Минимальная обработка почвы: разрушение мифов
Текст: М. Н. Доманов, канд. с.-х. наук, зам. ген. директора по растениеводству, ООО «Грин Терра»
Эффективность бесплужной технологии земледелия подкреплена множеством теоретических и практических исследований. Однако традиции, распространенные заблуждения и устоявшиеся способы поверхностной обработки почвы не позволяют сельхозпроизводителям в должной мере оценить все преимущества безотвального метода.
Исследования, доказывающие вред отвальной обработки почвы и пропагандирующие отказ от вспашки, были предприняты еще в 40-х годах прошлого века Э. Фолкнером — известным американским ученым-фермером. Еще раньше русский агроном И. Е. Овсинский, живший на рубеже XIX и XX веков, теоретически обосновал и на практике показал вредоносность интенсивного рыхления почвы с помощью отвального плуга. В результате внедрения данного метода обработки земли ему удавалось на своих полях получать урожаи, вдвое превышающие соседские. К сожалению, разработанная им система земледелия остается все еще новой для современных аграриев.
ИЗ ИСТОРИИ МЕТОДА
Дело И. Е. Овсинского продолжил Т. С. Мальцев, работавший в Курганской области и ставший впоследствии почетным членом Всесоюзной академии сельскохозяйственных наук имени В. И. Ленина. В одной из своих книг он писал, что в случае посева без вспашки, а лишь при поверхностной обработке создается «некая почвенная лаборатория», подобная той, что действует в естественных условиях, формируя «чудодейственный дерн». Практически параллельно с Т. С. Мальцевым внедрял бесплужную технологию обработки почвы и А. И. Бараев, с 1956 года возглавлявший новый Всесоюзный научно-исследовательский институт зернового хозяйства, расположенный в Целиноградской области, ныне Акмолинской области Северного Казахстана. Путем многолетних исследований было установлено, что безотвальная система не только не разрушает гумус в почве, как при плужной обработке, а наоборот, увеличивает его содержание. Эффективность разработанной в институте методики особо проявилась в 1965-м засушливом году, когда пыльные бури свирепствовали наиболее широко и беспощадно. В этих условиях поля, защищенные растительными остатками, выстояли и наглядным примером дали толчок дальнейшему развитию почвозащитных методов.
С начала 70-х годов прошлого века освоение новой системы земледелия приобрело широкие масштабы в степной зоне Казахстана, Сибири, Зауралья. Постепенно ее элементы активно проникали в европейскую часть страны. К началу 1990-х годов количество площадей, на которых используется безотвальная методика, достигло 60 млн га. Таким образом, за советский период был накоплен достаточный теоретический и практический опыт отказа от отвальной обработки почвы. Однако по некоторым причинам плуг как элемент технологии не был забыт и до сих пор активно применятся на полях страны, в том числе в Курской области.
Громадные степные просторы Казахстана и Сибири отличаются суровым засушливым климатом с сильными ветрами и, как следствие, резким проявлением ветровой эрозии почвы, которая усугубляется почти полным отсутствием лесов. В отличие от них Курская область расположена в лесостепной зоне, где насаждения деревьев сдерживают ветра и не дают развиться мощным пыльным бурям. Однако даже в таких относительно благоприятных условиях практикующие земледельцы могут вспомнить посевы сахарной свёклы, оказавшиеся в ближайшей лесополосе или овраге в результате выдувания ветром. Подобные случаи не являются систематическими в нашей зоне, не имеют таких разрушительных последствий, как в степных регионах, поэтому часто сельхозпроизводители не обращают на них особого внимания и продолжают разрушать землю отвальным плугом.
Курская область расположена в Центрально-Черноземном регионе с преобладанием черноземных почв с наиболее высоким потенциальным плодородием. Имея такой дар природы, аграрии порой не задумываются о результатах и эксплуатируют почвы самым грубым способом, безвозвратно растрачивая ресурсы. Процесс деградации идет относительно медленно, растянут на десятилетия и поэтому малозаметен в отличие от последствий, например, пыльной бури, в одночасье уничтожившей посевы и верхний почвенный слой. Однако плачевный итог неизбежен. По данным агрохимического обследования, проведенного в Кореневском районе Курской области в 2010 году, почвы предприятия ООО «Грин Терра» содержали от 1,6 до 3,9 процента гумуса при среднем показателе по хозяйству 3,1 процента. На этих землях до недавнего времени применяли общепринятую систему земледелия, вносили большие дозы удобрений, осуществляли вспашку и так далее. Однако согласно проведенным в конце XIX века исследованиям почва данной территории имела в своем составе до 13 процентов гумуса. Результат очевиден — традиционная пахотная технология в разы сократила первоначальную гумусированность угодий.
Как правило, почвозащитные методики зарождались в засушливых степных зонах и были направлены не только на борьбу с эрозией почвы, но и на сохранение запасов влаги, способных обеспечить приемлемый уровень урожая сельхозкультур. Режим влагообеспеченности Курской области до недавнего времени был более благоприятным и позволял не задумываться о способе обработки почвы. Тем не менее засуха все заметнее сказывалась и на этом регионе: аномально жаркий 2010 год, засушливые летне-осенние периоды последних лет. Вспашка как элемент технологии, способствующий более интенсивной потере почвенной влаги, постепенно становится неприемлемым и с данных позиций.
Не маловажное значение имеет традиционность мышления, помноженная на многочисленные стереотипы и опирающаяся на существующие мифы о безотвальной обработке. Однако при подробном разборе некоторых из них становятся очевидными преимущества беплужного метода.
Одно из распространенных заблуждений — уплотнение почвы при отказе от вспашки. Оптимальное значение данного показателя для выращивания большинства сельхозкультур составляет 1,1–1,2 г/куб. см. Равновесная плотность черноземов, которая формируется в необработанной земле в естественном состоянии, близка к этим значениям, то есть нет никакой необходимости в интенсивном дополнительном рыхлении. Этим занимаются корни растений в процессе роста. После их отмирания возникает сеть всевозможных каналов и пор, по которым развиваются корни следующих культур, поступает влага и воздух. Таким образом из года в год растения самостоятельно формируют оптимальные условия для произрастания. Вспашка же разрушает естественное положение и создает лишь первоначальную видимость рыхления. Со временем она приводит к еще большему уплотнению обработанного слоя вследствие уничтожения устойчивой структуры почвы, заиливанию и быстрому высыханию в отсутствие осадков. Все это служит причиной возникновения известных пахотных «чемоданов» и в будущем требует дополнительных затрат на рыхление, чтобы создать растениям приемлемые условия.
Роль вспашки сомнительна, когда видишь трактор весом более 15 т, агрегатированный 8-корпусным плугом, который на каждом проходе шириной в три метра утрамбовывает дно борозды колесами. Особенно сильно уплотнение при работе на излишне влажной почве. В результате формируется плужная подошва, плотность которой может достигать 1,7 г/куб. см. Подобные явления препятствуют поступлению влаги в глубокие слои, то есть сокращается влагонакопление, и нормальному развитию корневой системы культур. По этой причине весной влага застаивается и на поверхности земли образуются «блюдца». Они высыхают только к концу сезона, тем самым снижая производительность работ и эффективность использования участков.
Проблема застаивания воды решается сама собой на 2–3 год перехода на бесплужные способы обработки почвы. Теперь кажется понятной бессмысленность утверждения о необходимости вспашки хотя бы раз в пять лет даже при использовании технологии минимальных обработок. В этом случае сельхозпроизводитель в течение длительного времени готовит устойчивую структуру не для того, чтобы впоследствии ее разрушить и начать создавать заново.
Существует еще один известный агрономический принцип посева, когда семя укладывают на твердую поверхность и укрывают его «пуховым одеялом». Вспашка абсолютно его не соблюдает, так как земля интенсивно рыхлится на значительно большую глубину, чем необходимо для посева. Даже незаменимое в данном случае прикатывание, требующее необязательных затрат, исключаемых при поверхностной обработке, уже не восстановит естественное и оптимальное для растений сложение почвы.
Почему же так широко продолжают использовать вспашку и получают при этом достаточно высокие урожаи? Ответ достаточно прост: отвальная технология требует значительных затрат на минеральные удобрения, с помощью которых и формируется урожай, а ее эффективность зависит от условий влагообеспечения. Таким образом, результат достигается, скорее не благодаря вспашке, а вопреки ей за счет подкормок. Расходы на них превышают издержки при минимальных обработках до пяти раз. Принцип «больше добавок, лучше урожай» был популярен несколько десятилетий назад. В последние годы наблюдается печальная картина — отдача от минеральных удобрений в виде объемов продукции в разы снизилась, а их стоимость на порядок увеличилась. Сельское хозяйство вышло на очередной этап деградации почвы, когда никакие искусственные питательные вещества не способны обеспечивать достаточную рентабельность производства без восстановления плодородия земли.
ПРОБЛЕМЫ И РЕШЕНИЯ
Другой достаточно распространенный миф — повышение засоренности полей. Правильное использование безотвальной обработки почвы в системе, а не шаблонная замена плуга на безотвальное орудие, со временем уменьшает засоренность угодий. Связано это с тем, что оборот пласта распределяет семена сорняков по всему профилю слоя, вызывая их неравномерное прорастание и сложности с истреблением. В качестве примера можно привести распространение падалицы на подсолнечнике. При вспашке она прорастает 2–3 «волнами» в зависимости от глубины заделки и создает проблемы в посевах последующей культуры, в частности ячменя. При поверхностной обработке падалица всходит один раз и убирается предпосевной культивацией и однократным использованием гербицидов. При систематической мелкой обработке семена сорных растений остаются в поверхностном слое, где возникают благоприятные условия для их массового прорастания. Затем они уничтожаются осенней и весенней культивациями. Таким образом можно намного эффективней бороться с засоренностью и снижать потенциальные запасы семян сорняков.
Еще одно существующее заблуждение — увеличение заболеваемости растений и численности вредителей сельхозкультур. В здоровой почве имеется 28 тыс. кг/га живой биомассы, а среднее количество живых организмов в современных «выпаханных» землях — лишь 1500 кг. Традиционная технология превращает почву в мертвый субстрат, где практически отсутствует органика — питание для микро- и макроорганизмов. В нем способны выжить в основном только патогенные бактерии и грибы, а сама минеральная часть без органики при высыхании превращается в твердую массу. Поэтому современные старопахотные почвы сильно уплотнены и требуют постоянного рыхления, заплывают после каждого дождя, на их поверхности образуется корка, происходят непродуктивные потери влаги, растения сильно болеют, поражаются вредителями и так далее.
Минимальная технология обработки, наоборот, способствует накоплению органического вещества в поверхностных слоях, развитию биоразнообразия и установлению равновесия между полезными и патогенными микроорганизмами, то есть в конечном счете оживляет и оздоравливает почву. При этом опасные бактерии и грибы не смогут вызвать эпифитотии. Как отмечают многие практики почвозащитных технологий, на таких оживленных землях произрастают культуры, способные противостоять болезням и вредителям более эффективно, чем на пахоте. В результате полезного симбиоза между растением и микроценозом покрова корневые выделения кормят почвенных «животных», а они снабжают всходы всем необходимым для роста и защиты от неблагоприятных факторов внешней среды. В итоге растения становятся более здоровыми, уменьшаются затраты на пестициды, и сельхозпроизводитель получает хороший урожай.
На предприятии «Грин Терра» на протяжении семи лет, начиная с 2010 года, используется на полях поверхностная обработка почвы, исключающая не только вспашку, но и любое другое интенсивное глубокое рыхление, под все культуры севооборота: озимую пшеницу, гречиху, сою, кукурузу на зерно, подсолнечник, ячмень. Технология позволила получить положительные результаты. Повторное агрохимическое обследование показало, что содержание гумуса в почвах увеличилось на 0,9 процента — с 3,2 процента в 2010 году до 4,1 процента в 2014, то есть на 28,1 процента. Также возрос комплексный агрохимический балл — с 63,7 до 66,4 соответственно. Средняя норма внесения минеральных удобрений за 2010–2016 годы равнялась 59,8 кг/га действующего вещества, за 2013–2016 годы — 55,3 кг/га. За счет отказа от разбрасывания туков, глубокой осенней обработки почвы и частично междурядных культиваций сократились объемы технологических операций. В результате все проводимые полевые работы завершаются в оптимальные агротехнические сроки, исключая движение техники по переувлажненной почве. Непродуктивные потери влаги как один из основных лимитирующих факторов снизились за счет наличия на поверхности почвы растительных остатков и выровненности поля. Средняя урожайность за последние пять лет составила: по озимой пшенице — 53 ц/га, ячменю — предшественнику подсолнечника — 38 ц/га, кукурузе на зерно — 90 ц/га, подсолнечнику — 32 ц/га, гречихе — 20 ц/га, сое — 19 ц/га.
За годы использования безотвальной технологии средний расход дизельного топлива составил 57,3 л/га. Наблюдалось уменьшение износа техники в результате исключения энергоемких операций по вспашке и работы на выровненных полях, что, в свою очередь, снижает нагрузку на оператора. На предприятии ежегодна возрастала заработная плата сотрудников, и к 2016 году она увеличилась практически в четыре раза по сравнению со значениями 2010 года. В прошлом году среднемесячная оплата труда находилась на уровне 34 854 рублей.
Таким образом, опыт компании «Грин Терра» доказал несостоятельность большинства распространенных мифов о безотвальной обработке почвы и наглядно продемонстрировал все преимущества внедрения подобного метода. Однако каждый принимает самостоятельное решение.
Источник
Минимальная обработка почвы и ее основные направления
Минимализация обработки почвы – экономически и экологически обоснованное направление в науке и практике в области механической обработки почвы. Суть – уменьшение механического воздействия на почву.
Вспашка – самый энергоемкий прием основной обработки почвы. Минимальная обработка почвы тесно связана с развитием почвозащитного земледелия. При замене вспашки плоскорезной обработкой на поверхности почвы остаются растительные остатки, предохраняющие верхний слой почвы от ветровой и водной эрозии, а также уменьшает испарение влаги, улучшая таким образом водно-воздушный, тепловой и питательный режимы почвы
В условиях интенсивного земледелия минимализация обработки почвы является важнейшим условием сохранения потенциального плодородия и защиты почв от эрозии, улучшения баланса гумуса, уменьшения потерь из почвы питательных веществ и влаги.
Минимализация обработки почвы предусматривает уменьшение механического воздействия на почву, которое осуществляется следующими путями:
1) сокращение числа и глубины обработки почвы;
2) замена глубоких обработок более производительными мелкими или поверхностными;
3) совмещение нескольких технологических операций и приемов в одном рабочем процессе путем применения комбинированных почвообрабатывающих и посевных агрегатов;
4) замена механической обработки внесением гербицидов.
Минимальную обработку почвы целесообразно проводить на слабозасоренных и окультуренных почвах, т.е. она возможна по мере повышения общей культуры земледелия и интенсификации с/х производства, в частности, возможность отказа от механической обработки как средства борьбы с сорняками и использованием для этих целей гербицидов.
Условия минимализации создаются:
1. на почвах с рыхлым сложением (легкого гранулометрического состава), у которых значения равновесной плотности и оптимальной близки или равны. Такие почвы можно менее интенсивно обрабатывать. Это характерно и для почв хорошо гумусированных, оструктуренных.
2. при низкой засоренности полей, особенно многолетними сорняками, также пораженности культурных растений болезнями и вредителями.
Важные факторы эффективного применения минимализации обработки почвы:
1. высокий уровень агротехники, четкая технологическая дисциплина на полях (проведение обработки в оптимальные сроки и с хорошим качеством);
2. наличие высоко квалифицированных кадров;
3. высокая техническая оснащенность хозяйств, также обеспеченность удобрениями и гербицидами.
Значение плоскорезных и безотвальных обработок почвы:
1. накопление влаги (мелкая плоскорезная и нулевая в 1,2–1,5 раз больше влаги, чем при глубоких);
2. предотвращение эрозионных процессов;
3. сокращение потери гумуса за счет снижения темпов его минерализации;
4. за счет этого сокращение накопления минерального азота. В результате уменьшаются потери нитратов за счет нисходящей миграции;
5. обеспечивает экономию времени, повышение производительности труда и сокращение сроков выполнения полевых работ.
1.усиливается засоренность, развитие некоторых болезней;
2. повышается дефицит минерального азота
3. может наблюдаться дифференциация пахотного слоя по содержанию подвижного фосфора;
4. возникают трудности, связанные с избыточным количеством послеуборочных остатков, прежде всего связанные с механическим препятствием для качественной заделки семян и получения дружных всходов. При наличии большого количества необходимы почвообрабатывающие орудия с большим клиренсом, также специальные и приспособленные сеялки;
5. в процессе разложения послеуборочных остатков образуется целый ряд соединений – этилен, аммиак, органические кислоты, фенолы, альдегиды, аминокислоты и др. многие из них, т.к. уксусная кислота, фенолы, особенно в кислой форме, токсичны для растений, также для многих полезных микроорганизмов, в том числе связанных с мобилизацией питательных веществ почвы и послеуборочных остатков.
2.2.3. Агротехнические основы защиты пахотных земель от эрозии.
Эрозия – слово латинское, обозначающее «разъединение» («разъедание») (erosio). Под эрозией почвы понимается ее разрушение, перенос продуктов разрушения и отложение их. Различают ветровую и водную эрозию почвы. На территории Красноярского края встречается ветровая и водная эрозия. Современная эрозия возникла, по единодушному мнению исследователей, в результате неправильной хозяйственной деятельности человека.
До активного антропогенного воздействия на ландшафты интенсивность эрозии была соизмерима со скоростью почвообразования.
Геологическая, или естественная эрозия существовала всегда. Протекая медленно, такая эрозия рассматривается как природное явление и считается нормальной, так как отчужденное с поверхности количество почвы пополняется благодаря процессу естественного почвообразования.
Вовлечение земель в сельскохозяйственный оборот многократно (во много раз) ускорило интенсивность эрозионного процесса. Современная эрозия возникла сравнительно недавно примерно 125-175 лет назад в районах с развитым земледелием, сначала на крутых распаханных склонах, далее на пологих. Современная, или ускоренная, эрозия почв – результат деятельности человека, вынужденного уничтожать природную растительность для выращивания культурных растений.
Ветровая эрозия (или дефляция) – процесс разрушения, перемещения и отложения почвы под действием ветра, который проявляется в виде развевания при небольших скоростях ветра (4-8 м/сек) и в виде пыльных бурь.
Две формы ветровой эрозии (отличающиеся по степени ее проявления):
1) повседневная (местная);
2) пыльные (черные) бури.
Повседневная (местная) возникает при малых скоростях ветра (4-8 м/сек), небольших порывах ветра на сильнораспыленных сухих пахотных землях и песках, особенно на ветроударных склонах. Такая эрозия проявляется не только в теплые времена года, но и в малоснежные зимы. Этому виду эрозии часто не придают должного внимания, так как вред ее не всегда заметен. Между тем протекая медленно, такая эрозия постоянно уменьшает а) мощность гумусового горизонта, б) обнажает семена культур, в) повреждает молодые всходы, г) служит источником для формирования пыльных бурь.
Пыльные бури, по сравнению с местной эрозией, охватывают обширное пространство, вовлекают в воздушный поток большие массы почвы, не только перемещают ее по поверхности, но и переносят тонкие частицы на далекие расстояния. Снос 1 см верхнего горизонта южного означает потерю с 1 га 76 кг азота, 240 кг фосфора и 800 кг калия. На формирование гумусового слоя мощностью в 1 см требуется 300 и более лет.
Ветровая эрозия почвы (дефляция) наибольший ущерб наносит земледелию в степных районах, расположенных на территории Минусинской впадины и южной части Чулымо-Енисейской котловины. Здесь расположены основные площади сильно- и средне-дефлированных пахотных земель. Также ветровая эрозия проявляется в условиях равнинного рельефа открытой (остепненной) лесостепи и проявляется она здесь в слабой и реже в средней степени.
Условия, способствующие развитию ветровую эрозию:
1) климатические условия, ветровая эрозия чаще проявляется в засушливых районах, с резкими колебаниями погоды и активным ветровым режимом;
2) на почвах легкого механического состава, так как очень низкая связность.
Причины ветровой эрозии:
1) применение отвальной обработки почвы (плуги, дисковые лущильники);
2) сжигание соломы на полях;
3) нерегулируемый выпас скота на пастбищах
Почвы с признаками возможного проявления эрозии называются эрозионно-опасными.
Почвы, фактически подвергшиеся эрозии– эродированными.
Диагностика почв по степени эродированности по уровню потери гумуса или отчуждения верхнего гумусового горизонта.
Слабоэродированные – мощность горизонта уменьшена не более чем на 5 см в результате дефляции; среднеэродированные (среднедефлированные) – 5-10 см; сильноэродированные (сильнодефлированные) – более 10 см.
Наукой и практикой доказано, что ветроустойчивое состояние почвы определяется многими факторами, главным из которых является наличие на поверхности растительных остатков (стерни, дернины), корневой системы растений, почвенных фракций более 1 мм. Установлено, что густая стерня (300 и более стернинок на 1 м 2 ) с длиной стернинок 20 см надежно защищает от ветровой эрозии даже сильно распыленную почву. При меньшем количестве стерни ветроустойчивое состояние почвы достигается повышением комковатости почвы в поверхностном (5 см) слое почвы. Количество агрегатов более I мм должно быть в пределах не менее 40—50% общего количества.
Для практического земледелия более доступным приемом регулирования ветроустойчивости почвы служит максимальное сохранение растительных остатков на ее поверхности. Это достигается внедрением в сельское хозяйство новой технологии обработки почвы, базирующейся на применении специальных почвообрабатывающих орудий и посевных машин.
Источник