Мнение ученого: 70 лет НПЦЗХ им. А.И. Бараева и новые задачи

Реализация и успех грандиозного и невиданного по масштабу Проекта «Целина» были невозможны  без научного обоснования и разработки научно-обоснованных систем земледелия, без новых сортов сельскохозяйственных сортов, адаптированных к засушливым условиям. В мировой практике нет аналогичного примера и опыта.14 февраля 1956 года на базе Шортандинской сельскохозяйственной опытной станции был организован Казахский научно-исследовательский Институт зернового хозяйства (Каз. НИИЗХ), связанный с освоением целинных и залежных земель в Азиатской части бывшего СССР. Учитывая масштаб и значение вновь освоенных целинных и старопахотных земель для всего СССР в 1961 году Каз. НИИЗХ был преобразован во Всесоюзный научно-исследовательский институт зернового хозяйства – ВНИИЗХ , который затем был переименован в ВНИИЗХ им. Александра Ивановича Бараева с новыми задачами. В настоящее время это Научно-производственный Центр зернового хозяйства им. А. И. Бараева.

 Эрозия, засуха, продовольственная безопасность – эти задачи были успешно решены коллективом ученых под руководством Академика, Героя социалистического труда Александра Ивановича Бараева!!!

 70 Лет – в историческом исчислении сравнительно молодой возраст для науки. 

 Люди поднимали Целину. Целина поднимала людей!!! В Шортандинском Центре науки выросла целая плеяда Ученых с большой буквы!! Наряду с выдающимися учеными Докучаевым В.В., Костычевым П.А., Сибирцевым Н.М., Ковда В.А., Гедройца К.К., Тюрина И.В., Качинского Н.А., Антипова -Каратаева И.Н., Роде А. А., Т.С. Мальцевым и многими другими учеными имя Александра Ивановича Бараева занимает особое место. Была разработана система земледелия, имя которой Почвозащитная Система Земледелия!! Это был масштабный Проект, коммерциализация в широком смысле слова. Всего в годы освоения целины (1954-1960гг.) было распахано 25,5 млн. га. Распаханность территорий достигала 80-85 %. Распахивали все категории земель: водоразделы, склоны, солонцовые пятна, что  привело к развитию эрозионных процессов, прежде всего ветровой эрозии почв, росту оврагов. Отвальная вспашка на огромных посевных площадях приводила к черным пыльным бурям. Десятки тысяч тонн почвы, плодородного слоя были унесены ветрами. Развивалась эрозия почв, выветривался плодородный слой почвы. Распашка миллионов гектаров земли под посевы привела к сокращению и пастбищных угодий. В результате был нанесен непоправимый ущерб традиционной отрасли сельского хозяйства – животноводству. Это было сравнимо с национальным бедствием в Северной Америке под названием «Пыльный котел» в 20-х годах 20 века.  

 В период освоения целинных и залежных земель Правительством были принято очень своевременное и критически важное Постановление «О неотложных мерах по защите почв от ветровой и водной эрозии», для  реализации которого  были усилены научные исследования по зонам страны, созданы заводы по производству почвозащитной сельскохозяйственной техники. Основными положениями уникальной системы почвозащитного земледелия для засушливых условий и контроля ветровой эрозии почв, разработанные учеными  ВНИИЗХ под руководством Александра Бараева были плоскорезная обработка почвы, позволяющая оставлять на поверхности почвы до 80% стерни (пожнивных остатков), защищающей почву от ветра, зернопаровые севообороты с короткой  ротацией (3–5 лет) с полем чистого пара, как накопителя влаги и минеральных элементов, с посевом кулисных растений для задержания снега в зимнее время. Замена отвальной обработки почвы на обработку почвы с сохранением стерни, защитили почву от эрозии, особенно на стерневых предшественниках. Этот проект стал уникальным и  не имеющим аналогов в мире. 

 За короткое время система безотвальной / плоскорезной обработки почвы была освоена в стране на площади 60 млн. гектаров!!! Ветровая эрозия почвы могла погубить вновь освоенные земли!! Идеи почвозащитного земледелия быстро распространились на полях Союза. Но эта идея имела и своих противников в Союзе. Хорошие успехи в разработке безотвальной обработки почвы были на Шадринской земле под руководством почетного академика ВАСХНИЛ Т. С. Мальцева. Но различие состояло в том, что Т.С. Мальцев предлагал безотвальную пахоту (плуг с снятыми отвалами). ВНИИЗХ под руководством А.И. Бараева предложил систему безотвальной / плоскорезной обработки почвы: сохранение стерни и растительных остатков на поверхности почвы, полосное размещение сельскохозяйственных культур, систему посевных машин и мероприятия по накоплению почвенной влаги. Идеи Т.С.  Мальцева и А.И. Бараева совпадали – сохранить почву от ветровой эрозии. В Шортанды выросла целая плеяда ученых и организаторов науки, которые были востребованы и рекомендовались руководителями научных учреждений и в Государственные органы страны. Так была создана Школа А.И. Бараева, Школа Целины!!! 

 Центр А.И. Бараева руководил  Государственными научными Программами в СССР. Был создан творческий коллектив единомышленников во главе с А.И Бараевым: С.С. Сдобников, Э.Ф. Госсен, А.А.  Зайцева, В.П. Кузьмин, П.П. Колмаков, Д.К. Постоялков, М.К. Сулейменов, Б.А. Копеев, В.И. Кирюшин, О.С. Хориков, В.К. Мовчан, А. С. Ермилов, Е.И. Шиятый, Н.М. Бакаев, Е.Д. Волков, И.П. Охинько, П.Л. Сычев, И.Г. Зинченко, А.М. Нестеренко, К.А. Адилов, О.Т. Ермолаев, А.С. Буряков, Н.В. Шумаков, А.Г. Громов, М.И. Матюшков, Н.Г. Поликутин и многие – многие другие. Это были первые руководители отдельных программ, направлений, известные ученые в стране!! Вышеупомянутые ученые воспитали целое поколение следующих ученых, которые активно продолжали Школу Целины. Нельзя не отметить прогрессивного организатора производства – руководителя Опытного хозяйства ВНИИЗХ Аркадия Андреевича Селезнева. Площадь в 48,0 тысяч гектаров пашни была производственной и научной площадкой для проверки научных рекомендаций Института. Эта было убедительной площадкой и аргументом не только для сельхозтоваропроизводителей Казахстана и в целом  Союза. Всесоюзное признание и масштабное внедрение методов и принципов почвозащитной системы земледелия началось после широкой апробации и эффективной защите почв от ветровой эрозии в Казахстане. В 1980х годах принципы и методы почвозащитной обработки почвы были внедрены более чем на 60.0 млн. гектарах и в Казахстане на площади более 20.0 млн. га. Успешному внедрению методов почвозащитной обработки почв способствовало создание сети региональных сельскохозяйственных научных учреждений и опытных сельскохозяйственных станций по совершенствованию, внедрению и пропаганде почвозащитных методов обработки почв и посева.   В 1964 году в пос. Шортанды и г. Астана было создано специальное конструкторское бюро противоэрозионной техники, построены заводы для разработками специализированной техники. 

 Это была первая страница Почвозащитной системы земледелия!!

 Следующим этапом развития и достижений Центра были научные работы под руководством Академика Мехлиса Касымовича Сулейменова. Институт продолжил успешно и активно совершенствовать почвозащитную систему земледелия во всесоюзном масштабе. Мехлис Касымович познакомил мировое научное сообщество с научными разработками Казахстана и Центра. Поднял на международный уровень НПЦЗХ. Научное сообщество Канады, США, Австралии не могли представить, что есть такие научные разработки!! Революционными были положения о развитии плодосменного земледелия, разработанные в ВНИИЗХ им. А. И. Бараева академиком Мехлисом Сулейменовым. Это была следующая страница развития почвоохранного земледелия. В настоящее время наши разработки не уступают по уровню решений вопросов научным разработкам Канады. В творческих дискуссиях рождались новые научные направления. На основании результатов научных исследований и его анализа, анализа мировых достижений Мехлис Касымович выдвинул идею беспарового земледелия. После учения Александра Ивановича о том, что в засушливых условиях земледелие невозможно без парового поля, это было самоубийственным высказыванием. Почти все научное сообщество Союза осуждали идеи Сулейменова. 99 процентов ученых родного Центра тоже были против этих идей. Но это были не просто тезисы - убедительным аргументом были методические решения и убедительные научные результаты.  Эти результаты демонстрировались на всех уровнях. Наука и практика позже подтвердили правильность этих идей. Исследования в других почвенных зонах подтвердили эти положения. В настоящее время эти разработки активно применяются сельхозтоваропроизводителями Казахстана и России. Это действительно реальная коммерциализация научных результатов. С другой стороны это решало проблему эрозии почв на паровых полях. Плодосменное земледелие решает вопросы как охраны почв от эрозии, так и улучшения качественного состав почв, его здоровья.

 Активно продвигали идеи почвозащитного земледелия Казахстанские ученые. Фаизов К.Ш. (1960) впервые в Казахстане классифицировал почвенные разности по степени эрудированности и по территориальному устройству. Рекомендовались полузанятые донниковые пары. Джанпеисовым (1967) была предложена классификация южных черноземов и темно-каштановых почв, подверженных дефляции и разработаны диагностические показатели. Утешев А. С. и Семенов О.Е. (1967) условно предложили пороговые скорости ветра для обоснования скорости передвижения и переноса частиц. Бельгибаев (1965) предложил оценку почв по структурному анализу и разработал классификацию и методику картирования дефлированных почв Северного Казахстана.

Перспективные направления развития засушливого земледелия     

 Основные вызовы и актуальные вопросы сегодняшнего дня – это реальное изменение климата, деградация почв, искусственный интеллект, нестабильный рынок сельхозпродукции, высокая стоимость технологических операций. С этим связаны неустойчивое производство сельскохозяйственной продукции. Центром разрабатываются зональные, климатоориентированноепочво-,ресурсосберегающее земледелие – на принципах систем консервирующей обработки почвы и посева, декарбонизации, плодосмена, стабилизации здоровья почв, восстанавливающего и почвоохранного земледелия и являются основным направлением совершенствования и разработки устойчивых агроэкосистем. Выращивание качественного зерна и другой сельскохозяйственной продукции - преимущество Казахстана перед другими производителями и, сейчас задача – найти этому преимуществу рыночное место!!!

Рентабельное и устойчивое производство сельскохозяйственной продукции на основе рационального использования природных ресурсов, цифровых и интеллектуальных решений, управления ростом и развитием сельскохозяйственных растений, повышения качества почв являются основой адаптации к изменяющимся климатическим и рыночным условиям. С позиции почвозащитного/природоохранного земледелия необходимо переоценить перечень сельскохозяйственных орудий для подготовки почвы. 

 Изменение климата является реальным вызовом сельскохозяйственному производству. В Казахстане в последнее десятилетие в отдельных регионах количество жарких дней с суховеями существенно увеличилось. Актуальным становится разработка программы по прогнозированию климатических изменений и зонированию территории, например, по степени засушливости климата, почвенным разностям, что очень актуально для азиатской части страны, затрагивает интересы всего евразийского континента. Возрастающее потепление усиливает уязвимость сельскохозяйственного сектора, оказывает воздействие на биоразнообразие и экосистемы, к более широкому и более серьезному распространению вредителей и болезней растений. Научно-обоснованная система охраны почв от эрозии строится на основе противоэрозионной организации территории землепользования. Необходимо формировать рабочие участки, севообороты по степени эрозионной устойчивости, с учетом рельефа, механического состава почв, топографии участка. В связи с развитием рыночных отношений, диверсификацией растениеводства увеличился набор сельскохозяйственных культур с различной степенью эрозионной устойчивости. Снижение плодородия почвы ведет к снижению содержания углерода почвы, что коренным образом вносит свой вклад к глобальным изменениям климата. Степные экосистемы Казахстана имеют потенциал вместилища углерода, что важно в связи с угрозой «глобального потепления». 

Для решения этого вопроса необходимо выделить зоны вероятностного интенсивного проявления ветровой эрозии почв, наиболее податливых к переносу почвенных частиц для различных почвенных разностей и его прогнозирования. Использование сети  метеорологических станций в различных агроэкологических зонах Казахстана позволит провести мониторинг климатических изменений. Анализ многолетних данных с фактическими проявлениями ветрового режима позволят выделить зоны пространственно-временного проявления пороговых показателей режима ветровой скорости, вызывающих постоянное проявление пыльных бурь и транспортировку почвенных частиц. Первые результаты исследований показывают перспективность измерения фактического переноса почвенных частиц с помощью передвижного уникального мобильного почвенного канала, предоставленного коллегами из Германии. Корреляция ветрового режима с изменениями погодных условий и фактической потерей почвы позволят, во-первых, выделить вероятностные географические природные зоны («ветровые коридоры»), во-вторых-, планировать структуру использования пашни, размещение сельскохозяйственных культур в зависимости от биомассы и податливости к ветровой эрозии. 

Согласно Парижской конвенции сокращения выбросов CO2, потребуются изменения в практике землепользования, целенаправленных мер по смягчению воздействий и темпов декарбонизации. Основное внимание должно уделяться «здоровью» почв и контролю эрозионных процессов на основе улучшения его физических, химических и биологических признаков, содержания органического углерода, совершенствования систем обработки почвы, использования сельскохозяйственных культур с различной надземной и подземной биомассой на принципах восстанавливающего земледелия, создания мульчи и растительной массы в поверхностном слое почвы. Преобразования систем, соответствующие ограничению глобального потепления уровнем 1,5 °C и адаптации к нему, включают широкое внедрение новых, более эффективных климатоориентированных систем земледелия, ориентированных на смягчение отрицательного влияние климата, улучшение плодородия почв. 

Надежный прогноз климата позволит планировать природоохранное земледелие для сохранения и улучшения плодородия почв. Сейчас мы проводим мониторинг изменения климата в разных климатических зонах Казахстана. На основании этих закономерностей будут составлены рекомендации для отдельных территорий – это даст основание сельскохозяйственным организациям планировать стратегию и тактику в земледелии. Данные о закономерностях изменения климата на отдельных территориях помогут селекционерам в создании сортов растений, адаптированных к условиям ландшафта территории землепользования. 

 В наших исследованиях приоритет вопросам декарбонизации, углеродной нейтральности, сокращения углекислых выбросов на 15% к 2030 г., которые являются основой перехода к зеленой экономике, смягчению отрицательного влияния погодных условий.
 Инновационные технологии с использованием цифровых платформ для различных почвенно-климатических зон страны, использование новых программных документов (ГИС технологий, данных дистанционного зондирования земли, искусственного интеллекта) и других интернет -вещей для различных почвенно-климатических зон страны – это наукоемкость сельскохозяйственного производства, база данных для рационального управления производством. Продуктивной частью научно-исследовательских решений наших исследований является масштабирование, трансфер, коммерциализация климат-ориентированных, почво-, ресурсосберегающих систем земледелия с использованием средств цифровых платформ на уровне сельскохозяйственных, производственных единиц в различных почвенно-климатических зонах страны. Примером являются разработки и внедрение почвозащитной системы земледелия!! Понимание этих вызовов современности и дальнейший активный союз ученых и производственников позволит Казахстану закрепиться в мировых лидерах по производству сельскохозяйственной продукции.