Спутниковые снимки показывают: отказ от пахоты в Штатах ведет к росту урожайности при снижении затрат. Россия, где был создан этот метод, сегодня его почти не применяет. Разбираемся, почему так получилось и чем он лучше традиционной вспашки.

Картинка: Американский Средний Запад обладает высокопродуктивными почвами, но при этом здесь часты засушливые годы / ©Flickr/Steven Baird

Американская история успеха

Исследователи из Стэнфордского университета (США) использовали спутниковые снимки, чтобы ответить на давно терзающий американских фермеров вопрос: не падает ли урожайность при беспахотном земледелии?

Сперва о том, что это такое. «Беспахотным» называют практически любое земледелие, при котором земля не обрабатывается на большую глубину и при котором плуг не переворачивает землю. Поскольку основной расход топлива тракторами идет именно во время пахоты, отказ от нее сильно снижает износ сельхозтехники и затраты на горючее.

Уменьшается и количество рабочих часов, которое должен потратить фермер или его наемный работник. Эти плюсы нового метода очевидны и не вызывают сомнений ни у кого: недаром 40% «пахотной» земли в Штатах сегодня уже не пашут, лишь слегка «царапая» верхние несколько сантиметров земли перед посадкой семян.

Но дело в том, что беспахотное земледелие выглядит слишком непривычным для фермеров. Люди пахали землю тысячи лет, из-за чего встает вопрос: неужели они делали это зря? Многие фермеры утверждали, что новый метод вызывал падение урожайности на их полях, другие говорили ровно противоположное. Вопрос о том, как новый метод влияет на урожайность, стал в определенных кругах «религиозным», вроде споров автолюбителей том, чьи машины лучше — немецкие или японские.

Ученые из Стэнфордского университета решили использовать для его разрешения максимально объективные параметры — спутниковые снимки. Урожайность коррелирует с наблюдаемым покрытием полей зеленой массой растений, поэтому, обработав спутниковые снимки за много лет, авторы новой работы получили точную картину. Чтобы учесть, как разная погода в разные годы влияла на урожайность беспахотных территорий, ее сравнивали с результатами на соседних полях, где новый метод обработки земли еще не был внедрен.

Согласно их статье в Environmental Research Letters, за 2005-2017 годы фермеры, перешедшие на беспахотное земледелие, несколько увеличили свои урожаи относительно фермеров-соседей, все еще пашущих землю. Авторы изучали только поля под кукурузой и соей. Первые после остановки пахоты подняли свою урожайность в среднем на 3,3%, а поля под соей — на 0,74%.

Отказ от вспашки принес Штатам прирост урожая кукурузы на многие миллионы тонн, утверждает новая работа / ©no-tillfarmer.com

Величины могут показаться небольшими, но только если не знать, какой ценой сегодня достается рост урожайности в сельском хозяйстве. Поднять интенсивность увеличением вноса удобрений и пестицидов на поля экономически невозможно: это сильно повышает издержки хозяйства, и тогда фермер будет получать меньше прибыли, хотя и получит больший урожай, чем у соседей. В связи с этим урожайность в США давно почти не растет, поэтому здесь и 0,74% — не так мало.

В абсолютных цифрах рост урожайности, зафиксированный на спутниковых снимках, дал Соединенным Штатам прибавку в 11 миллионов тонн кукурузы и 0,8 миллиона тонн сои в год. Интересно, что в России ежегодно выращивают как раз 11 миллионов тонн кукурузы, а такие страны, как ЮАР или Индонезия, ежегодно собирают по 0,8 миллиона тонн сои. То есть вроде бы небольшое положительное влияние беспахотного земледелия на урожайность обернулось такой прибавкой, которая сопоставима с урожаями крупных стран.

Посевы сои на непаханном поле. Хорошо видно, что поверхность земли покрыта измельченными остатками растений прошлого года / ©Wikimedia Commons

Как это всегда бывает, никакая новая технология не внедряется без «детских болезней». Часть полей, согласно спутниковым снимкам, показала небольшое снижение урожайности. По словам исследователей, это касается тех зон, где больше осадков и высокое увлажнение почв. При нулевой вспашке остатки растений прошлого года лежат на поверхности земли.

При высокой влажности их надо убирать (отгребать в сторону проходом трактора с легким инструментом). Однако некоторые фермеры не знают, что это нужно делать, поэтому в итоге почва у них к моменту сева слишком влажная для таких культур, как кукуруза (далеко не самая влаголюбивая).

Беспахотное земледелие: изобретено в России…

Как отмечают исследователи из Стэнфорда, всего в мире беспахотное земледелие применяется на 150 миллионах гектаров. Почти все они находятся в Южной и Северной Америке, а также Океании. Массовое развертывание нового способа хозяйствования случилось только в 1990-х, а первые работы о нем на Западе вышли в 1940-х — после серии печально известных песчаных бурь на американском Среднем Западе.

Добавим к этому то, о чем американские ученые в норме не знают. Первая работа по беспахотному земледелию вышла в 1899 году: «Новая система земледелия» Ивана Овсинского. Небольшая книга на 178 страницах излагала те же идеи, что стоят за беспахотным земледелием сегодня.

Суть их проста: пахота сильно рыхлит верхний слой земли, поэтому упрощает потерю почвой влаги. Кроме того, запахивание убирает с поверхности земли растительные остатки, не убранные земледельцам. Поверхность становится заметно темнее, лучше нагревается на солнце — и это дополнительно ускоряет потерю влаги.

Овсинский отмечал, что самые продуктивные сельскохозяйственные районы России лежат на юге (там же — черноземы) и именно на юге важнее всего сохранить влагу в верхнем слое земли, благо лето здесь засушливо. По его мнению — которое он обосновывал многолетним опытом работы управляющим в крупных помещичьих хозяйствах, — беспахотное земледелие позволяло поднять урожайность и особенно хорошо показывало себя в засушливые годы. Вместо пахоты он предлагал «царапать» землю сельхозинструментами на глубину не более пяти сантиметров и на ту же глубину засевать семена. За счет того, что «перемешивание» даже верхних пяти сантиметров земли со временем перемещало часть растительных остатков на пять сантиметров вглубь, почва обогащалась настолько, чтобы не показывать обеднения по насыщенности, говоря современным языком, органикой и микроэлементами.

Книга Овсинского была крайне популярна (четыре издания за десять лет), а вот сам он — не очень. В особенности в среде местной интеллигенции и агрономов Киевского университета. Около 1909 года они устроили в печати настоящую травлю автора «Новой системы земледелия»: приводилось множество теоретических соображений, почему пахота абсолютно необходима на южных землях.

Утверждалось, что хорошие урожаи на участках Овсинского были достигнуты только потому, что в прошлом их глубоко пахали. Попытки воспроизвести методы Овсинского на «научных» экспериментальных участках не показали хороших результатов. Впрочем, как было установлено уже в советское время, противники «беспахоты» просто некорректно воспроизвели его методы.

Настоящая причина нелюбви к новой работе была, конечно, не в том, что оппоненты Овсинского слишком любили пахоту саму по себе. Важнее было то, что «Новая система земледелия» противоречила ключевым идеям агрономов того времени, в первую очередь — западных, а на них и ориентировалась основная масса российских агрономов.

На Западе в ту эпоху было распространено мнение, что только качественная и глубокая вспашка отвальным плугом может дать хороший урожай. Весь XIX век помещики, как и агрономы-теоретики, стабильно пытались перевести крестьян с сохи, не переворачивавшей землю и не пахавшей глубоко, на плуг. Крестьяне пассивно сопротивлялись.

Хорошо отразил их отношение к этому вопросу писатель Лесков, пересказав реальную историю английского управляющего Джеймса, опираясь на идеи которого, при Николае I планировали перейти на глубокую вспашку отвальным плугом.

Управляющий этот «как приехал в Россию, так увидел, что русские мужики пашут скверно и что если они не станут пахать лучше, то земля скоро выпашется и обессилеет, <…> захотел вывести из употребления дрянные русские сохи и бороны и заменить их лучшими орудиями». Однако «крестьяне такой перемены ни за что не захотели и крепко стояли за свою “ковырялку”».

Управляющий смог убедить крупного помещика графа Перовского, но тот решил спросить крестьян: «… Хочу знать ваше мнение: хорошо или нет таким плужком пахать?» В ответ один из них задал помещику вопрос, где такими плугами пашут. Граф ему ответил, что в чужих краях, в Англии, за границею. Крестьянин заключил:

— То значится, в нiмцах?

— Ну, в немцах!

Старик продолжал:

— Это вот, значится, у тех, що у нас хлеб купуют?

— Ну да — пожалуй, у тех.

— То добре!.. А тильки як мы станем сими плужками пахать, то где тогда мы будем себе хлеб покупать?

Слух об этом диалоге распространился до царского двора и сделал графа предметом шуток, в том числе со стороны Николая I. Но попыток «отучить» крестьян от их негодных орудий российские агрономы не оставили: по-прежнему считалось (так же думал и Лесков), что проблемы русского сельского хозяйства якобы идут от неглубокой вспашки.

В таких условиях Овсинский проповедовал в сущности еретические идеи. Десятки лет агрономы пытались убедить землепашцев пахать глубже, а тут приходит некто, кто говорит, что пахать не надо вообще, — обработка Овсинского, по сути, не шла глубже боронования.

Задним числом мы знаем, что англичанин-управляющий и агрономы Киевского университета «правы» с точностью до наоборот. Советская власть осуществила их программу: механизация колхозов, наконец, перевела сельское хозяйство на глубокую отвальную вспашку.  Использование плуга на южных землях вело к падению их увлажненности и создавало предпосылки для пыльных бурь. Их интенсивность внесла заметный вклад в неурожай и голод 1946 года, после чего властям пришлось запустить «Сталинский план преобразования природы», нацеленный именно на борьбу с такими бурями.

Пыльная буря в Техасе, 1935 год. Бывшие прерии плохо восприняли постоянную вспашку и теряли огромные массы почвы, уносимой ветром / ©Wikimedia Commons

Можно определенно сказать: если бы при Николае I соху бы заметно потеснил плуг, суховеи в южных частях страны стали бы опасными для сельского хозяйства намного раньше, чем к сталинскому времени. Это подтверждает и западный опыт. В США в 1930-е глубокая вспашка в зонах сухих степей привела к потере урожайности огромных площадей и миграции многих сотен тысяч фермеров.

Но в 1909 году в Киевском университете этого не знали, поэтому со спокойной душой объявили печатные работы Овсинского нелепицей. Тот не стал упорно спорить, а отошел от земледелия и занялся пчеловодством.

С тех пор в России беспахотное земледелие было и остается экзотикой, почти не встречающейся в крупных хозяйствах. Да, товарищество «Пугачевское» в Пензенской области в отдельные годы достигает сотен процентов прибыли: при засухе цены взлетают, поскольку у всех неурожай, а таких хозяйств засуха касается минимально. Но это отдельное достижение отдельного управляющего. Системно беспахотное земледелие у нас остается малоизвестным. Не последнюю роль здесь играет отсутствие энтузиазма по поводу метода у отечественных агрономов.

…Но используется в основном в Новом Свете

В США к мысли о беспахотном земледелии пришли самостоятельно: Эдвард Фолкнер опубликовал книгу «Безумие пахаря» в 1943 году, на многие десятилетия позже Овсинского. При этом базовые посылки у него были похожи.

Однако сельское хозяйство инерционно: отказ от глубокой вспашки начал принимать массовый характер только через десятилетия. Особенно помог этому процессу рост цен на нефть, сделавший вспашку дорогой для фермеров.

Пахота (слева) создает слой уплотненной земли ниже вспаханного слоя (plow pan), и, как правило, растения с трудом могут опустить корни ниже этого горизонта, что часто плохо сказывается на их развитии. Справа: непаханная почва позволяет пускать более глубокие корни / ©log.agrivi.com

Есть страны, где внедрение беспахотных технологий случилось быстрее и радикальнее, чем в США. Например, в Аргентине примерно 80% площадей «под пашней» не пашут (доля вдвое больше, чем в Штатах). Однако там причина понятна: аргентинские фермеры намного беднее американских, им важнее сократить расходы на ведение хозяйства. Именно поэтому, узнав о новой технологии, они внедряли ее заметно быстрее.

Кое-где в США более половины земель обрабатываются по беспахотной технологии / ©no-tillfarmer.com

Новая работа стэнфордцев поэтому имеет большое значение для американской экономики. Показав, что сомнения и колебания фермеров основаны на пустом месте, они позволят американскому сельскому хозяйству и далее активно двигаться в сторону снижения издержек и повышения конкурентоспособности — при одновременном росте плодородия земли и урожайности.

Остается лишь сожалеть, что родина беспахотного земледелия пока не показывает подобного движения, а отечественная наука не предпринимает активных шагов для изменения ситуации.

Источник: Naked Science

Читайте также:

– Александр Каплан: «Мы создали сверхнадежный нейрокоммуникатор»;

– История происхождения жизни на Земле и химической эволюции в девяти главах;

– Russia 2077.