Изменение климата: вызовы и решения в российском сельхозпроизводстве
Фактор погоды — ключевой в успешности сельхозпроизводства. Глобальные и локальные климатические изменения оказывают огромное влияние на условия ведения и развития сельского хозяйства в целом и растениеводства в частности. Как всемирное потепление отражается на растениеводстве в России? С какими проблемами сталкиваются аграрии и какие вызовы бросает меняющийся климат современным производителям сельхозтехники? Каковы тенденции развития сельхозпроизводства в этих нестабильных условиях и возможно ли адаптироваться к изменяющимся реалиям с помощью точного земледелия?
Изменения климата — не миф
О фактах глобального изменения климата ученые всего мира говорят на протяжении последних 30–40 лет. А специальные ежегодные конференции ООН по этому вопросу проходят аж с 1995 года.
В контексте изменения климата на планете разговор чаще всего идет о глобальном потеплении — росте среднегодовой температуры воздуха по земному шару. Некоторые исследователи отмечают, что потепление началось приблизительно с конца ХIХ века, что может быть связано с индустриальной революцией, но также не исключено, что оно имеет естественный природный характер. Фактом остается, что изменения климата и тенденция к повышению температуры действительно есть.
Ученые1 еще в 2013 году доказали, что начиная с 1850 года температура воздуха с каждым десятилетием повышалась. И в среднем к настоящему времени приповерхностная температура воздуха за период 1901–2019 гг. выросла на 0,89±0,20 °C. А 30-летний период 1983–2012 гг. был самым теплым в Северном полушарии за последние 800 лет! Последние семь лет в целом стали самыми теплыми на планете за всю историю наблюдений2.
Более того, исследования показывают, что в 2022 году потепление климата в России шло в 2,5 раза быстрее, чем в среднем на планете3. Так, если в последние 40 лет прирост среднегодовой приземной температуры на всем земном шаре составлял 0,18 °С за 10 лет, то в России за тот же период — 0,47 °С.
Агрокультуры шагнули на Север
— Подобные изменения климата не могли не повлиять на агросектор РФ, — отмечает к. б. н., соавтор коллективной монографии «Глобальные изменения климата и прогноз рисков в сельском хозяйстве России», эксперт по точному земледелию и основатель компании «Агроноут» Алексей Трубников. — Так, увеличение температуры вместе с развитием селекции и новых агротехнологий позволило значительно расширить ареал возделывания ряда агрокультур.
К примеру, в северных регионах Центрального округа, на Урале и в Сибири сейчас вполне успешно выращивают кукурузу. Теплолюбивого подсолнечника в советские годы, например, практически не было в Алтайском крае, а сейчас он возделывается в Брянской, Рязанской и даже Челябинской областях, а на Алтае в 2022 году в некоторых передовых хозяйствах урожайность подсолнечника доходила до 40 ц/га на круг!
— О сое в начале двухтысячных годов мы только слышали из Приморского края и Белгородской области, — продолжает Алексей Трубников. — Сейчас высокие урожаи сои снимают не только на Белгородчине, но и в Калужской, Орловской, Липецкой, Тамбовской областях, в Алтайском крае, которые совсем недавно считались малопригодными для сои. То же самое произошло и с озимым рапсом, который до этого сеяли только на юге (Краснодарский край, Ставрополье), а сейчас успешно выращивают в Брянской, Тульской, Калужской, Московской, Вологодской и даже Ленинградской областях.
Например, руководитель проекта «СХТ Агро» Николай Сергеев в Калужской области собирает 45 ц/га озимого рапса, 90 ц/га озимой пшеницы и 28 ц/га сои.
Челлендж для сельхозтехники
Экстремальные температуры
— Повышение температуры в целом привело к тому, что в некоторых областях летом температурные рекорды держатся в течение продолжительного времени, — замечает независимый агроконсультант, глава компании ITC («Интернэшнл технолоджик консалтинг») Юрий Игрунов. — К примеру, раньше в Курской области дни, в которые температура воздуха повышалась до +45 °С, были экстремальной редкостью. Сейчас в совокупности их количество составляет не менее 10–15 за каждое лето. Таким образом, изменение климатических условий создает новые вызовы и для сельхозтехники, которая должна быть рассчитана на уборку в подобных экстремальных условиях.
— В новейшей истории с 2009 года, когда начались поставки на сопредельные рынки, такие как Азербайджан, Ангола и др., наши инженеры получили задачу разработать систему охлаждения двигателя для работы при наружной температуре воздуха +40–45 °С, — рассказывает управляющий товарной группой «Зерноуборочные комбайны» компании Ростсельмаш Сергей Савенков. — Уже тогда вопрос функционирования комбайнов при экстремальной жаре стоял остро, и, работая над новыми поколениями сельхозмашин, мы это учли. Сейчас эта задача стала актуальной и для некоторых регионов нашей страны.
Увеличение разнообразия возделываемых агрокультур
— Расширение спектра агрокультур и продвижение их в северные регионы привели к тому, что во многих предприятиях сезонное время эксплуатации комбайна существенно увеличилось, — продолжает Юрий Игрунов. — И если 10 лет назад средний срок использования зерноуборочного комбайна составлял 14–25 дней, то в современных реалиях машину могут эксплуатировать свыше трех месяцев в году. Это требует универсальности комбайна, повышения надежности всех узлов, а также особого внимания к комфорту оператора, который проводит в кабине около 90 суток.
По наблюдениям Сергея Савенкова, долговременной эксплуатации подвергаются мощные и высокопроизводительные комбайны, которые в больших агрохолдингах могут «перекидывать» в разные области на уборку различных культур, используя вплоть до полугода.
— Именно поэтому такие машины, как T500, RSM 161, TORUM 785, оснащаются новой кабиной Luxury Cab, — поясняет Сергей Савенков. — В сравнении с Comfort Cab II она почти в 1,5 раза больше, а из дополнительных плюсов в ней присутствуют климат-система, улучшенная шумоизоляция и система подвески кабины, а также большое кресло механизатора с пневматической подвеской.
Увеличение разнообразия возделываемых культур, помимо повышения нагрузки на комбайн, требует инструментария для уборки, а именно — специфичных жаток. Так, например, еще несколько лет назад у компании Ростсельмаш в портфолио не было ни соевых, ни специализированных рапсовых жаток. В этом не было необходимости из-за небольшого спроса.
— Свыше 10 лет назад в компании заметили расширение соевого пояса и разработали специализированные жатки FLOAT STREAM с гибким режущим аппаратом, — отмечает Сергей Савенков. — А в прошлом году стремительное разрастание областей возделывания рапса побудило нас выпустить первую специализированную рапсовую жатку АCTIVE STREAM с гидравлическим выдвижением стола.
Адаптация к северным землям
Активное продвижение зерновых и пропашных культур к северу поставило перед современными комбайнами проблему движителя.
— Низкая несущая способность почвы, свойственная северным регионам, ставит задачу проходимости во время уборочной кампании, — отмечает Юрий Игрунов. — Например, во время жатвы кукурузы в Псковской области, зерновых — в Калининградской или Ленинградской и т. д.
Так, еще 10 лет назад компания Ростсельмаш полноприводные и гусеничные комбайны выпускала в основном «на Европу», Дальний Восток или специально для уборки риса. В настоящее время спрос на полный привод и гусеничный ход вырос.
— Запросы на полноприводный комбайн поступают из многих регионов России, а гусеничный VECTOR 450 Track требуется не только рисоводам, но и для топких полей при уборке кукурузы в северных или северо-западных областях, — замечает Сергей Савенков. — Из-за увеличения сроков уборки и применения мощных машин компания приступила к разработке собственного решения по созданию полугусеничного хода для комбайнов. В этом году стартует первая опытно-промышленная партия.
Непредсказуемость погоды и плодородие почв
Глобальное потепление — лишь одно из проявлений изменения климата. Одновременно происходят изменения в гидрологическом режиме (продолжительность и интенсивность осадков), уровне грунтовых вод, учащаются всевозможные погодные аномалии (ураганы, смерчи, паводки, засухи и пр.), а также волны чередования тепла и холода. В ООН предупреждают4, что глобальное потепление ведет к деградации почв в результате засух, наводнений и лесных пожаров.
— Изучая изменение климата с точки зрения агропочвоведения, мы обнаружили, что за последние 40 лет (до 2009 года) не только повышалась температура, но и количество осадков в Центральной России нарастало, — рассказывает Алексей Трубников. — Проведенный нами анализ динамики годовых осадков за 85 лет, по данным Чакинской метеостанции Тамбовской области, показал, что среднегодовая сумма осадков увеличилась на 85 мм и составила 503 мм за 1951–2000 гг. против 415 мм в 1914–1950 гг. Устойчивый тренд на увеличение увлажнения в европейской части России зафиксирован с начала 70-х годов.
Похожие закономерности, по его словам, отмечались в Центрально-Черноземной зоне (Липецкой, Курской, Рязанской и др. областях) и некоторых районах ЮФО, где в среднем за десятилетие количество осадков последовательно возрастало.
— Урожайность в этих регионах стала увеличиваться, при этом не требуя особенных усилий со стороны аграриев для минимизации рисков засухи, — замечает Алексей Трубников.
Однако с 2010 года участились засухи, и постоянный подъем грунтовых вод в ЦЧР сменился их глубоким падением, засушливостью почвы и серьезными скачками урожайности.
— Хотя зимы стали мягче, расслабляться агрономам опасно: погода в целом стала менее предсказуемой, — рассуждает Алексей Трубников.
За последние 50 лет произошло более 11 000 природных бедствий, экономический ущерб от которых составил порядка 3,6 трлн долларов5. А что касается России, в последние 7 лет ежегодно фиксируется в 2,5–3 раза больше опасных явлений относительно предыдущих десятилетий. Так, если в 1980–1990 гг. наблюдалось примерно по 100–150 опасных природных явлений в год, то сейчас — 450–500, и их число будет расти6.
Новая эпоха
— Предсказуемость результатов прогнозов погоды даже на две недели существенно снизилась, — убежден Алексей Трубников. — Амплитуда колебаний любых погодных явлений (температурных, влажностных, атмосферного давления, смены осадков и т. д.) стала шире. Такое сложно прогнозируемое поведение заставляет более пристально относиться к экономии затрат, предъявляет более высокие требования к подготовке парка техники и квалификации персонала, особенно механизаторов.
Стратегию адаптации земледелия к глобальным процессам изменения климата и преодоления рисков Алексей Трубников видит в более осторожном и взвешенном подходе к возделыванию любой агрокультуры, увеличении значимости точной аналитики, переходе на так называемый Data Driven Management по каждому участку поля.
— Для этого важны точная аналитика и накопленная статистика данных за длительный период времени, — говорит Алексей Трубников. — На их основе можно вычислить более точный план урожайности (по среднеобеспеченному осадками году) для каждого поля, и в зависимости от этого выстраивать дифференцированное «кормление» растений в соответствии с их потенциалом. Не гнаться за рекордами урожайности, а сфокусироваться на максимизации маржинального дохода с каждого гектара.
— Требования к технологиям и агрономам сейчас повышаются, — соглашается Сергей Савенков. — Тенденции развития сельхозпроизводства в новых реалиях указывают на начало эпохи «точного земледелия».
По мнению экспертов, для снижения зависимости от погодных факторов необходимо активно использовать «цифровую вооруженность». В том числе проводить ежедневный мониторинг метеоусловий и процесса вегетации растений в реальном времени.
— Время «среднего по больнице» — в прошлом, — уверенно говорит Алексей Трубников.
Одним из ключевых факторов выживания и развития агропредприятий в новых условиях он видит адаптацию технологии работы под конкретные участки местности.
— Кормить низкоплодородные земли, сеять на бесперспективных, в том числе с точки зрения почвенных условий (пески, солонцы и т. д.), участках, надеясь получить хороший результат в среднем, и не учитывать влагообеспеченность почв — теперь дорогое удовольствие и неподходящая практика, — отмечает он. — С учетом стремительного взлета цен на СЗР и минеральные удобрения важно просчитывать каждый рубль затрат, уделять внимание здоровью почв, совершенствованию агротехнологий.
— Перед комбайном ставится задача не только убрать культуру, но качественно измельчить и распределить пожнивные остатки, так как вместо сезонного «парования» практически сразу после уборки проводится посев, то есть комбайн становится не только «кассой», но и ключевым «распределителем удобрений» при обработке 9–15 т/га растительных остатков, — отмечает Юрий Игрунов.
Основную роль в данном контексте эксперты видят в интеграции новейших цифровых технологий в систему современного сельскохозяйственного производства (работа сельхозтехники по картам-заданиям). К примеру, использование программ картирования урожайности.
По их мнению, картирование урожайности позволит:
— уточнить менеджмент-зоны;
— количественно оценить гипотезы и выявить приемы успешного управления популяцией растений в отдельной менеджмент-зоне дозировками удобрений, нормой высева семян и расхода регуляторов роста и фунгицидов;
— экономно проводить производственные эксперименты по обработке почвы формами питания;
— сравнивать сорта и химические средства защиты растений в почвенно-климатических условиях предприятий.
— На одном из предприятий картирование урожайности в условиях одного поля продемонстрировало разницу гибридов кукурузы (за один конкретный год) в 4–4,5 т/га и разницу в программах защиты растений — 3 т/га, — приводит пример Юрий Игрунов. — Если эту информацию, основанную на миллионах измерений, не осмыслять и не применять в оптимизации технологии, то можно «проспать» значимые резервы доходности и адаптивности предприятий к новым экономическим условиям. Иными словами, установка датчиков контроля температуры воздуха, скорости ветра, влажности воздуха на машины по внесению защиты растений и минеральных удобрений позволяет повысить точность и эффективность выполняемых операций.
— Технологическая оснащенность хозяйств и их «цифровая вооруженность», открытость к аналитическим решениям в настоящее время становятся лучшей подготовкой к усиливающимся климатическим переменам, — считает Алексей Трубников.
1 Исследования Межправительственной группы экспертов по изменению климата (основана Всемирной метеорологической организацией и Программой ООН по окружающей среде).
2 По данным Всемирной метеорологической организации.
3 Исследования Российской федеральной службы по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды (Росгидромет).
4 COP25 — 25-я конференция ООН по вопросу глобального потепления.
5 По данным Всемирной метеорологической организации.
6 По данным Росгидромета (исследования 2010–2020 гг.).