Три кита модернизации

В чем состоит суть новой технологии

Дословно «No-Till» в переводе с английского языка означает «не пахать». Аграрии давно знают, что механическая вспашка грунта чаще всего приводит к эрозии почвы, а метод «No-Till» позволяет эту проблему устранить, поскольку он предполагает щадящую обработку земли (целостная, не нарушенная структура грунта является краеугольным камнем и наиболее важным компонентом данной технологии).

При использовании технологии «No-Till» оставшаяся на поле стерня не сжигается и не зарывается в землю, а все органические остатки измельчаются до определенного размера и в виде мульчи равномерно распределяются по полю, поэтому главным требованием при обработке земли данным способом является ее ровная поверхность.

Разбросанная довольно толстым слоем мульча создает на полях мощное защитное покрытие, сохраняя и восстанавливая верхний пласт плодородного грунта, который позволяет сберегать влагу. Мульча также превосходно защищает почву от ветровой эрозии, не дает произрастать сорным травам и содействует образованию активной микрофлоры с обилием микро и макро элементов, которые обеспечивают высокую урожайность культур.

Кроме того, поскольку все пожнивные отходы остаются на поверхности, в почве увеличивается количество гумуса, растет уровень фосфора, восстанавливается плодородие земли, а благодаря тому, что затраты на топливо при использовании системы нулевой обработки значительно снижаются, то соответственно сокращается и количество выбросов углекислого газа в атмосферу. При этом происходит явная экономия ресурсов, поскольку снижаются амортизационные затраты, что безусловно положительно влияет на прибыльность.

Ученые посчитали, что «No-Till» технология позволяет сократить расходы на оплату труда в 1,6 раз, на горюче-смазочные материалы более, чем в 2,2 раза, а на оборудование почти в полтора раза. При этом общая урожайность повышается минимум в три раза, а производственные расходы сокращаются в целом на двенадцать процентов.

Не следует забывать и о таком актуальном на сегодняшний день вопросе, как экология, ведь отказ от прямой вспашки значительно уменьшает выбросы вредоносных газов, которые производит сельскохозяйственная техника.

Кроме того, благодаря применению технологии «No-Till» вода в природных источниках, за счет уменьшения общей загрязненности полей, становится значительно чище. При этом из-за снижения уровня углеродистых выделений из грунта, нормализуется баланс атмосферного углерода, и расширяются возможности для предотвращения опустынивания и деградации почвы.

Увы, система «No-Till» имеет и свои недостатки. Она достаточно сложна, поскольку требует высокой квалификации агрономов и строгого соблюдения технологии, которая должна учитывать климатические и погодные условия, особенности почвы, наличие вредителей, прочие факторы. Кроме того, для проведения сельскохозяйственных работ по данной методике необходимо иметь специальное оборудование и машины.

Но данную технологию сложно применять во влажных зонах и заболоченных местах (без предварительного создания эффективной дренажной системы). Кроме того, эта технология требует ровной поверхности полей, чтобы семена распределялись равномерно и ложились на одинаковую глубину.

Из недостатков можно отметить и тот факт, что применение системы «No-Till» требует дополнительной биохимической защиты растений, поскольку под мульчей и в верхнем слое почвы скапливается большое количество вредителей и патогенов (грибков, вирусов, бактерий).

Нулевая обработка почвы может также привести к снижению процесса нитрификации аммонийного азота, что, как следствие, влияет на накопление в почве токсичного аммония (в щелочном грунте — это аммиак), который может оказаться пагубным для корневой системы культурных растений (особенно в начале вегетационного периода).

В Украине технологию No-till успешно применяют агрофирмы Кировоградской, Тернопольской и Житомирской областей. Руководит процессом заслуженный работник сельского хозяйства Михаил Филиппович Дяченко, имеющий стаж работы агрономом более сорока лет.

С 2006 года его агрофирма начала использовать метод нулевой системы обработки полей, которая сейчас применяется на общей площади около восьми тысяч гектаров. Хозяйство имеет высокую рентабельность, быстро развивается, и имеет лучшие показатели в регионах по выращиванию озимой пшеницы, ячменя, кукурузы, подсолнечника, сои и многолетних трав.

Так, что процесс идет. Медленно, тяжело, но существует уже достаточно много примеров, когда используя технологию «No-till» украинские фермеры получают результаты гораздо выше, чем при традиционном способе обработки земли.

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.

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.

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.

ЕЖЕГОДНОЕ ЧЕРЕДОВАНИЕ

Эффективная защита сельскохозяйственных культур от болезней и вредителей в рамках рассматриваемой технологии состоит из нескольких мероприятий. Севооборот должен проводиться своевременно с использованием адаптированных, устойчивых к негативным факторам гибридов и сортов. Непосредственная борьба подразумевает применение инсектицидов и фунгицидов, когда это необходимо для сохранения и увеличения плодородия почв.

Таким образом, при технологии no-till, когда сельскохозяйственные культуры высеваются прямо по стерне предшественника, в первую очередь, нужно разработать правильный севооборот. Самыми распространенными в рамках сберегающего земледелия являются болезни, возбудители которых хорошо сохраняются на поверхности участка и выживают в пожнивных остатках. Ежегодное чередование зерновых и широколистных культур разрушает цикл жизнедеятельности насекомых и патогенных микроорганизмов, которым подвержены виды, постоянно выращиваемые на одном и том же поле. С подобной сменой стерня зерновых обеспечит защиту угодий на два года, поскольку растительные остатки с предыдущего сезона продолжат оберегать землю при выращивании широколистных растений, оставляющих меньшее количество пожнивных остатков. В результате будет достигнута важная цель технологии — повышение урожайности при сохранении плодородия почвы.

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).

ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ

Обычно разрабатываемые основные рекомендации несут только информативный характер для начинающих фермеров, пытающихся самостоятельно разобраться и освоить данную технологию. Совершенно понятно, что каждый рассматриваемый элемент методики no-till требует проверки и адаптации к условиям хозяйства, поэтому начинать следует с небольших площадей. При этом, несмотря на достаточное распространение данной технологии в России, напоминание о ее основах по-прежнему является актуальным. Подготовленные специалистами ГБУ РК «Крымский информационно-консультационный центр агропромышленного комплекса» компоненты системы прошли оценку в Академии биоресурсов и природопользования ФГАОУ ВО «Крымский федеральный университет им. В. И. Вернадского», ФГБУН «НИИСХ Крыма» и ряде предприятий региона — К(Ф)Х «Драгми», К(Ф)Х «Сахалин», ООО «Сезам-Агро» и других.

При любой технологии возделывания обеспечение культур необходимыми питательными веществами — одна из главных задач. В системах, основанных на традиционной обработке почвы, минерализация является преобладающим процессом, поскольку сразу после вспашки начинается усиленное разложение органического вещества. Если не пополнять его запасы, поле быстро теряет плодородие. В то же время данный процесс в рамках no-till происходит медленно, и при нем преобладает гумификация. Обычно сначала увеличивается содержание общего азота в органическом веществе, а количество этого элемента, доступного для роста растений, снижается. То есть концентрация органики возрастает, и повышается потенциальное плодородие участка при одновременном сокращении объемов питательных веществ, подходящим культурам, поэтому они должны обязательно получать необходимое количество удобрений в начале вегетации. При нулевой системе земледелия внесение органических и минеральных добавок под основную обработку невозможно. Первый тип удобрений, к которому относятся перепревший навоз или перегной, торфонавозные компосты, вермикомпост и прочее, следует равномерно рассеивать на поверхности угодий. При таком способе применения обеспечивается хороший контакт подкормок с побочной продукцией растениеводства, создается смешанный слой мульчи, вносится значительная часть макро- и микроэлементов — в 1 т около 5–8 кг азота, 3–6 кг фосфора и 6–9 кг калия. При этом улучшается биологическая активность почвы, что способствует ускоренному разложению стерни. Комплексные минеральные удобрения целесообразно вносить во время сева.

ИЗБЕЖАТЬ УТОМЛЕНИЯ

Текущие реалии и научные разработки создают благоприятные условия для пересмотра многих аспектов в агрономии, позволяя решать ряд актуальных вопросов. Так, вспашка уже не является обязательным технологическим приемом при выращивании культур, а в идеале все растительные остатки необходимо оставлять на поверхности угодий. Такой покров обеспечит защиту от прямых солнечных лучей, механических ударов, проявления водной эрозии и дефляции. Почвенное разрушение нередко выступает следствием применения нерациональных приемов обработки для участка и экосистемы. Кроме того, максимальное насыщение севооборота разными культурами дает возможность избежать почвоутомления, в связи с чем улучшается фитосанитарное состояние поля и увеличивается разнообразие микрофлоры.

Технология no-till позволяет оставить почву нетронутой от одного до другого посева следующей культуры, за исключением проходов сеялки прямого сева, а значит, она не предусматривает никакого разрушения структуры земельного покрова, кроме как при высеве. Главной целью этой системы являются запуск естественных процессов на поле и восстановление природного плодородия почвы. Применение данной методики способствует плавному переходу к органическому земледелию, что дает возможность уменьшить внесение химических удобрений и пестицидов за счет накопления мульчирующего слоя на поверхности, внедрения оптимальных севооборотов и увеличения популяции полезных микроорганизмов. Стоит отметить, что no-till максимально приближает плодородие участка к природному.

Недостатки технологии нулевой обработки почвы

Там, где есть достоинства, там есть и недостатки. Все зависит от того что превышает. Больший интерес вызывают те проблемы, с которыми сталкиваются фермеры, проверяющие на деле, эту технологию на протяжении нескольких лет. Большая часть рисков связанна именно с переходом с традиционного ведения земледелия, на технологию Нулевой обработки почвы.

• Риск снижения урожайности в переходной период. Снижение урожайности получается в результате не правильного управления посевами (недостаточного количества азота в грунте, переизбытка удобрений, ошибки использования гербицидов и др.). Однако при адекватном применении технологи повышения урожайности можно добиться уже с первого года применения «No-Till».
• Увеличение применяемых гербицидов именно на начальном этапе. В условиях, когда гербициды заменяют механическую обработку земли, увеличивается применение гербицидов сплошного действия, но уменьшается применение препаратов вносимых в почву с заделкой. Но со временем количество гербицидов существенно снижается, особенно при применении правильного севооборота.
• Необходимость приобретения новой техники. Несмотря на сокращение общего количества используемой техники, возникает необходимость приобретения специальных широкозахватных сеялок, более мощного трактора и приспособления к комбайну для измельчения и равномерного распределения соломы. А это дополнительные затраты на стартовом периоде.
• Необходимость в обучении персонала. Технология Нулевой обработки почвы, требует новых знаний и новых навыков, которые значительно отличаются от традиционной технологии. Возникает необходимость переучивать и повышать квалификацию людей.
• Медленное прогревание почвы весной. Пожнивные остатки, которыми укрывают плодородный слой почвы, снижаю температуру почвы в среднем на 3-5 С. При раннем посеве, может возникнуть задержка всходов, из-за недостаточного прогрева почвы. В то же время в летний период понижение температуры в почве способствует лучшему сохранению влаги.
• Риск возникновения проблем с вредителями и болезнями. Наличие остатков растительности на поле и отсутствие механической обработки создает благоприятные условия для развития болезней и вредителей, в том числе размножению грызунов.
• Дефицит минерального азота и фосфора в почве. В связи с отсутствием переворачивания грунта, возникает проблема с распространением в нем азота и фосфора. Увеличение численности микрофлоры в частности дождевых червей, помогает решить эту проблему. Однако на первых порах придется дополнительно вносить эти удобрения в почву.
• Сложности с внесением органических удобрений и минералов. Эффективность органических удобрений без заделки их в почву значительно снижается.
• Ограничение данной технологии на слабо дренированных и переувлажненных почвах. Повышенная переувлажненность приводит к уменьшению биологической активности почвы. В связи с этим технология нулевой обработки не подходит для районов с заболоченным грунтом или требует создания хорошей дренажной системы.
• Неаккуратный вид поля. Наличие растительных остатков на поверхности земли, не позволяет полю выглядеть аккуратно в общепринятом понимании.

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