Диверсификация как средство повышения урожайности
Бразильская саванна (Cerrado) стала земледельческим регионом относительно недавно. Однако уже сегодня штат Мато Гроссо является одним из ведущих аграрных регионов страны.
Начало было отнюдь не легким. На пути у фермеров возникало множество проблем. Одна из них – малая обеспеченность почвы элементами питания. Требовались повышенные дозы калийных и фосфорных удобрений. Вторая – подкисленные и кислые почвы нужно было известковать, чтобы получить нейтральный pH почвенного раствора. Все эти меры требовали значительных инвестиций в земледелие. Освоение каждого гектара пашни давалось бразильским фермерам с большим трудом.
Урожайность зерновых культур в регионе (Илл. 1)
С развитием земледелия в регионе выросла и интенсивность растениеводства, усложнились производственные процессы (илл.2). Сокращение сроков вегетации сои, кукурузы и хлопчатника позволили получать два урожая сои и кукурузы в год с посевами культур в сентябре и январе.
Современные ультра-короткие севообороты соя/кукуруза или соя/хлопчатник занимают сегодня до 60 % от общей площади культивируемых земель штата Мато Гроссо.
Получение двух урожаев в год стало вызовом и для аграрной науки. Потребовались ответы на вопросы, которых раньше не было. Следствием интенсификации агропроизводства стало усиление засоренности, увеличение популяций вредителей и возбудителей болезней культурных растений. Обратной стороной широкого применения пестицидов стали различные проявления резистентности. Для решения всех этих проблем требовались решительные меры.
В 2008 году исследовательский центр МТ заложил ряд многолетних сравнительных опытов с целью изучения систем возделывания культур в моно-варианте, чередовании (плодосмена) и в севообороте. Большинство опытов было заложено на ведущей товарной культуре региона - сое. Опытное поле центра МТ расположено на ферме Кахоэйра (17° 09' южной широты, 54° 45' западной долготы, высота над уровнем моря 490 м) неподалеку от автомагистрали BR-163 в районе Итикира.
Здесь преобладают суглинистые почвы с повышенной кислотностью, поэтому их регулярное известкование – это норма. В опытах изучаются 8 вариантов возделывания (табл.1), включающие севообороты, комбинации с промежуточными культурами (плодосмена) и монокультуры.
После 11 лет опытов были сделаны интересные наблюдения и получены важные выводы. Количество соломы в вариантах с плодосменой и севооборотом было значительно выше, чем в вариантах с монокультурой (илл. 4). В вариантах с севооборотом важно учитывать тип корневой системы и количество пожнивных остатков после каждого вида – они по-разному воздействуют на почву.
Урожайность сои, ведущей товарной культуры региона, зависит от способов возделывания и выросла за годы проведения опытов. Рост урожайности сои в последние три года объясняется, прежде всего, использованием новых высокоурожайных сортов. Средняя урожайность сои по всем вариантам с плодосменой и севооборотом была значительно выше, чем в вариантах с монокультурой.
За период шести лет (2008/2009 до 2013/2014) способ возделывания не сказывался на величине урожайности сои. Разница стала заметной, начиная с сезона 2014/15. Это объясняется сильным стрессом (влага) и предпочтением ультра-ранних сортов культуры. Также этот факт подчеркивает высокую буферную способность суглинистой почвы с хорошим обеспечением элементами питания в месте расположения опытного поля. Отсюда самый важный вывод для фермеров-практиков: быть настойчивыми при внедрении прямого посева – положительные изменения наступают не сразу, а по прошествии нескольких лет переходного периода.
До настоящего времени не было отмечено значительной разницы урожайности в вариантах с плодосменой и севооборотом. В данный момент ведутся исследования влияния способа возделывания на биологическую активность почвы. На фото Ill. 6 хорошо видно, как изменяется содержание гумуса в тропических почвах в зависимости от применяемой системы земледелия.
V1- Соя/пар (DS) - монокультура 
V7- Соя/кукуруза (DS) - плодосмена 
V6- Соя/кроталярия, соя/кукуруза + брахиария (DS) - севооборот
Фото Ill.6. Верхний слой почвы (0-10 см) в вариантах соя/пар, соя/кукуруза и соя/севооборот с разными культурами. Увеличение сухой массы и накопление слоя мульчи на поверхности почвы приводит со временем к изменению ее цвета (темнеет). Содержаниегумусаповариантам: 3,2%, 3,8% и 4.0% соответственно. Fotos: C. Kappes (2016)
В ходе опытов были сделаны микробиологические анализы, позволяющие судить о внутрипочвенной динамике углерода, серы и фосфора. В вариантах с большим образованием соломенной массы была зафиксирована более высокая биологическая активность почвы.
Эти параметры показывают, насколько важна солома в условиях тропиков, чтобы активизировать биологическую активность почвы. Некоторые варинты с чередованием культур превосходили по этому показателю варианты с монокультурой сои более, чем в 8 раз! После завершения всего спектра лабораторных микробиологических исследований на основании полученных результатов будут разработаны методические рекомендации для практики.
Выводы
После 11 лет опытов возделывания сои в 8 различных вариантах в бразильском штате Мато Гроссо можно сформулировать следующее: продуктивность сои в значительной мере зависит от способа ее возделывания. С увеличением массы растительных остатков на поверхности почвы увеличивается и урожайность культуры. В вариантах с длинными севооборотами и чередованием культур (плодосменой) существенной разницы в урожайности достоверно не было установлено. Однако наличие в севообороте культур с высоким индексом образования сухой массы позволяет существенно увеличить биологическую активность почвы и повысить содержание гумуса в ней.
Многолетний опыт исследовательского центра МТ предполагает дальнейшие наблюдения и исследования с целью интенсификации производственного возделывания сои в регионе. Например, планируется проведение анализа динамики углерода в почве по мере роста урожайности культуры. Другой целью является поиск возможных альтернатив для диверсификации севооборотов. Абсолютной целью опытов является поиск систем земледелия, направленных на устойчивое развитие агропроизводства в условиях бразильской саванны.