Сохранение почвы и дождевание для устойчивого управления водными ресурсами и повышения урожайности при выращивании кукурузы и полевой гороха

Больше урожая при меньшем расходе воды

По мере того как изменение климата уменьшает запасы воды, перед фермерами везде встаёт острый вопрос: как выращивать достаточно пищи, не исчерпывая реки и водоносные горизонты? Это исследование из северной Индии проверяет практическое решение на реальных полях, показывая, как бережная обработка почвы и продуманное орошение могут повысить урожай кукурузы и гороха при более рациональном расходе воды.

Новый взгляд на обычные поля

Учёные сосредоточились на распространённой паре культур: кукуруза на муссонный сезон, за которой зимой следует полевой горох. Традиционно такие поля глубоко пашут и выравнивают перед каждой посевной, а горох орошают заливкой борозд. Этот подход прост, но неэкономичен: значительная часть воды испаряется или уходит в дренаж, а частая вспашка со временем ухудшает состояние почвы. Команда сравнила этот «обычный подход» с методами сохранения почвы, при которых почва меньше нарушается, а вода подаётся более точно.

Бережный уход за почвой и умное орошение

На экспериментальных участках в окрестностях Канпура в Индо-Гангской равнине учёные испытали три способа обработки почвы: нулевая вспашка, при которой почва не нарушается и стебли кукурузы остаются на поле; сокращённая обработка — только мелкая культивация; и обычная вспашка с глубоким пахотным слоем и удалением растительных остатков. Для гороха эти методы почвообработки сочетали с шестью режимами полива — либо дождеванием сверху, либо традиционной заливной ирригацией, при этом поливы выполнялись в ключевые фазы — при ветвлении и образовании бобов. Кукуруза полагалась только на сезонные осадки, поэтому любые эффекты орошения для неё передавались через изменение влажности и состояния почвы после гороха.

Больше урожая и более высокая прибыль фермы

Сочетание минимального нарушения почвы и дождевания окупилось. В течение двух лет нулевая вспашка показала лучшие результаты по сравнению с глубокой вспашкой как для кукурузы, так и для гороха. Урожай кукурузного зерна при нулевой вспашке был примерно на 13% выше, чем при обычной вспашке, а у гороха урожайность зерна увеличивалась до 25%. При сочетании нулевой вспашки с дождеванием гороха в фазах ветвления и образования бобов урожай гороха вырос примерно на 70%, а кукурузы — примерно на треть по сравнению с местной практикой вспашки и заливного орошения. За сезон вся система кукуруза–горох дала почти на 19% больше зерна (в пересчёте на кукурузный эквивалент) при нулевой вспашке, чем при обычной. Эти дополнительные центнеры преобразовались в деньги: улучшенная практика увеличивала чистый доход примерно на 46 000 индийских рупий на гектар по сравнению со стандартной вспашкой, тогда как одни только дождеватели добавляли около 14 000 рупий по сравнению с заливной ирригацией.

Экономия воды — капля за каплей

Не менее важно, что улучшенные методы использовали воду разумнее. Нулевая и сокращённая обработка несколько снижали общий объём воды, потребляемый горохом, в основном потому, что нетронутая почва и поверхностные остатки уменьшали испарение. Дождевание использовало меньше воды, чем заливной полив, при этом доставляя её туда, где растения могли её эффективно использовать. В совокупности нулевая вспашка и дождевание существенно повысили объём зерна, получаемого на единицу воды. По сравнению с традиционной глубокой вспашкой и заливной ирригацией эта комбинация увеличивала эффективность использования воды примерно на 60% и водопродуктивность — сколько зерна вырастает на кубический метр воды — примерно на 76%. Это значит, что фермеры могут собирать больше еды, применяя меньше воды — ключевое преимущество в полузасушливых регионах с ненадёжными осадками и уменьшающимися запасами подземных вод.

Что это значит для иссушающихся ландшафтов

Для фермеров в районах с дефицитом воды послание исследования просто: оставлять почву в основном непаханой, сохранять растительные остатки на поверхности и переводить горох с заливного полива на своевременно выполненное дождевание можно одновременно увеличить урожайность, прибыль и экономию воды. Кукуруза, выращиваемая в сезон дождей, извлекает косвенную выгоду из более здоровой и влажной почвы, оставшейся после гороха. Хотя результаты будут отличаться в зависимости от местных почв и климата, работа показывает, что простые изменения в обработке и орошении полей могут превратить «жадную» к воде и ресурсам систему в более продуктивную и устойчивую, помогая сельскому хозяйству адаптироваться к более сухому будущему.

Цитирование: Singh, R., Nath, C.P., Praharaj, C.S. et al. Conservation tillage and sprinkler irrigation for sustainable water management and enhanced crop yields in maize and field pea cropping system. Sci Rep 16, 11852 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-39809-5

Ключевые слова: сохранение почвы, дождевание, эффективность использования воды, севооборот кукуруза–горох, климатоустойчивое земледелие