Устойчивое Сельское Хозяйство На Практике

Что Такое Устойчивое Сельское Хозяйство?

Устойчивые технологии земледелия способствуют стабильному и непрерывному выращиванию сельскохозяйственных культур, что позволит обеспечить достаточное количество ресурсов в будущем. Согласно концепции Продовольственной и сельскохозяйственной организации Объединенных Наций (FAO), практики устойчивого сельского хозяйства опираются на следующие пять принципов:

• оптимизация пищевой цепочки;
• охрана и экономия природных ресурсов;
• улучшение благосостояния и экономического положения населения;
• стимулирование устойчивости экосистем и природных сообществ;
• поддержка государственных инициатив и нормативных актов.

Цель Устойчивого Сельского Хозяйства

Главной целью внедрения устойчивых сельскохозяйственных практик является обеспечение продовольственной безопасности в краткосрочной и долгосрочной перспективе. Методы устойчивого сельского хозяйства также помогают:

• сохранять плодородие почвы и повышать биоразнообразие экосистем;
• улучшать экологические условия и предотвращать загрязнение окружающей среды;
• снижать потребление невозобновляемых ресурсов (например, ископаемого топлива);
• поддерживать экономическое развитие сельских регионов;
• улучшать качество жизни и права фермеров в целом;
• повышать экологическую сознательность и ответственность населения нашей планеты.

Как Определить Устойчивость Сельского Хозяйства?

Концепция определения степени устойчивости сельского хозяйства основана на анализе трех аспектов:

• экологического (агроэкологического), обозначающего природоохранный подход в хозяйствовании с уменьшением загрязнения и потребления невозобновляемых ресурсов;
• социального (социально-территориального), который отвечает за обеспечение населения планеты достаточным количеством продовольствия, справедливую занятость и развитие для локальных сообществ ^{UC Sustainable Agriculture Research and Education Program. 2017. Fair Labor Issues. What is Sustainable Agriculture? UC Division of Agriculture and Natural Resources.};
• экономического, поддерживающего жизнеспособность, эффективность и прибыльность фермерского бизнеса.

Методы Устойчивого Сельского Хозяйства

Практика устойчивого ведения сельского хозяйства предполагает использование азотфиксирующих растений вместо удобрений и природных врагов вредителей полей вместо агрессивных пестицидов. Также в устойчивом земледелии используют описанные ниже методы.

Севооборот В Устойчивом Сельском Хозяйстве

Севооборот предполагает выращивание различных видов сельскохозяйственных культур в определенной последовательности, что обеспечивает их разнообразие на поле сезон за сезоном. Этот метод более рационален, чем монокультура.

Орошение В Устойчивом Сельском Хозяйстве

Земледелие во многом зависит от ирригации, для осуществления которой необходимо огромное количество водных и энергетических ресурсов. Устойчивое развитие направлено на оптимизацию потребления воды и энергии для удовлетворения потребностей растений во влаге.

В устойчивом сельском хозяйстве оптимизация использования водных и энергетических ресурсов осуществляется путем выращивания видов культур, которые потребляют меньшее количество воды, и применения умных методов орошения. В частности, метод капельного полива по сравнению с бороздным орошением требует на 20–40% меньше воды и в то же время позволяет увеличить урожайность посевов на 20–50% ^{Sustainable irrigation: designing water- and energy-efficient systems. MIT Tata Center.}.

Покровные Культуры В Устойчивом Сельском Хозяйстве

Использование покровных культур в межсезонье помогает защитить поля от эрозии почвы. Данная агротехника также способствует накоплению органического вещества при использовании покровных растений в качестве сидератов, что снижает затраты на приобретение удобрений. Кроме того, такие растения подавляют рост сорняков и сохраняют влагу в почве. Цветущие покровные культуры привлекают пчел и других опылителей.

Минимальная Или Нулевая Обработка Почвы В Устойчивом Сельском Хозяйстве

В отличие от традиционной вспашки, минимальная или нулевая обработка почвы предотвращает потерю грунта на поле из-за ветровой и водной эрозии. Такой подход предполагает посев непосредственно в растительные остатки (так называемый прямой посев) с минимальным нарушением почвенного покрова и среды обитания почвенной биоты.

Поскольку сеялки no-till делают углубление в грунте и вносят семена за один проход, технология нулевой обработки предотвращает уплотнение почвы, а также минимизирует время работы сельскохозяйственной техники на полях и объем углеводородных выбросов. Таким образом, минимальная или нулевая обработка почвы способствует повышению экономической и экологической стабильности.

Устойчивое Сельское Хозяйство И Борьба С Вредителями

Помимо применения агрохимии, интегрированная защита растений от вредителей также предусматривает использование практик, эффективность которых повышается при комплексном применении. Задача интегрированного подхода в устойчивом сельском хозяйстве заключается в минимизации вреда человечеству, нецелевым видам сельскохозяйственных культур и природе в целом.

Таким образом, комплексная борьба с вредителями прежде всего опирается на методы биологического и агрокультурного контроля. В частности, примером биологического контроля является использование хищных видов насекомых. Например, естественными врагами вредителей полей могут быть божьи коровки, которые уничтожают тлю, или домашние птицы, сокращающие популяции муравьев, клопов, мух или мокриц, а также их яиц и личинок.

Устойчивое Сельское Хозяйство И Комплексная Борьба С Сорняками

Устойчивые методы борьбы с сорняками направлены на сохранение природных ресурсов за счет отказа от химических средств защиты растений и внедрения экологически безопасных методов. Такой подход предполагает использование более устойчивых видов сельскохозяйственных культур, насекомых и птиц для уничтожения сорняков, их удаления вручную или прополкой, выращивание покровных культур и растений с аллелопатическими свойствами, применения севооборота и других агротехник органического земледелия.

Пермакультура Как Технология Устойчивого Сельского Хозяйства

Термин «пермакультура» происходит от английского словосочетания permanent agriculture (дословно можно перевести как «постоянное сельское хозяйство»). Данная практика имитирует экосистемы с их разнообразием, стабильностью и гармоничностью. Пермакультура способствует развитию устойчивого сельского хозяйства за счет сокращения отходов производства, использования возобновляемых ресурсов, борьбы с загрязнением природы и повышения плодородия почвы безопасными для окружающей среды способами.

Иные Методы Устойчивого Сельского Хозяйства

Перечень всех практик для устойчивого развития сельского хозяйства довольно обширен. Среди прочего, к агротехникам устойчивого земледелия относятся:

• поликультура;
• биодинамическое и органическое сельское хозяйство;
• интеграция животноводства и растениеводства;
• совместные посадки культур (интеркроппинг);
• мульчирование;
• консервирующая обработка почвы (сохранение почвы);
• использование биотоплива и сельхозтехники с нулевыми выбросами;
• агролесоводство;
• городское сельское хозяйство и т. д.

Выбор методов устойчивого сельскохозяйственного производства зависит от вида культуры и специфики агропредприятия. И всё же, оптимальной практикой является холистическое управление системами и ландшафтами, в которых все элементы взаимосвязаны и одинаково ценны.

Преимущества Устойчивого Сельского Хозяйства

Устойчивость земледелия положительно влияет на все три аспекта устойчивого развития. К преимуществам устойчивого сельского хозяйства в экономической сфере относятся:

• обеспечение продовольственной безопасности за счет повышения урожайности сельскохозяйственных культур;
• уменьшение затрат благодаря использованию методов точного сельского хозяйства;
• экономия энергетических затрат благодаря отказу от ископаемого топлива по мере возможности.

Преимуществами устойчивого сельского хозяйства в социальной сфере являются:

• повышение заработной платы;
• уменьшение социального неравенства;
• улучшение здоровья населения за счет минимального использования агрохимии.

Устойчивое сельское хозяйство улучшает экологическую ситуацию, поскольку:

• защищает природные экосистемы;
• поддерживает биоразнообразие и создает условия животноводства, приближенные к природным;
• сохраняет почву, так как предотвращает эрозию и истощение полей;
• минимизирует загрязнение воды и воздуха;
• сохраняет невозобновимые ресурсы.

Кроме значительных преимуществ, существуют также определенные сложности, с которыми сталкиваются фермеры при внедрении методов устойчивого сельского хозяйства. Помимо прочего, к таким проблемам относятся отсутствие исследований, правительственных инициатив и материальной базы, которые необходимы для принятия управленческих решений и дифференцированной обработки полей.

Преимущества устойчивого сельского хозяйства в долгосрочной перспективе сопровождаются определенными трудностями на переходном этапе. В частности, недостатком устойчивого сельского хозяйства в краткосрочной перспективе является увеличение трудозатрат из-за минимального использования сельскохозяйственной техники, которая работает на ископаемом топливе. Кроме того, сокращается срок хранения продуктов питания по причине отказа от использования химикатов. Определенные ограничения в земледелии с целью охраны почв также снижают объемы сельскохозяйственного производства.

Управление Ресурсами В Устойчивом Сельском Хозяйстве

Продовольственная безопасность может быть достигнута за счет сохранения почвы, воды, воздуха и других природных ресурсов. Доступность этих ресурсов для устойчивого земледелия в будущем во многом зависит от того, насколько качественно осуществляется управление ими сегодня.

Управление Почвами В Устойчивом Сельском Хозяйстве

Почва – необходимая среда для роста и развития растений. Успешное сельскохозяйственное производство на обедненных или непригодных к земледелию территориях невозможно. Устойчивое сельское хозяйство может уменьшить эрозию почвы и восстановить ее плодородие. Кроме того, устойчивые практики земледелия препятствуют расширению сельскохозяйственных угодий, в частности, по причине вырубки лесов для выращивания масличных пальм.

Как Устойчивое Сельское Хозяйство Повышает Плодородие Почвы?

Устойчивые методы земледелия способствуют сохранению плодородия почвы благодаря использованию поликультуры, севооборота, зеленых и животных удобрений и других агротехник. В результате посевы получают необходимое количество питательных веществ, которые повышают их устойчивость к болезням растений и нашествиям вредителей.

Как Устойчивое Сельское Хозяйство Способствует Сохранению Почвы?

Сохранение почвы является важным компонентом устойчивого сельского хозяйства, поскольку устойчивые практики поддерживают плодородие почвы и решают проблему потери ее верхнего слоя, в первую очередь посредством его агрегации и предотвращения эрозии. Кроме того, к методам устойчивого сельского хозяйства относят террасное земледелие, использование покровных культур, ветрозащитных полос и сооружений, а также минимальную обработку почвы.

Устойчивое Сельское Хозяйство И Сохранение Водных Ресурсов

Искусственное орошение – единственно возможный способ ведения сельскохозяйственной деятельности в условиях недостаточного выпадения осадков. В будущем потребность в поливной воде будет только увеличиваться, поэтому управление водными ресурсами требует особо ответственного подхода. Использование методов устойчивого сельского хозяйства позволяет:

• бороться с засолением почв путем десалинизации (опреснения);
• предотвратить вымывание с полей удобрений, которые загрязняют почву и образуют осадок в водоемах;
• оптимизировать водопользование за счет точного орошения, сбора дождевой воды и повторного использования ресурсов;
• предотвратить разрушение среды обитания организмов в прибрежных зонах;
• отдавать предпочтение засухоустойчивым сельскохозяйственным культурам;
• взвешивать за и против выращивания посевов в аномально засушливые годы (на основе исторических данных для прогнозирования погодных тенденций).

Невозобновляемая И Возобновляемая Энергия В Устойчивом Сельском Хозяйстве

Сегодня сельское хозяйство зависит от топлива, вырабатываемого из нефти, которая является невозобновляемым источником. Единственный способ преодолеть эту зависимость – рассмотреть вопрос внедрения энергосберегающих сельскохозяйственных систем, использующих возобновляемые источники. Наиболее перспективными концепциями и инициативами в этой области в рамках устойчивого сельского хозяйства являются:

• установка высокоэффективных ирригационных систем на солнечных батареях;
• использование оборудования, работающего на биотопливе;
• выращивание сельскохозяйственных культур для альтернативных видов топлива;
• превращение энергии биомассы (из растений и органических отходов);
• аккумуляция ветровой и солнечной энергии для нужд сельскохозяйственных предприятий.

Влияние Устойчивого Сельского Хозяйства На Воздух

Чистый, свежий воздух жизненно важен для дыхания организмов. Однако, почти все виды сельскохозяйственной деятельности загрязняют атмосферу химическими веществами, пылью, выбросами ископаемого топлива и метаном, образующимся в больших объемах в животноводстве. В 2019 году именно на сельское хозяйство приходилось 10% всех выбросов парниковых газов в США ^{Sources of Greenhouse Gas Emissions. United States Environmental Protection Agency}. Эта цифра на 12% выше, чем в 1990 году.

Устойчивое сельское хозяйство позволяет улучшить качество воздуха. Например, снизить концентрацию пыли можно путем сокращения операций по обработке почвы, применения покровных культур и методов агролесоводства, а также установки ветрозащитных экранов.

Выбросы парниковых газов можно сократить за счет:

• уменьшения использования сельскохозяйственной техники, которая работает на ископаемом топливе;
• корректирования рациона крупного рогатого скота с целью снижения образования метана вследствие ферментации в кишечнике животных;
• контролирования процесса перегнивания навоза.

Устойчивое Сельское Хозяйство И Спутниковые Технологии

Устойчивое выращивание сельскохозяйственных культур – это не просто гарантия стабильности фермерского бизнеса. Развитие устойчивого земледелия – задача каждого отдельного человека и организации, ответственной за продовольственную безопасность. Точная информация о достаточных объемах продуктов питания необходима национальным и мировым торговым компаниям, фермерским предприятиям, управлениям статистики, государственным учреждениям и другим организациям.

Новые технологии устойчивого сельского хозяйства позволяют осуществлять постоянный мониторинг выращивания агрокультур и облегчают управление полями. К новейшим методам управления сельскохозяйственными предприятиями относится технология дистанционного зондирования Земли с помощью спутников. Данная технология является надежным источником данных для анализа и прогнозирования развития посевов, здоровья и продуктивности полей, использования ресурсов, сохранения биоразнообразия экосистем.

Платформа EOSDA Crop Monitoring – удобный онлайн-инструмент для внедрения методов точного земледелия, который способствует развитию устойчивого сельского хозяйства. Рассмотрим возможности нашей платформы с точки зрения эффективной организации выращивания урожая и управления ресурсами.

Эффективное использование химикатов (удобрений и средств защиты растений) достигается с помощью карт-заданий VRA, которые помогают рассчитать дифференцированные нормы внесения удобрений. Поле делится на несколько зон: участки со здоровой растительностью отображаются зеленым цветом, а критические зоны – желтым и красным. Вычислив необходимые нормы отдельно для зеленой и красной зоны, фермеры могут сократить использование химикатов, что полезно как для их бюджета, так и для окружающей среды.

Эффективное использование воды для полива осуществляется с помощью индекса NDMI и данных о влажности почвы. Мониторинг этих параметров в рамках устойчивого сельского хозяйства обеспечивает агрономов своевременной информацией о возможных проблемах, которые могут быть вызваны переувлажнением или водным стрессом растений. Фермеры могут обеспечить здоровое развитие сельскохозяйственных культур и сохранить урожай, устранив дефицит или избыток влаги на полях.

Кроме того, прогнозы погоды EOSDA Crop Monitoring позволяют пользователям заблаговременно узнать об ожидаемых осадках, что позволяет скорректировать график орошения и не проводить полив перед надвигающимся дождем, что способствует экономии водных ресурсов.

Постоянный мониторинг состояния посевов возможен с помощью вегетационных индексов (в частности, NDVI, ReCI, MSAVI, NDRE). Анализ индексов состояния растительности на основе спутниковых снимков является одной из известнейших технологий устойчивого сельского хозяйства. Благодаря дистанционному зондированию Земли с помощью спутников, пользователи платформы EOSDA Crop Monitoring могут получать актуальную информацию о состоянии посевов и оперативно реагировать на любое отклонение стандартных значений для текущей фенологической фазы развития растений.

Снижению использования топлива и выбросов способствует функция скаутинга, которая сокращает частоту необходимых выездов на участки. Регулярный осмотр посевов скаутами особенно затруднителен, когда поля занимают обширные площади или находятся далеко друг от друга. Однако, дистанционный мониторинг посевов значительно облегчает этот процесс, потому что необходимость непосредственного осмотра поля скаутами возникает только тогда, когда на вероятность проблемы указывают аномальные значения вегетационного индекса.

В разделе «Скаутинг» можно назначить задачу скаутам и определить критические зоны поля для дополнительного инспектирования. Данная функция экономит затраченное на поездку время и снижает расход топлива. По прибытию, скауты оперативно выявляют болезни растений, поражение посевов вредителями или избыточное засорение поля. Изучив соответствующие отчеты, фермеры могут выбрать более эффективное средство защиты растений для обработки исключительно пораженных зон. Такой подход снижает финансовые затраты, сводит к минимуму ущерб окружающей среде и отвечает целям устойчивого сельского хозяйства.

Журнал полевых работ EOSDA на платформе EOSDA Crop Monitoring помогает избежать ошибок в управлении фермерским предприятием. Пользуясь этой функцией, фермеры могут сохранять информацию обо всех выполненных и планируемых полевых операциях, что поможет исключить возможность ошибок при обработке полей. Кроме того, платформа EOSDA Crop Motoring позволяет отслеживать изменения растительности после каждой операции на полях, а все необходимые данные находятся в одном месте.

Группировка EOS SAT – это первое созвездие спутников, созданное специально для нужд агросектора. Запуск спутниковой группировки EOS SAT позволяет более эффективно применять современные технологии дистанционного зондирования Земли для развития устойчивого сельского хозяйства.

Компания EOSDA вывела на орбиту первый спутник созвездия EOS SAT в начале 2023 года. К 2025 году эта группировка спутников достигнет полной эксплуатационной мощности, благодаря чему в 5-7 раз участится повторное время пролета по запросу и в 2-8 раз увеличится объем данных с открытым доступом. Таким образом, компания EOSDA сможет предоставить своим клиентам более точную аналитику состояния полей, которая будет способствовать повышению устойчивости сельского хозяйства.