Как сохранение и восстановление почв помогает снижать парниковый эффект

В последние годы мировое сообщество заметно продвинулось в понимании того, насколько важную роль в смягчении изменений климата играет земледелие. Свойство почв поглощать и фиксировать углерод в перспективе способно уменьшить его концентрацию в атмосфере, параллельно повышая плодородие сельхозугодий. Заместитель директора ФИЦ «Почвенный институт им. В. В. Докучаева» Даниил Козлов — о климатически ответственных практиках земледелия.

Производство сельскохозяйственной продукции основано на биосферном цикле углерода: в процессе фотосинтеза CO2 атмосферы связывается в органическом веществе и по пищевой цепочке передается от растений к животным. Часть органического вещества отчуждается с урожаем, вторая — разлагается микроорганизмами и грибами и возвращается в атмосферу, третья же закрепляется в почве. Почвенное органическое вещество после Мирового океана является вторым по величине хранилищем углерода планеты, а ежегодная антропогенная эмиссия углерода составляет всего 0,4% от его суммарного запаса в двухметровом слое почв.

Увеличение содержания органического вещества в почве считается эффективной «win-win» стратегией, поскольку изъятие CO2 из атмосферы работает на снижение парникового эффекта и одновременно повышает плодородие земель. Именно органическое вещество ответственно за воспроизводство агрономически ценных свойств почвы и в первую очередь за поддержание запасов элементов питания посевов и создание благоприятного водно-воздушного режима корнеобитаемого слоя. Поэтому в сельском хозяйстве не принято использовать термин «низкоуглеродное развитие», предполагающий снижение или исключение роли углерода в технологических цепочках. Более корректно говорить о «низкоэмиссионном развитии» как о стратегии снижения антропогенного воздействия на климат в сельскохозяйственном землепользовании. Она ставит цель повышения производительности посевов и закрепления органического вещества в товарной продукции и почвах.

Достигается это сочетанием разнообразных агротехнологий земледелия. При значительном разнообразии наименований (адаптивно-ландшафтное, биологическое, органическое, регенеративное, почвозащитное и ресурсосберегающее) эти инициативы преследуют цель экологизации традиционных систем земледелия за счет внедрения длинноротационных севооборотов с участием посевов многолетних трав, выращивания бобовых, сидеральных и промежуточных культур с глубокопроникающей корневой системой, использования минеральных и органических удобрений, перехода к нулевой обработке почвы и прямому посеву, применения биологических средств защиты растений и биостимуляторов гумификации растительных остатков.

Разработкой и обоснованием экологически ответственных практик занимаются научные и научно-образовательные центры сельскохозяйственного и биологического профиля. В России исторически сложилась уникальная система географической сети опытов с удобрениями, на которой проводятся работы по оценке эффективности и рентабельности различных агротехнологий. Агрохимслужбой Минсельхоза РФ в составе Государственного мониторинга состояния земель сельскохозяйственного назначения каждые 3–5 лет ведется сбор данных по содержанию гумуса в пахотном горизонте почв. Данные используются в системе земельного надзора, а их обобщения публикуются в ежегодном Национальном докладе о состоянии земель сельскохозяйственного назначения. За счет широкой сети (107 региональных центров и станций) эти работы должны стать основой национальной системы мониторинга углерода в почвах и трансфера углероддепонирующих агробиотехнологий.

Россия не на высоте

При высоком природном потенциале и рекордах последних лет в агропромышленном комплексе России сохраняется низкая эффективность земледелия в сочетании с неконтролируемой деградацией почвенно-земельных ресурсов. Социально-экономические противоречия, несовершенство механизмов взаимодействия между профильными учреждениями науки, образования и производства, проблемы кадрового голода, отсутствие сервисных инновационных структур определили общий низкий уровень агрономической культуры. Общий экстенсивный характер сельскохозяйственного производства сопровождается истощением почвенного плодородия и развитием деградационных процессов.

В 2020 году из более 24 млн тонн произведенных в России минеральных удобрений только 4 млн тонн закуплено отечественными сельхозпроизводителями для восполнения запасов питательных элементов почвы, ежегодно отчуждаемых с урожаем (более 10 млн тонн). По оценке специалистов, с начала 90-х годов отрицательный баланс питательных веществ в почвах страны превысил 140 млн тонн действующего вещества. Дефицит азота составил 56,3 млн тонн, фосфора — 12,3 млн тонн, калия — 75,9 млн тонн. То есть значительная часть урожая формируется за счет почвенных запасов, плодородие почв истощается. Результаты агрохимического мониторинга фиксируют сокращение доли пахотных почв, достаточно обеспеченных питательными элементами и гумусом. Водной эрозии подвержено 17,8% сельскохозяйственных угодий России, ветровой — 8,4%, переувлажненные и заболоченные земли занимают 12,3%, засоленные и солонцеватые — 20,1% (Национальный доклад о состоянии и использовании земель, 2016).

Приведенные цифры не отражают реального состояния почвенно-земельных ресурсов, поскольку базируются на результатах инвентаризации 25-летней давности. Свертывание с 1991 года землеустроительных работ по изучению, охране, освоению и улучшению земель, а также хроническое недофинансирование этих мероприятий привели к ухудшению их состояния. По существующим оценкам, за последние 25 лет площадь проблемных земель возросла на 23 млн га. Отсутствие актуальной информации о состоянии земель сельскохозяйственного назначения препятствует формированию единых принципов кадастровой оценки земель, развитию рынка земельных платежей, механизмов земельного надзора за использованием земельных ресурсов и их охране, предопределяет бессистемность проводимых мероприятий в этой сфере, неэффективное использование бюджетных средств и инвестиций бизнес-структур в организацию землепользования.

В русле глобальных тенденций

Экстенсивный характер сельскохозяйственного производства преобладает не только в России. Противоречия экологизации и интенсификации производства в разном объеме актуальны для всех стран без исключения. На преодоление сложившихся противоречий направлены усилия научного сообщества, отраслевых национальных и международных союзов, а также меры законодательного обеспечения землепользования и надзора за состоянием окружающей среды. Координирующим центром по устойчивому развитию сельского хозяйства выступает Продовольственная и сельскохозяйственная организация ООН (ФАО). Она помогает адаптировать отрасль к глобальным изменениям природной среды и взаимодействует со структурами участников Киотского протокола (1997 г.) и Парижского соглашения по климату (2015 г.) по вопросам сокращения эмиссии парниковых газов из сельскохозяйственных источников и почвенной секвестрации углерода.

В рамках Глобального углеродного проекта (The Global Carbon Project) ведется разработка полной картины глобального углеродного цикла. Исследуются механизмы связывания почвой продуктов разложения органического вещества. Крупные научные исследования в области адаптации сельского хозяйства к изменению климата проводятся в странах Евросоюза, где эта проблема традиционно является одним из лейтмотивов внешней и внутренней политики.

Одно из направлений вовлечения почв в мероприятия по смягчению глобального изменения климата — сформированная в рамках Парижского соглашения международная инициатива «4 промилле». Суть ее в том, что антропогенное увеличение концентрации углерода в атмосфере может быть скомпенсировано депонированием углерода почвами в объеме 4 промилле в год. В 2020 году под эгидой ФАО ученые более чем 110 стран приступили к созданию глобальной карты потенциала секвестрации CO2 почвами сельхозугодий (GSOCseq).

Механизмы распространения экологически ответвленных практик

Во многих странах, в том числе и в России, действующие стимулы воспроизводства почвенного плодородия сводятся к административным механизмам земельного надзора и в масштабах страны малоэффективны. Глобальный углеродный рынок способен изменить экономику сельского хозяйства. При прочих равных условиях товары, произведенные с меньшим углеродным следом, должны обеспечивать их производителю больший доход. В этом случае дополнительные затраты на внедрение наукоемких углеродсберегающих практик земледелия станут экономически оправданными. Без специальных мер стимулирования их использование рентабельно лишь в средне- и долгосрочной перспективе.

Другим механизмом устойчивого развития сельского хозяйства становится распространение ESG-стратегий развития бизнеса. Помимо повышения социальной ответственности и эффективности руководства ESG делает фокус на снижении углеродного следа и соблюдении экологических норм. В последние годы эта тенденция стала заметна и в России, в том числе в области сельского хозяйства. ESG-стратегии внедряются производителями минеральных удобрений («Акрон», «Уралкалий», «Фосагро»), агрохолдингами («РусАгро», «Степь» и др.), финансово-кредитными организациями (Россельхозбанк), переработчиками сельхозпродукции.

Совершенствование административных, экономических и социальных механизмов экологически ответственных практик сельского хозяйства требует упорядочивания и развития технологий земледелия. Природное разнообразие земель России исключает существование какой-либо одной одинаково эффективной низкоэмиссионной системы земледелия для гумидного / аридного климата, суглинистых / песчаных почв, плакоров и склонов, а также хозяйств разной товарной направленности и разного технологического уклада. Разработка новых технологий (селекции, обработки почв, питания и защиты растений и др.) ведется изолированно друг от друга и без привязки к экологическому качеству земель, а координация междисциплинарных исследований по углеродной тематике отсутствует.

В том числе на решение этих проблем направлена новая федеральная научно-техническая программа в области экологического развития Российской Федерации и климатических изменений на 2021–2030 годы (указ президента РФ от 8 февраля 2021 г. №76). Она подразумевает создание наукоемких технологий мониторинга и прогнозирования климата, технологий смягчения антропогенного воздействия на окружающую среду и климат, а также технологий адаптации отраслей экономики к изменениям климата. К реализации программы привлекаются профильные ФОИВ, научные и образовательные организации и технологические партнеры из числа организаций реального сектора экономики.

Заместитель директора ФИЦ «Почвенный институт им. В. В. Докучаева» Даниил Козлов