Почвы, осадки, накопление влаги, изменение климата – всё это представляет самый живой интерес для тех, кто работает на земле.
Более десятка ведущих международных организаций занимается сегодня проблемами климата и даёт свои оценки происходящему на наших глазах глобальному потеплению. Вот несколько фактов.
ИЗМЕНЕНИЕ КЛИМАТА: 7 КЛЮЧЕВЫХ ФАКТОВ
-
По данным Всемирной метеорологической организация (ВМО), последние десять лет, с 2015 по 2024 год, стали самыми тёплыми за всю историю наблюдений.
-
Средняя глобальная температура сейчас более чем на 1,5 °C превышает средние значения за 1850-1900 годы.
-
С 1900 года уровень воды в Мировом океане вырос более чем на 20 см и продолжает подниматься на 3 мм в год. К концу XXI века он может повыситься на 0,5-1,5 метра – в зависимости от выбросов парниковых газов и темпов таяния льдов.
-
В 2023 году наблюдалась самая большая потеря массы ледников за 50 лет метеонаблюдений.
-
21 января этого года ЮНЕСКО и ВМО официально объявили о начале Международного года сохранения ледников, которые содержат около 70% мировых запасов пресной воды и обеспечивают ею более 2 млрд человек во всём мире.
-
В XXI веке такие города, как Нью-Йорк, Лондон, Санкт-Петербург, Венеция, Гавана и многие другие, могут столкнуться с угрозой затопления.
-
90% самых тяжёлых экономических потерь приходится на опасные гидрометеорологические явления: паводки, наводнения, сильный ветер, ливневые дожди, град, засухи, оставляя таким стихийным бедствиям, как извержения вулканов, цунами и землетрясения, лишь 10%.
Рекорды, которые не радуют
На территории России потепление климата происходит примерно в 2,5 раза интенсивнее, чем в среднем по земному шару, сообщает глава Росгидромета Игорь Шумаков. Причём каждое десятилетие оказывается теплее предыдущего. Наиболее быстрыми темпами растёт температура северной полярной области нашей страны. Сокращается площадь морского льда в Арктике, деградирует многолетняя мерзлота, которая занимает две трети территории. Её таяние в Сибири и на Дальнем Востоке вызывает множество экологических проблем, включая разрушение инфраструктуры и выбросы метана, что усугубляет парниковый эффект.
Игорь Шумаков - глава Росгидромета
Роман Вильфанд - научный руководитель Гидрометцентра
Игорю Шумакову вторит научный руководитель Гидрометцентра Роман Вильфанд: «Аномально тёплые температуры будут наблюдаться на всей территории России, это связано с переносом воздуха из Атлантики и глобальным потеплением». Далее учёный поясняет, почему в Сибири и за Уралом этот феномен будет ощущаться ещё острее: «Если раньше поступление атлантического воздуха в Сибирь и особенно на Дальний Восток случалось крайне редко, то в нынешнем веке это явление возникает всё чаще. <…> Для европейской территории страны повышение температуры выражается в температурах на 4-5 градусов выше нормы. Когда же атлантический воздух уходит за Урал, где среднегодовые температуры обычно гораздо ниже, аномалия может достигать отметки в 16-20 градусов».
По данным Росгидромета, за период 1990-2000 гг. на территории России ежегодно фиксировалось 150-200 нанёсших ущерб опасных гидрометеорологических явлений (ОЯ). В последующие годы их число возросло до 250-300 в год, а начиная с 2007 года число таких ОЯ превышало 400. При этом наблюдаемые в течение двух последних десятилетий явления оказались более интенсивными и разрушительными, чем когда-либо.
2021 год стал рекордным по общей площади лесных пожаров в России с начала XXI века. Лес горел на территории в 18,2 млн га, причинив колоссальный экологический и экономический ущерб.
Борьба с опустыниванием
У специалистов вызывают тревогу темпы опустынивания земель. По разным оценкам, в течение ближайших десятилетий в России могут стать непригодными для ведения сельского хозяйства от 10% до 30% пахотных земель. Принятие мировым сообществом Конвенции по борьбе с опустыниванием свидетельствует о глобальном распространении этого явления. В некоторых регионах, таких как Северный Кавказ и Центральная Азия, эти процессы протекают особенно быстро.
Может показаться, что Урал и Сибирь беда не затронет, в отличие от, скажем, Калмыкии, Дагестана и Ставрополья.
Однако это не так. Учёные-биологи из Института леса СО РАН (Красноярск) создали долгосрочную – до 100 лет – биоклиматическую модель растительности Южной Сибири. Применение этой модели позволило дать прогноз аридизации современных территорий степной и лесостепной зон этого региона. Причём чем суше конкретный район в настоящее время, тем более выраженным дефицит увлажнения будет к 2090 году. К примеру, перераспределение типов степей и опустынивание в Минусинской котловине заставит пересмотреть спектр возделываемых культур, а для эксплуатации пахотных угодий потребуются защитное лесоразведение и орошение. Чтобы сохранить оптимальную структуру лесозащитных полос, уже сейчас необходимо высаживать такие древесные виды и их климатипы, которые будут соответствовать ожидаемому климату, советуют учёные.
Что такое критичный уровень
Потепление климата давно и серьёзно влияет на ведение сельского хозяйства. Изменения, прежде всего, связаны с количеством поступающей в почву продуктивной влаги. В некоторых регионах России наблюдается увеличение нормы осадков, что приводит к наводнениям, тогда как в других учащаются засухи. О равномерном распределении осадков остаётся только мечтать. В XXI веке осадки на территории России в целом будут возрастать, причём наиболее значительный их рост ожидается зимой, сообщает Гидрометцентр.
Получить представление о том, насколько высокими могут быть риски потери урожайности в будущем, можно из доклада Росгидромета за 2017 год, где говорится о прямых климатических рисках, влияющих на растениеводство России. В этом докладе учёные-метеорологи давали анализ недобора урожая, обусловленного засухой 2010 года.
За критический уровень недобора урожайности может быть принято 40%-е её сокращение относительно среднего за определённый ряд лет. Так, недобор урожая вследствие засухи 2010 года относительно максимальных валовых сборов в 2008 и 2016 гг. составил 47-55 млн т (рис. 1). Учёные полагают, что агротехника и посевные площади сельскохозяйственных культур за этот период не могли существенно измениться, поэтому недобор зерна порядка 50-55 млн т (или 40-50% от действительного возможного урожая) может служить верхней оценкой отклика урожайности на климатические изменения при современном уровне агротехнологий.
Рис. 1 – Валовые сборы зерновых и зернобобовых культур в Российской Федерации, млн т
Источник: Росгидромет РФ – Росстат РФ
Вопреки погоде: экспертиза «Щёлково Агрохим»
Как лучше адаптироваться к изменениям климата? Как научиться управлять указанными рисками? Как собрать достойный урожай вопреки капризам погоды? Директор департамента селекции и семеноводства «Щёлково Агрохим», д. с.-х. н., член-корреспондент РАН Александр Прянишников объясняет, что надо делать ставку на современные сорта, которые особенно хорошо проявили себя в производственных условиях.
Александр Прянишников - директор департамента селекции и семеноводства «Щёлково Агрохим», д. с.-х. н., член-корреспондент РАН
Озимые
«Одной из аиболее интересных новинок компании «Щёлково Агрохим», я бы назвал новый среднеспелый сорт озимой пшеницы Ермоловка с потенциальной урожайностью до 150 ц/га. Сорт Ермоловка отличается повышенным уровнем регенерационной способности и устойчивостью к полеганию. Зарегистрирован по 3, 5 и 7-му регионам.
Для южных регионов мы рекомендуем попробовать озимую пшеницу сорта Система совместной селекции «Щёлково Агрохим» и Агрохолдинга «СТЕПЬ». Это полукарликовый сорт интенсивного типа, засухоустойчивый, высокопродуктивный, обладающий хорошими адаптивными свойствами. Урожайность Системы в условиях Орловской области составила 90 ц/га. На полях Агрохолдинга «СТЕПЬ» средняя прибавка урожайности по данному сорту составила свыше 4 ц/га. Общее превосходство нового сорта над ранее используемыми достигло 8 ц/га. Система зарегистрирована по 5 и 6-му регионам.
Для засушливых условий Поволжского региона Башкортостана, Оренбуржья мы предлагаем ультраскороспелые сорта озимой пшеницы Изумруд Дубовицкого и ДФ 2020. Это одни из самых зимостойких и засухоустойчивых сортов в стране. Так, в производственных испытаниях наш Изумруд показал преимущество над стандартом в целую тонну зерна. Лучший результат на сегодняшний день был получен в Оренбурге – 83 ц/га. Подчёркиваю, это не мелкоделяночные опыты, а товарные посевы на площади 1000 га в сезоне 2024 года в крестьянско-фермерском хозяйстве под Бугурусланом. Сегодня площади посева нашего Изумруда в Оренбургской области превышают отметку в 100 тыс. га. Зимостойкость нашего другого сорта озимой пшеницы ДФ 2020 – самая высокая по России. Данный сорт не вымерзает до –20 °C на уровне узла кущения».
Подсолнечник
«Что касается подсолнечника, мы предлагаем как классические гибриды, так и устойчивые к имидазолинонам или к сульфонилмочевинам – в зависимости от предпочтений того или иного клиента. Адресность того или иного гибрида – главное в нашем деле.
Из наших «звёзд» могу назвать гибриды Кречет, Сапсан, Искандер. Россельхозцентр опубликовал рейтинг самых востребованных сортов и гибридов в 2024 году по объёмам высева. Туда вошли разные культуры, в том числе подсолнечник и сахарная свёкла. Наш Кречет вошёл в топ-5 и занял первое место среди российских сортов (Табл. 1). Это раннеспелый высокоустойчивый к засухе гибрид с потенциалом урожайности свыше 47 ц/га и масличностью 49-52%. В этом году у нас в планах – подработать до 250-300 посевных единиц Кречета, а это 600-700 тыс. га посевов. Сейчас очень активно идут отгрузки семян подсолнечника. Кречет занимает среди них лидирующее место.
Очень хороши и такие гибриды, как среднеранний Сапсан и среднеспелый Искандер, также обладающие высокой засухоустойчивостью. Уверен, что в ближайшее время они тоже будут очень востребованы. Уже сегодня «Щёлково Агрохим» производит до 600 т п. е. подсолнечника. Это 1,3 млн га в структуре посевов по России. Как вы знаете, у нас несколько семенных заводов, где мы производим широкий спектр семян. К 2027 году планируется выпускать до 1 млн п. е. подсолнечника».
Табл. 1 – Самые востребованные гибриды сахарной свёклы по объёмам высева в РФ в 2024 году, тыс. т
| Рекордина КВС | 0,32 | 0,33 |
| Крокодил | 0,17 | 0,11 |
| Смарт Калледония КВС | 0,15 | 0,13 |
| БТС 590 | 0,13 | 0,09 |
| БТС 980 | 0,11 | 0,08 |
| Леопард | 0,11 | 0,07 |
| Смарт Нарния КВС | 0,09 | 0,18 |
| Бриз | 0,09 | 0,008 |
| Вапити | 0,08 | 0,03 |
| Максимелла КВС | 0,08 | 0,07 |
Продолжение читайте в следующем номере.
Фото экспертов с сайта Росгидромет
Ксения ТИМАКОВА
Правительство России завершает подготовку национального проекта «Технологическое обеспечение биоэкономики». Он объединит передовые решения в сфере биотехнологий, возобновляемых биоресурсов, а также создания новых материалов.
Кажется, ещё 10 лет назад о биоэкономике мало кто слышал, а сегодня на её развитие направлены средства нацпроектов, о биоэкономике в сельском хозяйстве, пищевой промышленности, фармацевтике и в других отраслях говорит национальный лидер. Что же это такое?
Продовольственная и сельскохозяйственная организация ООН определяет биоэкономику как «использование возобновляемых биологических ресурсов, биологических процессов и принципов устойчивого производства товаров и услуг во всех секторах экономики». При этом биоэкономика напрямую связана с достижениями биотехнологии в сельском хозяйстве и промышленности.
Если сказать чуть иначе, биоэкономика – это, по сути, новый способ создания продукта в условиях шестого технологического уклада, рывок в который человечество совершило в 2020-е годы. Этот новый уклад учёные описывают через инженерию живых тканей и организмов с заранее заданными свойствами, искусственный интеллект, беспилотные летательные системы, анализ больших данных и космический мониторинг. Для сельского хозяйства это принципиально новый уровень производительности труда, полная переработка отходов с помощью микроорганизмов, биотехнологическое производство любых молекул и манипуляции с генами, оптимизация геномов живых организмов.
Нацпроект
Координационный центр правительства России сообщает, что новый нацпроект «Технологическое обеспечение биоэкономики» призван обеспечить технологический суверенитет страны, ускорить развитие сельского хозяйства через внедрение биотехнологий, а также создать условия для самореализации граждан.
В своём выступлении на стратегической сессии в марте с. г. премьер-министр Михаил Мишустин подчеркнул, что нацпроект будет носить комплексный характер и формировать фундамент сразу для нескольких направлений.
Михаил Мишустин - премьер-министр Российской Федерации
«В их числе – химия, пищевая индустрия, энергетика, медицина, экология, сельское хозяйство. Все те отрасли, где возможно глубокое внедрение биопроцессов и использование современных форматов производства на индустриальном уровне», – подчеркнул Председатель Правительства.
Он добавил, что ключевая задача национального проекта – консолидировать усилия, мощности и ресурсы, создать конкурентные предприятия, в том числе за счёт модернизации имеющихся, чтобы вернуть позиции одного из глобальных лидеров биотехнологического рынка.
Цели и задачи
Среди других задач проекта «Технологическое обеспечение биоэкономики» можно выделить следующие:
- Технологический рывок в АПК. Нацпроект призван стать платформой для опережающего развития сельского хозяйства и других смежных отраслей за счёт внедрения передовых биотехнологических решений.
- Технологический суверенитет и лидерство: развитие собственной биоэкономики рассматривается как стратегически важный шаг для снижения зависимости от импортных технологий и продукции, а также для занятия ведущих позиций на мировом рынке.
- И наконец, новый национальный проект должен способствовать дальнейшему расцвету науки и производства, а также решению кадрового вопроса для работы в такой новой сфере, как биоэкономика. В конечном итоге новый нацпроект должен привести к росту экономики и повышению уровня жизни в стране.
Ответ на вызовы
Глобальные вызовы в области продовольственной безопасности, связанные с ростом народонаселения планеты и изменением климата, цифровой трансформацией экономики, требуют должного отклика. И здесь «Щёлково Агрохим» даёт достойный ответ сразу по нескольким направлениям.
Прежде всего это обширные селекционно-семеноводческие программы в Орловской области, на Центральном Черноземье и в Краснодарском крае, нацеленные на формирование замкнутого цикла сельскохозяйственного производства. По словам члена-корреспондента РАН Александра Прянишникова, в рамках этой работы «Щёлково Агрохим» создаёт для АПК России системы новых сортов, дополняющих друг друга по комплексу хозяйственных и биологических свойств; обеспечивает программы первичного и оригинального семеноводства достаточными объёмами исходного материала; формирует 100-процентный уровень обеспеченности промышленного семеноводства собственными сортами.
Научный консорциум по селекции
Для решения столь фундаментальных биотехнологических задач «Щёлково Агрохим» задействовует уникальные коллективы учёных из научных институтов по всей стране: от Института фундаментальных проблем биологии РАН и Института общей генетики РАН до ВНИИСБ, ВНИИМК им. В.С. Пустовойта и НИИСХ Северного Зауралья и др. С целым рядом научных учреждений существуют совместные программы исследований. Так, с институтом Цитологии и генетики (ИЦиГ СО РАН) совместная программа работы нацелена на получение константных (не расщепляющихся) форм растений, выявление сопряжённости индексов NDVI с молекулярными маркерами, контролирующих темпы развития растений. С учёными из Института фундаментальных проблем биологии (г. Пущино) ведётся оценка сортовых особенностей по активности фотосинтетического аппарата растений, поиск генетических маркеров, определяющих функционал фотосинтетических и продукционных процессов у растений, и др.
Цифровые двойники
Для тестирования аграрных технологий «Щёлково Агрохим» разработал собственную цифровую новинку – иммерсивного цифрового двойника. Это виртуальная копия реального производства, позволяющая изучать и моделировать сельскохозяйственные процессы в режиме реального времени и проводить виртуальные испытания технологий и сельхозмашин.
Начальник отдела информационных технологий «Щёлково Агрохим» Дмитрий Москвин на конференции в г. Щёлково представил эту разработку компании широкой публике. Двойник повторяет всё, что происходит на промышленном объекте или в теплице, и позволяет моделировать любой процесс – от роста растений до работы оборудования. На основе данных, получаемых от цифрового двойника, можно оценивать потребности в ресурсах, прогнозировать болезни полевых культур и оперативно реагировать на любые изменения, что повышает эффективность работы.
Дмитрий Москвин - начальник отдела информационных технологий «Щёлково Агрохим»
Система также способна прогнозировать степень износа производственного оборудования, позволяя сократить вероятность его отказов. Новый софт даёт возможность проводить краш-тесты и обучать сотрудников на симуляторе, где ошибки становятся безопасной частью практики, помогая предотвратить реальные инциденты. Следующим этапом развития станет внедрение искусственного интеллекта для автоматизации управления процессами.
Цифровой образ сорта
Прошедшей осенью также было подписано соглашение между «Щёлково Агрохим» и Госсорткомиссией. В рамках совместной работы стороны займутся внедрением цифровых технологий в селекционный процесс. Первым шагом станет реализация пилотного проекта по формированию цифрового образа сортов и гибридов. Этот подход позволит анализировать и прогнозировать фенотипические и генотипические характеристики новых растений в виртуальной среде, что значительно ускорит создание новых сортов, адаптированных для разных регионов страны.
Заключение
Возможности искусственного интеллекта, машинное обучение, доступ к большим данным стали новой магией и навсегда изменили наши подходы к развитию биотехнологий. Никогда раньше у человечества не было такого количества инструментов для анализа и улучшения сложных биологических систем и оптимизации самых разных процессов. Несомненно, развитие биоэкономики ускорит научные открытия в области сельского хозяйства и промышленности и обеспечит технологический суверенитет страны.