Center).
Ферма по расширению исследований в области здоровья почвы и сельского хозяйства (SHARE) является главной площадкой для программы здоровья почвы NDSU, где проводятся долгосрочные исследования, проводимые фермерами в полевых условиях.
Целью SHARE Farm является привнесение общесистемной оценки в практику укрепления здоровья почвы с привлечением преподавателей NDSU, занимающихся почвоведением, растениеводством, энтомологией, климатологией, инженерией и экономикой сельского хозяйства. Длительность исследований и расширение деятельности в течение как минимум 10 лет.
– Вы также побывали на необычной ферме «Farm in the Dell» в США и сельскохозяйственной ярмарке «Осенний фестиваль». Расскажите об этом.
– «Осенний фестиваль» – так называется ярмарка на ферме «Farm in the Dell». Миссия “Farm in the Dell” — превратить ограниченные возможности в способности.
Здесь работают люди с ограниченными возможностями, в основном, молодежь. Детей обучают новым жизненным навыкам, предоставляя им возможности трудоустройства, которые дают им чувство выполненного долга и принадлежности какой-то общности.
– Как появилась идея создать ферму?
– Ферма была основана в 2012 году группой родителей детей с ограниченными возможностями, которые беспокоились о будущем своих чад. Эти родители хотели, чтобы качество жизни их отпрысков оставалось прежним после выхода из школьной системы.
Узнав о ферме в Dell International, эти родители выступили за то, чтобы перенести ферму в Dell в район Фарго-Мурхед. С тех пор, благодаря невероятной поддержке сообщества очень преданных волонтеров, ферма быстро росла и продолжала развиваться. В настоящее время ферма имеет площадь 30 акров (более 12 га).
На этом участке есть две теплицы, грядки с клубникой, большой сарай, где проходит ярмарка и хранятся полевые принадлежности и сад площадью 6 акров (2,5 га).
На ярмарку приходили семьями. Волонтеры организовали различные развлекательные программы для детей. Малыши играли, разрисовывали декоративные тыквы, из семян различных культур делали узоры и клеили на бумаге, устраивали “гонки” хомячков, выпускали мыльные пузыри, бегали в лабиринте и катались на поезде. Поезд был специально сделан из больших баков из-под горючего, и его тянул трактор.
Взрослые и дети также сами могли собрать овощи с полей и купить их. Тут же можно было купить гамбургеры и различные закуски.
– Резюмируя сказанное, на какие проблемы вы бы обратили наиболее пристальное внимание?
– Первоочередная проблема – это снижение почвенного плодородия и ухудшение здоровья почвы. И одна из первоочередных проблем сегодняшнего земледелия – сохранение и поддержание плодородия почв агроценозов на высоком уровне.
Для контроля и оценки степени деградации и загрязнения земель сельскохозяйственного назначения необходимы агрохимические научные лаборатории, оснащенные и укомплектованные современными исследовательскими приборами мирового уровня. Конечно, я не умаляю достоинство и значение классических методов в почвоведении и агрохимии, но нужно идти в ногу с миром и переходить на более современные инновационные методы определения почв и растений, чтобы отвечать требованиям мирового стандарта и качества по оценке и состоянию почвенного плодородия наших почв. Поэтому, хотелось бы, чтобы наши исследовательские агрохимические лаборатории имели хорошую материально-техническую базу для лучшего введения наших исследований и продвижения публикаций в топовых международных журналах с высоким импакт-фактором, индексируемых в базе данных Scopus и WOS.
– Спасибо за интервью!
