Сельское хозяйство является неотъемлемой частью стратегии устойчивого развития в мире. Устойчивое развитие сельского хозяйства в современных условиях является гарантом стратегического благополучия, поскольку именно сельское хозяйство должно решать задачи обеспечения продовольственной безопасности РФ, снижения негативного воздействия на окружающую среду и сохранения национального богатства — российских почв. Кроме того, сельское хозяйство является локомотивом развития многих отраслей экономики и одной из ведущих экспортных отраслей, работающей в условиях глобальной конкуренции.

В современных условиях вектором развития отрасли должна стать новая парадигма ведения сельского хозяйства, направленная на достижение углеродной нейтральности, применение природоподобных технологий почвозащитного ресурсосберегающего (углеродосберегающего) земледелия (ПРЗ), и подготовка квалифицированных кадров, соответствующей инфраструктуры и законодательной базы. Также залогом стратегического благополучия отрасли сельского хозяйства и растениеводства является создание прозрачного рынка сбыта продукции, что должно обеспечиваться прежде всего эффективными механизмами ценового регулирования.

Согласно определению ФАО ООН к основным компонентам почвозащитного ресурсосберегающего (углеродосберегающего) земледелия относятся:

1) минимальное механическое нарушение структуры почвы, т.е. отказ от предпосевной обработки за счёт прямого посева и/или внесения удобрений;

2) наличие постоянного растительного почвенного покрова (не менее 30 процентов), содержащего остатки сельхозкультур и/или покровных растений; 

3) диверсификация севооборота и смешанные посевы, не менее трёх различных видов культур.

Данная комплексная технология также включает: 

— биологические методы (подбор семян и гибридов; применение биологических средств защиты растений (СЗР); интегрированную систему защиты растений с применением инновационных методов обработки СЗР; применение бактериальных препаратов, биологических удобрений; применение биостимуляторов роста, гуматов, медоносных посевов, энтомофагов и др.);

— цифровизациию сельского хозяйства, технологии точного земледелия (автопилотирование, согласованное движение техники по полю Controlled Traffic Farming, методы дистанционного мониторинга, интернет вещей и т.д.)

Отказ от механической обработки почвы и более широкое применение биологических средств вместо химических позволяет считать данные технологии природоподобными.  

На сегодняшний день с использованием данных технологий обрабатывается около 206 млн га по всему миру. В России площадь применения данных технологий составляет около 6 млн га во всех растениеводческих регионах страны – Омская, Новосибирская области, Алтайский край, Свердловская область, Курганская область, Челябинская область, Республика Татарстан, Самарская, Саратовская, Оренбургская области, Краснодарский край, Ростовская область, Республика Крым и другие.

Использование ПРЗ позволяет сохранить и восстановить почвенный углерод за счёт исключения механической обработки почвы, сократить выбросы СО₂ до 80%, секвестрировать до 5 тонн углерода с гектара в год; устранить уплотнение почвы, предотвратить эрозию, деградацию, опустынивание почв; сохранить почвенную влагу, улучшить структуру почвы, сохранить почвенную биоту; повысить урожайность, производить здоровую качественную углеродонейтральную продукцию; повысить энергоэффективность и снизить инвестиционные затраты за счет сокращения количества техники (на 3-4 единицы — трактор, плуг, культиватор, борона), сократить расход ГСМ до 50%, трудозатраты; уменьшить негативное влияние на климат и окружающую среду.

Научное обоснование применения природоподобных технологий почвозащитного ресурсосберегающего земледелия и инновационных методов растениеводства создается группой учёных на первом в РФ аграрном карбоновом полигоне «Агро Инженерия» на территории ООО «Орловка — АгроИнновационный центр» Самарской области, при поддержке индустриального партнера АО «ОХК «Уралхим». 

Цели аграрного карбонового полигона:

1. Комплексные исследования по изучению депонирования почвенного органического углерода и выбросов парниковых газов, поиск наиболее эффективных методов секвестрации углерода в почве и снижения углеродного следа продукции.

2. Исследования по эффективному управлению углеродным циклом и фотосинтезом в почвозащитном ресурсосберегающем земледелии (ПРЗ) при помощи биологических методов для повышения плодородия почв, урожайности и качества продукции, предотвращения эрозии, деградации, опустынивания почв.

Уникальность выбранной для полигона площадки обусловлена существенной пестротой почвенного покрова, в следствие разнообразия почвообразующих пород, и мощностью органогенного горизонта. На территории хозяйства ООО «Орловка — АгроИнновационный центр» в течение 10 лет успешно внедряются природоподобные технологии почвозащитного ресурсосберегающего земледелия и накоплен массив данных, необходимый для ретроспективного анализа. Общая площадь – 4,5 тысячи гектар, севооборот: твердая пшеница, соя, лен, ячмень. 

На полях полигона проводятся комплексные исследования – агрохимические анализы, показатели органического углерода, парниковых выбросов, почвенной микробиоты и их влияния на урожайность и питательную ценность продукции. Проводится оценка влияния внесения различных биопрепаратов в технологии ПРЗ на накопление углерода в почве, содержание микро- и микроэлементов, урожайность. Также проводятся междисциплинарные исследования на стыке медицинской и сельскохозяйственной микробиологии с применением культуромного и метагеномного анализа, внедряются передовые практики и методики дистанционного мониторинга и гиперспектральной съемки.

При поддержке и финансировании АО «ОХК «Уралхим» на площадке аграрного карбонового полигона в 2021 и 2022 годах были проведены предварительные исследования в соответствии с MRV протоколом ФАО ООН.

Площадка аграрного карбонового полигона включена в проект ВИП ГЗ «Единая национальная система мониторинга климатически активных веществ», исследования проводятся учёными Почвенного института имени В.В. Докучаева. Также проводятся исследования с молодёжной лабораторией карбомониторинга и наземных экосистем Института физико-химических и биологических проблем почвоведения РАН. Сотрудничество с другими исследовательскими группами позволяет выработать наиболее эффективную методику исследований, получить более точные данные, проводить обмен опытом и обучение сотрудников.

Результаты исследований научных групп на площадке полигона демонстрируют тенденцию к увеличению депонирования почвенного органического углерода при применении почвозащитного ресурсосберегающего земледелия на 0,57 и 0,45 кг/м² для верхнего 10-см слоя почвы по сравнению со вспашкой. По независимой оценке датской компании Agreena, по итогам 2021 года на полях хозяйства накоплено в среднем 2,5 т/га почвенного углерода.

Кроме того, исследуется влияние практик ПРЗ на климат в рамках современного экологического законодательства:

• Подготовлен к регистрации климатический проект «Изменение запасов органического углерода в почве и снижение парниковых выбросов при использовании технологий почвозащитного ресурсосберегающего земледелия на пахотных землях ООО «Орловка АИЦ». 

Общий климатический эффект, рассчитанный в соответствии с Предварительным национальным стандартом «Изменение запасов органического углерода в почве на пахотных землях» (ПНСТ 901-2023), составил 40924 тонн CO₂-экв. в год, депонирование углерода составляет до 2 тонн на гектар.

• Подсчитан углеродный след продукции хозяйства ООО «Орловка АИЦ» за несколько лет, который является одним из важнейших элементов стратегии успешного почвосберегающего климатоориентированного агробизнеса в мире.Подсчет проводился при помощи калькулятора CoolFarmTool.

Так, например, при производстве яровой пшеницы на карбоновом полигоне в 2020-2023 гг. выявлен углеродный след 0,209 кг СО₂-экв. × кг^-1 , что в 2,5 раза ниже, чем в среднем по другим странам — 0,526 кг СО₂-экв. × кг^-1 (табл. 1). Также произведён расчёт значения декарбонизации при внедрении прямого посева яровой пшеницы, которое составляет: 0,420 — 0,209 = 0,211 СО₂-экв × кг-1.

Таблица 1 — Углеродный след при производстве яровой пшеницы в различных странах мира

Количественный показатель	Египет	Финляндия	Китай	Россия (Самарская область, карбоновый полигон)
Углеродный след на кг продукции, кг СО2-экв.	0,239	0,590	0,750	0,209
Расчёт декарбонизации,кг СО2-экв. х кг-1				-0,211

Аналогичные расчёты по производству сои по технологии прямого посева показали углеродный след 0,360 кг СО₂-экв × кг^-1, сопоставимый с европейским показателем 0,360 кг СО₂-экв × кг^-1 сертифицированной органической сои с низким углеродным следом (табл 2). Обычная несертифицированная соя, представленная на рынке ЕС, производится с выбросами парниковых газов 1,990 кг СО₂-экв на кг продукции.  Расчётное значение декарбонизации при внедрении прямого посева сои составляет -0,429 СО₂-экв × кг^-1.

Таблица 2 — Углеродный след при производстве соевых бобов в различных странах мира

Количественный показатель	Бразилия	США	ЕС	ЕС (серт. соя с низким УСП)	Россия (Самарская обл., карбоновый полигон)
Углеродный след на кг продукции, кг СО2-экв.	4,270	0,540	1,990	0,360	0,360
Расчёт декарбонизации,кг СО2-экв. х кг-1					-0,429

В ближайшее время мировые цепочки поставок будут требовать содержание информации об углеродном следе продукции. Эти меры будут распространяться и на импортеров российской сельскохозяйственной продукции, в связи с чем российским сельхозтоваропроизводителям и экспортёрам необходимо внедрять принципы низкоуглеродного и устойчивого развития.

• Подсчитано количество макроэлементов (азот, фосфор, калий), которые возвращаются в почву с растительными остатками в течение периода использования практик ПРЗ. (Табл.3) Для подсчета использовали уравнения регрессии для определения массы поверхностных растительных остатков и корней по урожаю основной продукции (по Ф. И. Левину), была рассчитана масса поверхностных остатков и корней каждой культуры, а также их суммарное количество, оставляемое на поле.

Таблица 3. Урожайность и пожниво-корневые остатки с возвратом макроэлементов (N,P,K) за 2023г.

Культура	Факт/га	Урожайность т/га	ΣПКО, т/га	Возврат Nчерез ΣПКО, кг/га	Возврат Р через ΣПКО, кг/га	Возврат К через ΣПКО,кг/га
Яровая пшеница	1911	1,7-4,5	2,6-5,1	13-25	5-10	23-45
Озимая пшеница	155	1,1-2,2	2,2-3,3	10-16	4-6	19-30
Лен пересев	332	0,8-1,2	2,0-2,24	12-14	8-9	19-22
Подсол-нечник	316	1,0-1,5	2,3-3,5	36-56	18-28	119-186
Соя	998,5	0,7-2,5	1,62-2,94	—	5-9	8-14
Горох	33	1,7	1,75	11	20	—
Ячмень	15	2,7	5,35	26	10	53

• Проведены микробиологические исследования (культуромный, метагеномный анализы). Было использовано 34 варианта сред (аэробные/микроаэрофильные/анаэробные), произведено 3000 посевов, идентифицировано: 7364 штаммов представителей, 324 родов, 1352 видов.

• Отмечается рост урожайности и повышение устойчивости к изменениям погодных условий.

Проводимые исследования подтверждают эффективность технологий почвозащитного ресурсосберегающего земледелия в уменьшении выбросов парниковых газов за счет депонирования почвенного органического углерода, что играет важную роль в восстановлении продуктивности почв и выполнении задач климатической повестки.

Данные технологии также являются эффективными для снижения углеродного следа сельхозпродукции, что говорит об их экологичности. Снижение углеродного следа также позволит сохранить лидирующие позиции на мировом экспортном рынке сельхозпродукции, так как уже сейчас многие страны вводят требования к углеродному следу ввозимой продукции.

Поступление в почву макроэлементов от растительных остатков, оставление которых является одним из принципов технологий ПРЗ, позволяет оптимизировать использование минеральных удобрений.

Дальнейшее изучение микробиома почвы позволит научиться им управлять для повышения плодородия почв, урожайности и качества продукции. 

Широкое внедрение данных технологий в России будет отвечать поставленным задачам декарбонизации экономики и развитию природоподобных технологий (Указ Президента от 02.11.2023 № 818), а также приоритетам научно-технического развития (Указ Президента от 18.06.2024 № 529) и принципам ESG(environmental, social, governance) и позволит не только решать задачи снижения углеродного следа и повышения экспортной привлекательности российской продукции, но и в первую очередь сохранить почвы, повысить урожайность и качество продукции, таким образом обеспечивая продовольственную безопасность РФ, сохранение национального богатства и укрепление здоровье населения.