Адаптация сельского хозяйства в Центральной Азии Практические действия и применяемые технологии для пилотных проектов по устойчивому развитию сельского хозяйства Каушик Гош 18 июня, 2013 г. Душанбе, Республика Казахстан

Ключевые вопросы для рассмотрения Размывание земель /почвы Окисление, увеличение осолонение почвы, выщелачивание Размывание водой и ветрами Обветривание, утрамбовка, жесткость Увеличение опустынивания Аральского моря, вызывающего высыхания почвы Окисление, увеличение осолонение почвы, выщелачивание Размывание водой и ветрами Обветривание, утрамбовка, жесткость Увеличение опустынивания Аральского моря, вызывающего высыхания почвы Ограниченная поставка воды Усиление опустынивания – непрогнозируемые дожди Таяние ледников – увеличение расхода воды, приводящее к быстрой утечке Таяние ледников – снижение расхода воды в средние сроки Осолонение и / или загрязнение подземных вод Усиление опустынивания – непрогнозируемые дожди Таяние ледников – увеличение расхода воды, приводящее к быстрой утечке Таяние ледников – снижение расхода воды в средние сроки Осолонение и / или загрязнение подземных вод Потери урожая Повышение температуры, приводящее к потере урожая Паразиты Повышение температуры, приводящее к потере урожая Паразиты Приостановление размывания земель и улучшение плодородия почвы Улучшение потребления водных ресурсов для сельского хозяйства Интегрированная борьба с вредителями для снижения потерь урожая

Обработка почвы: Парадигмальный сдвиг Старый парадигм Обработка почвы необходима для получения посевов Покупка лесорастительных остатков с обработкой почвы Обнаженная почва между посевами Повышение температуры в результате прямой солнечной радиации Сжигание пожнивных остатков Сильный акцент на химических процессах в почве Химическая борьба с вредителями, первая опция Экологичные удобрения для посевов и севооборот Обработка почвы необходима для получения посевов Покупка лесорастительных остатков с обработкой почвы Обнаженная почва между посевами Повышение температуры в результате прямой солнечной радиации Сжигание пожнивных остатков Сильный акцент на химических процессах в почве Химическая борьба с вредителями, первая опция Экологичные удобрения для посевов и севооборот Новый парадигм Для получения урожаев обработка не требуется Пожнивные остатки остаются на поверхности почвы в виде мульчи Постоянный почвенный покров Снижение температуры почвы Запрет на сжигание мульчи Сильный акцент на биологических процессах почвы Биологическая борьба с вредителями, первая опция Экологичные удобрения для посевов и севооборот Для получения урожаев обработка не требуется Пожнивные остатки остаются на поверхности почвы в виде мульчи Постоянный почвенный покров Снижение температуры почвы Запрет на сжигание мульчи Сильный акцент на биологических процессах почвы Биологическая борьба с вредителями, первая опция Экологичные удобрения для посевов и севооборот Эксплуатация почвенных ресурсов, приводящая к неустойчивому использованию земель Рациональное использование почвы обеспечивает устойчивым использованием земель

Нулевая обработка земель: Эволюция Первичный этап Перестройка структуры почвы – агрегаты Низко-органичные удобрения Низкие пожнивные остатки Необходимость в дополнительном азоте Переходный этап Увеличение органичных удобрений Увеличение пожнивных остатков Увеличение фосфатов Изъятие азота Этап уплотнения Большой слой пожнивных остатков Применение высоко-органичных удобрений Увеличение кругооборота азота Этап обслуживания Постоянное чрезмерное выделение в почву азота и углерода Увеличение влагооудержания Высокий кругооборот питательных веществ Less N & P use

Нулевая обработка почвы – Разверстка практических методов Применение косилки для распределения остатков в качестве мульчи Остаток жнивья на поле – удерживает влагу в почве. Управление пожнивными остатками Применение зерновых культур, семян масляничной культуры и зерен/плоды бобовых растений Помощь в борьбе с вредителями и в сохранении земель Севооборот Чередование травянистых и широколистных посевов Применение устойчивых гербицидов Борьба с сорниками Ленточное помещение питательных веществ сбоку рядка и посередине Вывод азота Плодородная почва Неглубокий посев под покрытием пожнивных остатков Прорастание семян и появление побегов через мульчу Получение урожая Действие

Инструменты для нулевой обработки почвы Косилка пожнивных остатковСеялка нулевой обработки почвы

Восстановление засоленных земель (Австралия, Северная Африка) Что это такое? – Подтопление и повышенная засоленность приводят к образованию натриевых пустырей. – Это возможно измежать через применение галофитной растительности – солевыносливыех кустарников, снижающих засоленность. Основные преимущества: – Улучшение растительного покрова пустырей – Задержка и удержание воды в виде подземных вод – Открытие почвы – Усиление воздухообмена – Усиление гидравлической проводимости – Улучшение корневой среды для других растений – Снижение pH ризосферы – Облегчение выщелачивания соли – Улучшение текстуры почвы

Галофитовая классификация Присутствие сильно засоленной воды, т.е. концентрированной морской воды Гипергалофиты Стоячая вода, солоноватая вода, солончак, каналы, просачивания, Гидрогалофиты Сырые песчаные зоны, край песчаных равнин Эугогалофиты Глубокий уровень грунтовых вод, щелочь, солончак, песчаные пустынные почвы Галоксерофиты Степи, полупустыни и пустыни, берега озер и рек Галогемимезофиты Каменная солевая основа Галогемифетрофиты Зоны с инфлильтрацией тяжелых металлов Метталогалофиты

Галофиты – Эволюция Выбор подходящих видов Защита участка от утилизации во время формирования Применение особого формирования видов Управление плантацией во время восстановления Действия

Дополнительные методы по использованию почвы Корректировка почвы Почва с высоким содержанием mg под влиянием вмешательства Ca (адаптация гипса) Структура почвы- кальций приводит к раздвижению частей почвы и карбонированию, в то время как mg их соединяет, тем самым высушивая почву и образуя в ней трещины. Высокий уровень mg может привести к недостатку K и Ca Малая устойчивость агрегата и более высокая депрессия из-за высокой всасываемости воды Образование твердой поверхности и коры – проблемы, связанные с эрозией Почва с высоким содержанием mg под влиянием вмешательства Ca (адаптация гипса) Структура почвы- кальций приводит к раздвижению частей почвы и карбонированию, в то время как mg их соединяет, тем самым высушивая почву и образуя в ней трещины. Высокий уровень mg может привести к недостатку K и Ca Малая устойчивость агрегата и более высокая депрессия из-за высокой всасываемости воды Образование твердой поверхности и коры – проблемы, связанные с эрозией Оптимальное использование удобрений Увеличение нитратов во избежание повышенной засоленности Применение органических удобрений – компоста, вермикомпоста Включение летучей золы для баланса питательных веществ Применение остатков сточных вод в качестве удобрения после соответствующей очистки Увеличение нитратов во избежание повышенной засоленности Применение органических удобрений – компоста, вермикомпоста Включение летучей золы для баланса питательных веществ Применение остатков сточных вод в качестве удобрения после соответствующей очистки Топографическое улучшение Мульчирование борозд при солоноватости для снижения испарения Испарение воды возникает в основном тогда, когда почва влажная, в течение нескольких дней после дождя или поливов При частом увлажнении поверхности почвы, как в случае применения ирригационной установки либо при ливневых дождях, скорость испарения увеличивается Поверхностная мульча применяется для улучшения удержания воды в почве, понижения температуры почвы и для снижения скорости ветра на поверхности засушливых земель Это также может улучшить всасываемость воды, препятствуя стоку, защищая тем самым почву от разбрызгивания дождевых капель и снижая корообразование почвы. Мульчирование борозд при солоноватости для снижения испарения Испарение воды возникает в основном тогда, когда почва влажная, в течение нескольких дней после дождя или поливов При частом увлажнении поверхности почвы, как в случае применения ирригационной установки либо при ливневых дождях, скорость испарения увеличивается Поверхностная мульча применяется для улучшения удержания воды в почве, понижения температуры почвы и для снижения скорости ветра на поверхности засушливых земель Это также может улучшить всасываемость воды, препятствуя стоку, защищая тем самым почву от разбрызгивания дождевых капель и снижая корообразование почвы. Действи я

Применение воды для сельского хозяйства Регулируемая ирригация Неорошаемая почва Source: FAO Практика сохранения полей Дополнительная ирригация Сбор грунтовых вод Ирригация поверхностными водами Ирригация грунтовыми водами Управление дренажными работами и ирригацией Очистка сточных вод и ирригация

Сбор воды (на примере Индии, Ближнего Востока, Перу, Австралии) Сбор водыВода в воздухеСбор туманной влагиПоверхностный стокДождевая водаДренажный сборСтокиМикродренаж Дренаж средних размеров Паводковая вода Орошение аккумулированными ливневыми водами Грунтовые водыСистема Qanat Плотины грунтовых вод

Сбор – Функциональные методы Капли тумана, собираемые туманными коллекторами (полипропиленовая сетка)Ю, помещенными вертикально Труба PVC у основания рядом с резервуаром хранения Сбор туманной влаги Террасирование (плотины Джохад - Раджастан) Барьеры, выстроенные вдоль уклонов для удержания дождливой воды Разлив переводит лишнюю воду в скважину для пополнения подземных вод Сбор дождливой воды Манипулирование паводковыми водами вирригационных каналах. Отвод воды из затопленных русел рек при помощи сети каналов, Орошение аккумулированн ыми ливневыми водами Слегка уклоняемые туннели – направляет подземные воды на Вертикальные шахты для строительства и обслуживания Система Qanat Подповерхностная дамба: вертикальная стена из непроницаемой породы, установленная через траншею к руслу реки. Плотины грунтовых вод Действия

Регулируемая ирригация Водный резервуар Вода, выдаваемая на ферму Вода, доставляемая на ферму Водный потокПотери воды Потери при хранении Tпотери при транспортировке Вода источников: дожди, роса, почва Хранилище фермы Потери при хранении Применяемая вода Потери при применении Возврат сбросной воды Вода, расходуемая на посевы Для чего? – Понять, соизмерить, оценить возможности применения воды вокруг фермы для создания экономичного водопользования и снижения экологических рисков Цели: – Экономичное использование воды – Эффективный дренаж и вывод соли Характеристики: – Вывод не превышает замену – Минимальные потери – Повторное применение сточных вод

Регулируемая ирригация – Снижение потерь Потери при хранении Испарение Затенение (растительным покровом) Снижение площади поверхности до жидкостного коэффициента Просачивание Уплотненная футеровка из почвы с высоким содержанием глины для хранилища Отсечная траншея Потери при транспортировке Испарение Затенение либо покрытие Сокращение площади поверхности до объемов Просачивание Применение футеровки – из земли (почвенный материал для уплотнения), футеровка с жесткой поверхностью (бетон), гибкого материала (пластик) Вход грунтовых (устройство зуба плотины) Потери при применении Передвижение водосброса ближе к земле Центральные дождевальные установки и система линейного движения Частичное высыхание корневой зоны Цикличный метод частичного полива корневой зоны при сохранении другой корневой зоны сухой Регулируемая ирригация График ирригационных работ Замена бороздовой ирригации Капельное орошение Спринклерное орошение Действия

Очищенные сточные воды для ирригации Что это такое? – Сточные воды используются в качестве ресурса (источник питательных веществ и влаги) Преимущества: – Разрешает вопрос с ликвидацией – Источник питательных веществ – Источник влаги – Позволяет отводить пресную воду для первичного применения

Процесс очистки – Практические методы Предварительная очистка: – Используйте экран для удаления неорганических и крупных материалов – Удалите абразивные материалы (песок, осадки) Первичная очистка: – Первичный бак-отстойник. Где твердые органические вещества будут удаляться свободным осаждением. – Получаемый шлам удаляется из бака для дальнейшей очистки Вторичная очистка: – Устоявшиеся сточные воды поступают в аэротанк для переработки активной биомассой органических загрязнителей – Материал поступает в очиститель, где органика оседает (и удаляется в первичный бак) – Очищенные сточные воды переходят к процессу третичной очистки Третичная очистка: – Применение дезинфицирующих средств для удаления патогенов – Солнечный свет + микроорганизмы либо хлорин снижают уровень патогенов – Флотационная фильтрация и дезинфекция для сельскохозяйственной ирригации. Действия

Очистка шлама – Практические методы Очистка шлама: – Анааэробное усвоение шлама (при 35 градусах) – Метан применяется в качестве биогаза для выработки энергии Сбросное тепло от выработанной энергии используется для поддержания процесса усвоения – Усвоенный шлам транспортируется в отстойник для испарения под естественным солнечным теплом. IFAS (Интегрированный активированный шлам): – Снижает уровень азота в существующих установках сточных вод – Введение небольших свободно флотирующих пластиковых цилиндров для увеличения площади поверхности для биологического роста увеличивает очистительную мощность установки Действия 5 6

Интегрированная борьба с вредителями Что это? – Интегрированное применение всех методов борьбы с вредителями. – Применение биологических и биотехнических методов борьбы в противовес химическим методам контроля Преимущества: – Сохранение уровня вредителей ниже уровня, приводящего к экономическим потерям – Применение систем устойчивой борьбы против вредителей – без негативного воздействия на зели, почву и урожай

Устойчивые методы интегрированной борьбы с вредителями Биологический контроль Получение преимуществ от организмов / разрастющихся на вредителях. Симбиозное подконтрольное сосуществование культивара Предупреждение появления естественных врагов Сохранение интервала между растениями Подрезка растений Устройство живой изгороди и защитной полосы Усиление эффективности естественных врагов Растущие растения, питающие естественных врагов вокруг культиваров Массовое разведение естественных врагов Массовое контролируемое производство полезных насекомых, питающихся яйцами, личинками вредителей и самими вредителями Получение преимуществ от организмов / разрастющихся на вредителях. Симбиозное подконтрольное сосуществование культивара Предупреждение появления естественных врагов Сохранение интервала между растениями Подрезка растений Устройство живой изгороди и защитной полосы Усиление эффективности естественных врагов Растущие растения, питающие естественных врагов вокруг культиваров Массовое разведение естественных врагов Массовое контролируемое производство полезных насекомых, питающихся яйцами, личинками вредителей и самими вредителями Биотехнический контроль Процессы, пересекающиеся с физиологичсекими и поведенческими механизмами выживания вредителей при помощи натуральных или синтетических материалов Ловушки: Массовая организация ловушек для вредителей при помощи индивидуальных феромонов Предотвращение спариваний: Полный охват феромонами, что дизориентирует самцов в нахождении самок и, следовательно, прерывает цикл спаривания Процессы, пересекающиеся с физиологичсекими и поведенческими механизмами выживания вредителей при помощи натуральных или синтетических материалов Ловушки: Массовая организация ловушек для вредителей при помощи индивидуальных феромонов Предотвращение спариваний: Полный охват феромонами, что дизориентирует самцов в нахождении самок и, следовательно, прерывает цикл спаривания Действия

IPM – Практические руководства Установка этапов действий Уровень, на котором вредители могут стать угрозой экономике Наблюдение и определение вредителей Наблюдение за вредителями и их точное определение для принятия решений по контролю в соответствии с этапами действий Предупрежде ние Применение культурных методов, таких как смешение различных посевов, выбор устойчивых к пестицидам видов, и посадка корнеплодов без пестицидов Контроль Менее рискованный, как биологический или биотехнический При необходимости дополнительных мер контроля за вредителями, применяется опыление пестицидами Опыление пестицидами примеряется только в крайнем случае Действия

Есть ли вопросы?

Нулевая обработка – Преимущества Снижение восприимчивости к ухудшению через удержание жнивья, Контролируемые почвы и улучшенная структура почвы с более высоким уровнем органических веществ и с биологической активностью, Большее количество собираемой воды для выращивания посевов в засушливых районах, Зачастую нечастое появление сорняков и более безопасное применение довсходовых гербицидов с более точным размещением семян, Меньше трудовых затрат, затрат на топливо и машины на гектар; и улучшение доходности и устойчивости сельских предприятий

Обработка земель - отсутствие обработки земель Backup ПОСЛЕДСТВИЯ ОБРАБОТКИ ПОЧВЫ И ОГОЛЕННАЯ ПОЧВА ПОСЛЕДСТВИЯ ОТ ОТСУТСТВИЯ ОБРАБОТКИ ЗЕМЕЛЬ И ПОСТОЯННОЙ ПОВЕРХНОСТИ ПОЧВЫ 1.Ветровая и водная эрозия неизбежны 2.Снижение инфильтрации воды в почву 3.Меньшее количество влаги в почве 4.Неизбежное снижение в почве органических компонентов; следовательно, снижение качества почвы 5. Углерод в почве теряется, углекислый газ в атмосфере оказывает влияние на глобальное потепление 6.Ухудшение почвы (химическое, физическое и биологическое) 7.Снижение урожайности 8.Распространенное применение удобрений и высокие производственные затраты 9.Выживание сельских семей на ферме под угрозой (низкие урожаи, неприбыльное производство, недостаточная денежная прибыль) 10.Бедность, массовый отъезд, появление трущоб и расслоения населения, а также появление социальных конфликтов 1.Ветровая и водная эрозия почти отсутствуют 2.Увеличение водной инфильтрации в почве 3.Большая влага в почве 4.Поддержание или увеличение состава органических веществ в почве (улучшение качества почвы) 5.Углерод, изолированный в почве, улучшает качество почвы, снижая угрозу глобального потепления 6.Улучшение почвы (химическое, физическое и биологическое) 7.Увеличение урожайности 8.Снижение применения удобрений и низкие производственные затраты 9.Выживаемость сельских семей, обеспечиваемая прибыльностью и высоким уровнем производства урожая 10.Базовые нужды удовлетворяются, жизненный уровень и качество жизни сельских семей улучшается.

Обработка земель - отсутствие обработки земель Backup ЭФФЕКТ НА СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО В РЕЗУЛЬТАТЕ ЭРОЗИИ ПОЧВЫ ЭФФЕКТ НА СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО ПРИ НОВОЙ ПРОИЗВОДСТВЕННОЙ СИСТЕМЕ Отстаивание рек, резервуаров, озер и микро дренажей Ухудшение качества воды Проблемы с гидроэлектрическими станциями Осадка дорог Высокие затраты государства и общества из- за эффекта на сельское хозяйство в результате эрозии почвы Снижение отстаивания рек, резервуаров, озер и микро дренажей Улучшение качества воды Меньше проблем у гидроэлектрических станций Незначительная осадка дорог Снижение затрат государства и общества из- за эффекта на сельское хозяйство в результате эрозии почвы

Эндемические галофиты, присутствующие в Центральной Азии Научное название Обычное названиеКомментарии Alhagi pseudoalhagiВерблюжья колючкаПропорционально глубокая корневая система каждого растения. Адаптированы к чрезмерно сухой среде. Подходит для восстановления солончака Kochia scopariaКохияПрименяется для питания животных, и фуражной культуры для сухих земель Agropyron desertorumЖитнякОднодольное растение Atriplex nitensОстролист Eremopyrum orientaleТравы Tamarix hispidaКашгарский тамарикс Aeluropus littoralisТравы Bromus tectorumКостер кровельный