Сберегающий подход: о некоторых компонентах системы нулевой обработки почвы (no-till)

Переводчик терминов

Для начала разберемся в терминологии, чтобы точно знать, чем за рубежом отличается No-Till от нулевой технологии, от минимальной обработки и т.д. Для этого обратимся к статье
«О терминах в земледелии и растениеводстве» академика Мехлиса Сулейменова,
опубликованной в журнале «Аграрный сектор» № 3 (13), сентябрь, 2012 г.

Поскольку эти термины пришли в нашу речь из английского языка, имеет смысл разобраться в них подробнее.

1. Традиционная обработка – система обработки почвы, которая сложилась в данной почвенно климатической зоне до перехода на новые технологии.

2. Сокращенная обработка – варианты обработки почвы, когда из привычной системы исключаются отдельные элементы.

3. Минимальная – за весь цикл от уборки предшествующей культуры до окончания посева проводится только одна обработка при посеве сеялкой-культиватором.

4. Прямой посев – посев сеялкой без культиваторных лап по полю, на котором могла быть какая-то осенняя или ранневесенняя обработка почвы.

5. Нулевая обработка – прямой посев проводят по полю, на котором не было никаких обработок после уборки предшествующей культуры.

6. Ноу-тилл (no tillage) – система земледелия, при которой полностью исключаются обработки почвы под все культуры в течение длительного времени. Исключаются чистые пары, так как главное требование системы – постоянное покрытие почвы культурами или пожнивными остатками. Условно допустимы в некоторых странах химические пары.

Ждем, когда столь важный вопрос терминологии будет решен на уровне госстандартов, чтобы наконец-то появилось единообразие.

А караван идет

В настоящее время различные почвозащитные системы получают все большее распространение в странах Европы, для них производится новая техника. Это может отметить и любой казахстанский аграрий, проанализировав товар поставщиков европейских изготовителей сельхозтехники.

Сегодня появился новый взгляд и у правительства стран европейской части света. Даже субсидии фермерам распределяются с оглядкой на почвозащиту.

Например, в Швейцарии действует программа по оплате фермерам 5-летнего перехода с почвозащитного земледелия на Ноу-тилл. По ее условиям, как минимум две основные (не покровные) культуры должны выращиваться по Ноу-тиллу в течение первых пяти лет. Применение плуга считается нарушением контракта и облагается штрафом.

В 2006 году, по истечении трех лет широких общественных консультаций (нам бы так!), странами ЕС была ратифицирована Почвенная стратегия. Документ направлен на решение проблем, связанных с деградацией почвы в 27 странах-членах ЕС по следующим параметрам: эрозия, снижение уровня органического вещества, засоленность, уплотнение, загрязнение, заболачивание и оползни, а также уменьшение биологического разнообразия. Государства-члены ЕС должны были выявить зоны риска и принять меры по предотвращению деградации почвы в течение 5-7 лет.

Наверняка, читателям будут интересны, какими еще инструментами, помимо перераспределения субсидий и запуска финансируемых бюджетом программ, европейское правительство запланировало стимулировать массовый переход на Ноу-тилл.

1. Эффективная передача знаний и технологий.

2

Организация сети ферм, демонстрирующих No-till, где особенное внимание уделяется севооборотам, покровным культурам и средствам защиты растений

3. Увеличение «программ мотивации» для почвозащитного земледелия и No-till в существующих агроклиматических условиях.

4. Проведение мероприятий, включающих практические демонстрации для фермеров (например, ежегодный национальный праздник, посвященный отказу от плуга и принятию No-till во Франции и Швейцарии).

5. Разработка и запуск в работу соответствующих сеялок прямого посева и обычных сеялок No-till, которые могли бы работать на полях Европы.

6. Запуск долгосрочных исследовательских проектов, изучающих бессменный No-till как в контролируемых условиях, так и на уровне фермы.

7. Развертка Службы консультантов, где будут работать специалисты по No-till, умеющие передавать знания «от фермера к фермеру», благодаря чему знания в агросекторе будут приумножаться.

8. Активное вовлечение всех заинтересованных сторон, включая административные органы, политические организации, фермерские организации, представителей промышленности по переработке продуктов питания и организации потребителей.

9. Организация рынка торговли углеродными квотами, получаемыми благодаря секвестрации углерода (удержания углерода в почве за счет отказа от распашки). Польза для общества будет увеличиваться с введением No-till, который позволит значительно сократить потребление энергии, тем самым сокращая затраты на внедрение сельскохозяйственных методов, которые улучшают качество почвы, воды и воздуха.

Запланированные 5-7 лет уже на исходе, будем надеяться, что скоро результаты будут опубликованы, и мы узнаем, помог ли Ноу-тилл европейцам сократить деградацию почвы.

Ну и на последок, вот такая познавательная таблица о том, какие плюсы страны мира отмечают при использовании технологии Ноу-тилл.

При подготовке материала были использованы публикации
в журнале «Аграрный сектор», РК, и на сайте zerno-ua.com, Украина

Татьяна Сорокоумова

Поделиться материалом

Principal differences of technology «Know-Till»

Classical agriculture is mandatoryinvolves the use of machining technology. This is a whole group of tools and methods that allows you to optimize the characteristics of the land cover, properly managing its structure. Ultimately, such operations create a seedbed with a loose, uniform soil layer that is suitable for the application of standard seeders. The most common measure of this kind is plowing of the land, thanks to which the soil also gets rid of weeds.

In turn, the No-till system excludessuch operations and, accordingly, all the negative factors that accompany them. First of all, mechanical processing requires a lot of physical effort, time and money, which are spent on the maintenance and operation of special equipment. It can not be said that the know-how technology completely dispenses with technical means, but their function is not so significant. In addition, traditional methods of cultivation provoke erosion processes. This is one of the key moments that determines the desire of many farmers to switch to alternative systems. The refusal of plowing allows preserving the soil structure without violating the moisture balance — thus eliminating the risk of weathering of the fertile layer. But there is a downside, which is to compact the soil. Without cultivation, such phenomena are possible in a natural order, which is unsuitable for the development of the future crop.

Application of technical means

Usually the sowing process is realized with the help ofturbo-knife, which provides micro-plowing with a qualitative cutting of the soil layer. In this way, accurate and accurate seed sealing is performed. In this case, there are different types of this equipment, designed for specific crops. A typical solution is a turbo-knife, which performs cutting and the harrow of the earth at a depth of about 10 centimeters. And here we should note another important quality of agricultural machinery for direct sowing. It should as accurately as possible repeat all irregularities in the relief, ensuring the formation of furrows of the required depth. It is for this reason that, at the stage of preparing the field for the «Know-Till» system, it is important to perform a quality alignment. Fulfillment of this condition will relieve of inaccuracies when laying seeds.

To smooth the surface defects, the turbo knifeIt is fixed on rotary columns with a spring mechanism, which allows the tool to ensure uniformity in the cutting of the soil. There are also modifications in which the knife is fixed to the opener. From the point of view of working on uneven surfaces, this is the most unfortunate option, since in places with mounds and depressions the equipment translates the load not to the frame, but to the entire opener design, because of which the stable course of the disc is broken at the set depth of cut. In general, the choice of agricultural machinery for such tasks should be based on such properties as confident cutting of crop residues, ensuring an even cut of soil and sealing seed materials strictly at a given depth. Of course, no design will provide ideal indicators, but you can get closer to them if you pre-estimate the features of a particular section on which the unit will be used.

Новая культура

Чубыкин один из немногих в районе, кто выращивает лен. Спрос на него постоянный, только цена меняется. В 2010 году, когда хозяйство получило первый лен, реализовали его по 15-16 рублей за килограмм. Год спустя – по 11, сейчас – по 12 рублей. Сама по себе культура не очень капризная, но проблема — получить хорошие всходы. Мелкие семена заделывают в почву всего на 2-3 см, и если верхний слой пересушен, всходы могут оказаться неудачными. Но выращивают его мало вовсе не по этой причине.

– Я думаю, здесь дело в инерции, – полагает Анатолий Анатольевич. – Как занимались зерном десятилетиями, так и продолжают. Мы же сократили площади посева пшеницы, потому что она не давала нам дохода. Увеличили посевы льна, подсолнечника. В обороте постоянно есть горох, ячмень, овес, гречиха, просо, многолетние травы на семена. В последние годы, как ни странно, цена на овес была выше, чем на пшеницу.

В хозяйстве четко ориентируются на спрос. Что сеять – определяется предыдущим годом, иногда даже не одним. Держится в последние 5-7 лет хорошая цена на подсолнечник – «Агророс» стал заниматься им активнее. Четвертый год выращивают крупноплодные сорта этой культуры. В хозяйстве нередко бывает заведующий отделом селекции сортов подсолнечника ВНИИМК профессор Сергей Бородин, который консультирует аграриев. И дела идут удачно. Второй год поля засеваются гибридным масличным подсолнечником. Его семена хоть и обходятся дороже, но отдача хорошая.

В общем, планы корректируются постоянно.

УСПЕШНОЕ ПРОТИВОСТОЯНИЕ

Важный фактор для традиционных типов земледелия, когда культурные растения опережают сорняки в развитии и успевают схватить почвенную влагу, — сев в начале оптимальных сроков. При обычной технологии основная масса нежелательных видов всходит уже в посевах культуры и требует применения дорогих избирательных гербицидов. Система no-till подразумевает более гибкий подход: проблема влаги в этом случае не страшна, поэтому срок сева сдвигается в сторону более позднего. В результате появляется возможность работать препаратами сплошного действия в предпосевной период, когда большая часть сорняков уже проросла.

Также значим в рамках данной технологии правильный подход к севообороту и выбору конкурентоспособных культур. Когда меняется система обработки почвы, трансформируется и популяция сорных видов. Как правило, сохраняются растения, устойчивые к гербицидам сплошного действия. Верное чередование сельскохозяйственных культур эффективно подавляет их развитие, когда они сами способны побороть сорные растения. По этой причине любой агроприем, направленный на улучшение роста культуры, является способом борьбы с сорняками. Наиболее конкурентоспособными в этом отношении считаются озимая рожь, тритикале, озимая пшеница, ячмень и представители семейства капустных. Таким образом, оптимальная дата сева, подходящая норма высева, доза удобрения, соответствующая ширина междурядья существенно увеличивают превосходство возделываемой культуры над сорняками и снижают потребность в применении гербицидов.

Неудачный опыт

Ноу-тилл в Европе фермеры внедряли в конце 1960-х годов по собственному желанию, с целью снизить затраты на производство растительной продукции.

В большинстве регионов Европы климат холодный и влажный, из-за этого погодные условия стабильнее, чем в других регионах мира. Поэтому на проблемы эрозии и деградации почвы европейские фермеры в то время обращали внимания очень мало. А из-за очень развитой машиностроительной промышленности и постоянного использования всё более мощных орудий для обработки почвы, фермеры не замечали, что на полях уже образовалась подплужная подошва. Так что цели сохранить плодородие почвы у фермеров не было.

В Великобритании фермеры, начав использовать Ноу-тилл, сжигали растительные остатки, этот метод оказался губительным для сохранения и улучшения качества почвы.

Из-за прекращения механизированного воздействия на землю произошло массовое распространение злаковых сорняков, а эффективных гербицидов для борьбы с ними тогда еще не было.

Внедрение системы поддержки рынка с обеспечением гарантированных рыночных цен с начала 1970-х воспрепятствовало поиску решений проблем, возникающих при использовании методов No-till. Как только цены на сельхозпродукцию стабилизировались, многие фермеры вернулись к плугу. В результате, европейское аграрное сообщество на тот момент не видело преимуществ новомодной технологии.

Примечательно, что южноамериканские земледельцы тогда наблюдали за Европой, переняли Ноу-тилл и сегодня являются пионерами этой технологии. В этих странах не было фиксированных цен на зерно, поэтому они задались поиском решений возникающих проблем и разработали широкий диапазон сеялок Ноу-тилл для прямого посева.

ЭФФЕКТИВНАЯ ЗАЩИТА

Еще одна важная задача в сельскохозяйственном производстве любого типа — борьба с сорными растениями. На начальной стадии внедрения no-till они обычно уничтожаются гербицидами, при этом выбор типа и времени их внесения зависит от распространенности, видового состава и климатических условий. Конечной целью технологии является борьба с сорняками при помощи специальных культур в севообороте, снижение химической нагрузки и отказ от инсектицидов и фунгицидов.

На посевах зерновых при любой технологии гербицидный контроль реализуется весной в фазу кущения растений и при массовом появлении сорняков. Наиболее эффективными считаются баковые смеси препаратов против одно- и многолетних одно- и двудольных нежелательных видов. Особого внимания в структуре защиты от сорняков требуют поздние яровые — кукуруза, сорго, гречиха, подсолнечник и другие. С начала вегетационного периода до их посева проходит 30–50 дней. За это время восстанавливают вегетацию озимые, зимующие и многолетние вредные растения, а также появляются всходы однолетних видов. При таких условиях в апреле и начале мая, то есть за 8–10 суток до посева, вносится гербицид на основе глифосата, что делает поле на данное время практически чистым. Однако после этого массово формируются всходы однолетних сорняков. Для борьбы с ними на полях кукурузы в период вегетации в фазу от 3–5 до 7 листьев применяется ряд гербицидов, на участках с подсолнечником, особенно с гибридами, устойчивыми к этим типам препаратов, лучше использовать средства систем «Гранстар» и Clearfild.

Soil preparation

Preparatory activities for implementationThis technology is carried out in the form of mulching. But for the very transition to this method, you should perform the initial training once. The fact is that the land for the zero system must meet certain requirements, the most important of which is a flat surface. Of course, in the case of agricultural lands, you can only talk about this parameter conditionally. The area should not have sharp differences of heights, so that a special planter can cope with its task. The fact is that the sowing process is carried out evenly, while the technique covers the extensive strips of the earth. As a result, unevenness on one side of the processing tool may violate the parameters of the knife immersion, accordingly, the seeds will be planted with deviations from the norm.

Perhaps this is the only part of the implementationzero system in which it is necessary to use traditional cultivators and related equipment. Again, the following years, the know-how technology does not require additional leveling, but only if crop rotation is properly organized. At the same stage of preparation, it is necessary to carry out soil-restoring measures that will not be possible in the future. Usually deep cultivation is intermixed with procedures for introducing elements that regulate the agrotechnical properties of the land. Next, one should move on to one of the main stages of technology — mulching.

Mulching beds

Of course, this procedure is not a stage,exclusively owned by the No-till method, but this system has its own implementation features. After the harvest, the stubble is left on the working area — it will perform the function of mulch, helping to retain additional moisture. This scheme will minimize the expenditure of physical forces, fuel on the technique in the process of performing the planting. That is, in comparison with conventional farming, the zero method involves mulching straw, which is not removed from the field, but remains. However, even here there are different approaches. Some farmers recommend to leave it directly in its entirety, which saves both time and, again, the efforts of the farmer. An alternative point of view involves the harvesting of straw, but with its subsequent crushing and laying in its original place.

A protective coating is formed on the surfacesoil from the same erosion, both water and wind. In general, the spectrum of functions in mulch is very diverse in this case. This coating prevents the growth of weeds, does not allow moisture to escape, and also promotes the activation of soil microflora and serves as a basis for reproduction of fertile soil layers, which increases yield. In this case, it is not necessary to be limited to straw and biomass, which remains on the field after harvesting the harvest. Other materials are quite suitable. For example, successfully used mulch pine, the remains of corn, all kinds of husks with bark and sawdust, as well as other environmentally friendly, but effective in terms of shelter waste management activities. The need for a quality mulch is due to the need to compensate for the protective properties that the earth loses because of the minimization of processing activities.

Уплотнение почвы в Западной Австралии

Беспахотная обработка почвы на Западе Австралии стала применяться в конце 80-хх гг. Тогда же и возникли опасения, что такая обработка приводит к затвердеванию почвы, ограничивает нормальное развитие корневой системы. Множество проведенных испытаний по глубокому разрыхлению почвы показали низкие объемы урожая зерна — 5—20% на почвах с 30-сантиметровым рыхлением — несмотря на высокую ответную реакцию растений, которая составила 15—50%. Стоимость проведения рыхления, а также низкая пригодность почвы для движения с/х транспорта послужили причинами для заимствования технологии распушивания земледельцами из южных и восточных регионов Австралии.

Некоторые почвы Западной Австралии (приблизительно 7% от всей территории страны) дают положительную реакцию на проведение рыхления. Урожай зерна на них возрос до 70%. Такие реакции происходят на желтых глинистых песках, содержащих 7—12% глины. Эти почвы могут поразительно сжиматься при отсутствии движения по ним транспорта. Большой диапазон размеров частиц, а также отсутствие качественных видов глины (каолиновой) означают, что действие одной только проникающей дождевой воды может привести к уплотнению почвы и ограничению, таким образом, роста зерновых. Гидрофобные (водоотталкивающие) почвы почти не содержат глины (менее 2%), поэтому воск из органических веществ покрывает поверхность песка, не давая воде проникнуть внутрь.

Такая гидрофобность почв изменяется путем добавления глины в верхние слои почвы с использованием тяжелого оборудования. Технология называется «оглинение». Таблица 2 показывает степень отвердения почвы. 50-сантиметровое разрыхление этой почвы дало только 9% прирост урожая зерна, в то время как после оглинения этот процесс дал 100%-й исход.

История

Родоначальником нулевой технологии земледелия в России является И. Е. Овсинский, который с 1871 года начал практические опыты по выращиванию сельскохозяйственных культур без глубокой вспашки. Книга с описанием этой технологии называлась «Новая система земледелия» и была издана трижды в 1902, 1905 и 1909 гг.

На Американском континенте (Канада, США) интерес к нулевой технологии возник в 1931—1935 г. г. после знаменитых пыльных бурь. Одновременно началось интенсивное внедрение прямого сева, первые машины были разработаны фирмой Massey Ferguson. В 1943 г. была издана книга Э. Фолкнера с интригующим названием «Безумие пахаря».

В Великобритании интерес к этой технологии побудил Х. П. Аллена провести крупномасштабные исследования по данному вопросу, в результате чего в 1945 г. появились первые научные публикации и отчёты, где были сделаны выводы о положительных результатах применения технологии прямого сева на территории Великобритании и рекомендованы к применению.

В Советском Союзе аналог нулевой технологии начал применяться с 1954 года после пыльных бурь в Северном Казахстане и Западной Сибири. Большой вклад в развитие этого направления внесли Т. С. Мальцев и А. И. Бараев. Однако эта технология не являлась «нулевой», так как предусматривала обработку почвы плоскорезами без оборота пласта с сохранением пожнивных остатков на поверхности почвы и получила название безотвальной обработки почвы. В соответствии с этими условиями и был разработан весь комплекс машин для ведения полевых работ. Из-за несовершенности машин и отсутствия серьёзных научных разработок и рекомендаций для основных сельскохозяйственных районов Советского Союза, применение технологии ограничилось в усечённом варианте вышеупомянутых регионов.

Резкое повышение цен на энергоносители в 1991—1995 годах побудило сельхозпроизводителей , и др. стран (в основном на южноамериканском континенте) стремительно перейти на NO-TILL и добиться при этом столь значительных результатов в аграрном секторе, что позволило занять лидирующие позиции в мире в области сельскохозяйственного производства.

В мировом аграрном секторе нулевые технологии применяются на площади более 94 млн гектар, в основном на территории государств, занимающих лидирующие позиции в области производства сельскохозяйственной продукции (Канада, США, Бразилия, Аргентина, , Австралия и др). Основными сдерживающими факторами внедрения данной технологии на территории России являются относительно низкие цены на горюче-смазочные материалы и традиционный консерватизм, а также негативное отношение многих представителей аграрной науки. Но, несмотря на это, нулевая технология всё более активно используется сельхозпроизводителями (Северный Кавказ, Поволжье, Западная Сибирь).

Аргументы скептиков традиционной Европы

Посевы сои взошли в пожнивных остаткахпрошлогодней кукурузы

Многие из участников спора в качестве аргумента против системы Ноу-тилл указывают на большое разнообразие почв в Европе, а также высокие затраты на смену оборудования. Отмечается и сложность освоения нового метода по сравнению с относительно простой системой отвального земледелия, в том числе трудность ввода диверсификации – севооборотов. Так как исторически европейские земледельцы занимались только кукурузой и хлебными злаками. Вопросы агрономии и защиты бобовых и широколиственных культур провоцируют жаркие дискуссии в среде специалистов.

Одним из главных возражений звучит мнение, что переход на Ноу-тилл увеличит зависимость от гербицидов, а экономия на горючем, времени и рабочей силе уничтожится за счет увеличения затрат на химикаты. В практических экспериментах на фермах было обнаружено, что это не так, но тем не менее вопрос с повестки так и не снят. Международные исследования отмечают, что общее потребление гербицидов уменьшается, когда все элементы системы начинают работать.

Практика сохранения пожнивных остатков подкрепляет идею о том, что по полям начнет массово размножаться моллюсковый вредитель, называемый слизняк, а также распространится фузариозная гниль.

Несложно заметить, что аргументы противников Ноу-тилла Старого света созвучны доводам наших «староверов».

General principles of sowing

Since technology excludes the execution of plowing,it is also called the direct seeding method. This means that the landing is carried out directly on the remnants of the previous plants, mothballed on the field. But, in order to obtain the expected effect of the crop rotation, it is necessary to initially calculate its density. This parameter is determined by a variety of factors, under the influence of which crop cultivation will occur through the zero system. In particular, among them are the climatic conditions, the type of soil, the area of ​​the site, etc. Having achieved the optimum density of seed distribution, one can count on fast shoots of future plants.

In professional farms, the density of seedlingsis calculated by the number of seedlings per unit area, taking into account the maximum use of water resources, light and proper selection of nutrients. Much in the choice of the scheme and the overall configuration of the landing depends on the type of equipment used. In contrast to the usual ways of cultivating the land, the know-how technology involves the use of special tools designed specifically for direct sowing. Specificity of such equipment is due to several factors, among which is the surface treatment principle itself.