Система земледелия No-till
К сожалению, применение производителями системы ноу-тилл происходит без надлежащей научной поддержки. Поэтому часто они получают негативные последствия, разочаровываются в этой технологии и даже отходят от нее. Основной ошибкой при внедрении технологии ноу-тилл является простая замена традиционной плужной, безотвальной или иной механической обработки на так называемую нулевую. Практически не учитываются, или частично учитываются такие звенья системы земледелия, как структура посевных площадей и эффективная система севооборотов, системы удобрения и защиты сельхозкультур от вредных организмов, система семеноводства, система машин агроэкологические аспекты и т.д.. Поэтому некорректно такую систему называть нулевой обработкой: это система земледелия ноу-тилл с полным соответствием присущих ей звеньев.
С чего следует начать переход на систему земледелия ноу-тилл?
Севооборот в ноу-тилл
Решающим звеном системы земледелия ноу-тилл является севооборот. При отсутствии механической обработки почвы значение севооборотов возрастает в разы. Между подбором покровных культур в севообороте, ротацией их на полях и по годам, отсутствием какого-либо механического вмешательства в почву создаются синергетические связи с постепенным улучшением питательного режима, микробиологической активностью, количества и качества органического вещества, структурного и фитосанитарного состояния.
Работа с почвой
В период перехода на ноу-тилл обязательным условием является выравненность поверхности поля. Поэтому переход на ноу-тилл лучше начать с «минималки», которая предусматривает обработку почвы на глубину до 8-10 или 10-12 см дисковыми или безотвальными орудиями. В этих условиях целесообразно оставлять на поле измельченную, в виде мульчи, побочную продукцию растениеводства. После выравнивания поверхности поля следует провести обработку глубокорыхлителями (до 30-35 см) для уменьшения грунтовой подошвы. Эти меры являются затратными, однако нужными для создания оптимального строения пахотного слоя почвы, и одноразовыми.
Неравномерное распределение растительных остатков н поле может стать причиной таких проблем:
- Вынужденного проведения дополнительных работ для измельчения и равномерного распределения растительных остатков на поле;
- Валки соломы или ее скопления являются причиной некачественной сева сельхозкультур: остатки растений заворачиваются в почву вместе с семенами, или дисковый культиватор или сошник сеялки могут просто переехать из-за чрезмерного скопления растительных остатков и в этом месте сева не произойдет;
- Большое количество побочной растительной продукции покрывают культурные растения, их проростки могут повреждаться, что приведет к снижению урожайности;
- В местах отсутствия растительных остатков на поверхности поля происходит интенсивное испарение влаги из почвы, значительное повышение температуры почвы и интенсивный рост и развитие сорняков.
Ноу-Тилл начинает успешно работать тогда, когда на поле перед посевом культур накапливается слой побочного растительной продукции толщиной более 3 см. Для этого нужно от 3 до 5-7 лет ежегодно на одном гектаре оставлять 6-7 т органических остатков в виде соломы, стеблей кукурузы, подсолнечника и др. При таких условиях происходят естественные процессы, почва «пронизывается» жизнью. В условиях биологического земледелия, в том числе ноу-тилл, биологическая активность почв на 12-18% выше, чем при альтернативных системах. Среднее количество микроорганизмов в 10 г почвы составляет: дерново-подзолистые — 6 млрд, черноземы обыкновенные — 25 млрд, серозёмы — 16 млрд шт . Количество дождевых червей увеличивается в пахотном слое до 400 шт на гектаре.
Сеялка No-till
Внесение удобрений
При системе земледелия ноу-тилл внесение органических и минеральных удобрений в качестве основного удобрения проблематично. Однако из органических удобрений целесообразно вносить перепревший навоз или перегной, грязь, торфогноевые компосты, вермикомпост и т.д.. Такие удобрения следует равномерно рассеивать на поверхность почвы, что дает хороший контакт удобрениям с побочной продукцией растениеводства, создается смешанный слой мульчи с органическими удобрениями вносится значительная часть макро- и микроэлементов (в 1 т — около 5-8 кг азота, 3-6 кг фосфора и 6-9 кг калия), улучшается биологическая активность почвы, что способствует ускоренному разложению органического вещества.
Минерализация растительных остатков при ноу-тилл происходит в течение более продолжительного времени, чем при традиционной системе. В первые годы введения ноу-тилл (2-3 года) количество азота в почвенной органической среде увеличивается, а количество доступного для растений азота уменьшается. То есть с увеличением органического вещества в почве происходит повышение потенциального плодородия, одновременно — снижение содержания доступных элементов питания для растений. Поэтому внесение органических удобрений целесообразно.
Для оптимального соотношения между минеральными и органическими удобрениями, на каждую тонну побочной продукции растениеводства вносить 12-13 кг / га азотных удобрений. Норму минерального азота следует рассчитать с учетом азота, внесенного органическими удобрениями (перегноя, навоза, компоста и т.п.).
Фосфорно-калийные минеральные удобрения следует вносить в основное удобрение, равномерно рассеивая поверхностью поля. Норма внесения должна составлять 30-35% от общего количества рассчитанных минеральных удобрений для получения запланированного урожая. Осенне-зимние осадки позволят перейти элементам питания в состояние раствора и проникнуть в верхний корнеобитаемый слой почвы.
Во время сева целесообразно вносить комплексные минеральные удобрения, предпочитая фосфор. Соотношение NPK должно быть 1:2:1, норма внесения — 30-35% общего количества минеральных удобрений, рассчитанных на запланированный урожай. Однако норма внесения действующего вещества не должна превышать 45-50 кг / га. Избыточное количество химических элементов может создать повышенную концентрацию почвенного раствора, что негативно влияет на молодые проростки семян культурных растений.
Около 35-40% рассчитанных минеральных удобрений целесообразно вносить в подкормку. Основными являются внекорневые подкормки, их проводят 3-4 раза за вегетационный период, когда растения в молодом возрасте. Эти опрыскивание обычно сочетают с внесением средств защиты растений, стимуляторов роста и т.д., что значительно сокращает расходы на дополнительные обработки.
Использование удобрений и подкормки по технологии No-till
Система защиты
В посевах зерновых культур гербицидный контроль происходит весной в фазу кущения культурных растений и при массовом появлении сорняков. Наиболее эффективными являются баковые смеси препаратов против однолетних и многолетних однодольных и двудольных сорняков.
Особой технологии в защите от сорняков нуждаются поздние яровые культуры: кукуруза, соя, гречиха, просо и др. С начала вегетационного периода до посева этих культур проходит 30-50 дней. За это время восстанавливают вегетацию озимые, зимующие и многолетние сорняки, а также появляются всходы однолетних видов. При таких условиях в конце апреля — начале мая (за 8-10 дней до посева культуры) вносят гербицид на основе глифосата (3 л / га), что делает поле на время сева культуры практически чистым от сорняков. Однако после посева культуры (конец мая — начало июня) массово появляются всходы однолетних сорняков.
Внесение почвенных гербицидов при системе земледелия ноу-тилл нецелесообразно. Наличие на поверхности почвы растительных остатков и предотвращение заворачивания гербицидов механическими орудиями в почву делает их малоэффективными. При таких условиях обычно применяют только препараты на вегетирующих растениях. В посевах кукурузы высокую эффективность проявил двухкомпонентный гербицид на основе металохлора и тербутилазиа. Этот препарат вносят в фазу от 3-4 до 5-6 листьев у кукурузы, что на 80-90% уничтожает всходы малолетних сорняков.
Высокоэффективная система защиты посевов от сорняков с высоким насыщением гербицидов должна применяться в течение всего переходного периода к ноу-тилл (4-5 лет). За этот период полностью исчезнут многолетние сорняки, значительно истощится семенной банк вредных растений в почве. К тому же семена сорняков, которые образовались и осыпались с вегетирующих растений, попадают на остатки, теряя контакт с грунтом. Значительная часть их гибнет под влиянием экологических условий (температура, отсутствие влаги, высыхание и т.п.), а всходы погибают из-за отсутствия основных факторов жизни растений. При эффективной системе контроля количество сорняков в течение 4-5 лет расхода гербицидов сократились на 38-40%, а снижение засоренности произошло в 2,8 раза.
Видео «Земледелие без вспашки по системе No Till»
Источник
Сберегающий подход: о некоторых компонентах системы нулевой обработки почвы (no-till)
Материал подготовлен специалистами ГБУ РК «Крымский информационно-консультационный центр агропромышленного комплекса»
Последние несколько столетий история земледелия тесно связана с отвальной обработкой почвы. Однако успешное развитие аграрного производства возможно только на основании использования зональных систем и широкого внедрения энергосберегающих, защитных технологий возделывания сельскохозяйственных растений, в частности no-till.
Важным звеном в схеме мероприятий по обеспечению высокой культуры земледелия, повышения плодородия земельных угодий и урожайности является рациональная обработка почвы. Благодаря ей улучшаются воздушный, водный, тепловой и питательный режимы, регулируются биологические процессы и темпы минерализации органических веществ, уничтожаются сорняки, болезни и вредители, создаются условия для сохранения участков от эрозии и проведения высококачественного сева.
ЗАКОН ПЛОДОРОДИЯ
Сегодня возрастающая потребность в интенсификации и рационализации производства породила сомнения по поводу необходимости применения механической обработки почвы. К главным недостаткам такой системы относятся снижение плодородия, уменьшение содержания гумуса, большая энергоемкость и низкая производительность. Не справилась эта схема и с проблемой уничтожения болезней, сорняков и вредителей. По этим причинам в мире широко внедряется эколого- и энергосберегающая система no-till, которая уже несколько десятилетий применяется в Бразилии, Аргентине, США, Канаде, Австралии и других странах на площади более 100 млн га. Теперь эта технология проходит активную проверку в Украине, России и Казахстане. Как известно, данный подход представляет собой экономическую модель растениеводства, предусматривающую внедрение почвозащитных мер с расширенным воспроизводством плодородия и постепенным переходом на малозатратное биоземледелие, основанное на отказе от какой-либо механической обработки полей. При этом поверхность участка укрывается растительными остатками, а семена возделываемых культур размещаются на нужную глубину специализированными агрегатами — сеялками прямого сева.
В природе не происходит оборачивания верхнего слоя земли, однако в то же время отмечается увеличение естественного плодородия, поскольку разнородное природное сообщество приспособилось существовать совместно, давая большую продуктивность с единицы площади без применения удобрений и химических средств защиты. Экологические системы обладают ресурсами саморегуляции и самовоспроизводства. Закон возрастающего почвенного плодородия гласит, что в природе почвообразовательного процесса, совершающегося при ведущей роли живых организмов, заложено неизбежное его улучшение со временем.
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.
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.
ОСНОВНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ
Поскольку минеральный азот мобилен в почве, туки с ним можно использовать в разные фазы вегетации культуры и вводить их различными способами. Удобрения обычно размещаются на поверхности поля без заделки или в борозды с семенами во время посева, причем разные модели сеялок дают возможность выбирать вариант внесения подкормок. Норма азота с посевом составляет 30–35% от общего количества удобрений, рассчитанных на запланированный урожай, однако лимит по действующему веществу не должен превышать 45–50 кг/га. Избыточное количество способно создать повышенную концентрацию почвенного раствора, что негативно повлияет на молодые проростки семян сельскохозяйственных культур. Около 35–40% рассчитанных азотных туков целесообразно вводить в подкормку. Основными являются внекорневые операции, которые проводятся 3–4 раза за вегетационный период в критические фазы, когда растения в них нуждаются. Опрыскивания обычно сочетаются с внесением средств защиты, стимуляторов роста и прочего, что значительно сокращает расходы на дополнительные мероприятия. Однако необходимо учитывать, что перед тем как удобрение начнет усваиваться, часть расположенного на поверхности азота уйдет на разложение пожнивных остатков.
Фосфор, способствующий оптимальному формированию и росту корневой системы, требуется в начальный период развития культуры, то есть в почву его необходимо вносить при севе. Правильное размещение удобрения имеет большое значение для достижения нужной отзывчивости растений. Внесение с семенами 100% фосфора от запланированной нормы при помощи сеялки прямого сева — максимально эффективный метод для этого элемента питания.
ДОСТОИНСТВА СХЕМЫ
Еще один возможный вариант применения удобрений в рамках нулевой технологии — их введение ленточным способом под семена в каждый ряд, при этом такой подход имеет несколько потенциальных преимуществ по сравнению с разбросным способом. Так, в этом случае обеспечивается дружное прорастание семян вследствие более раннего доступа корней к питательным веществам, что приводит к увеличению урожая. Помимо этого, достигается превосходство над сорняками в борьбе за необходимые элементы — сельскохозяйственные культуры первыми получают доступ к ним. При этом растение, обладающее большим и избирательным подходом к добавкам, добивается и более высокой эффективности их использования, что повышает его способность конкурировать с сорняками.
Успешность сельскохозяйственного производства, в том числе в рамках нулевой технологии, значительно возросла, когда было создано новое оборудование для внесения удобрений непосредственно во время сева. Появилась возможность вводить их в одно ложе с семенами на разную глубину, что сделало процедуру более сложной, однако она позволяет добавлять туки именно в те места, где они необходимы. В результате сократилось количество проходов техники по полю, благодаря чему экономится горючее, меньше изнашиваются машины и уплотняется почва. Кроме того, преимуществом методики no-till является внесение удобрений непосредственно в зону корней растений. При таком размещении уменьшаются потери питательных веществ, а культуры более полно их используют.
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.
ОСОБЕННОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ
При no-till гербицид сплошного действия на основе солей глифосата применяется, как правило, два раза в год в дозировке 1–2 л/га — перед посевом и после уборки культуры. Самое раннее и наиболее позднее внесение таких препаратов, например в Республике Крым, можно планировать в марте и ноябре соответственно. Они будут эффективны при температуре 7ºС и выше. Гербициды избирательного действия обычно подключаются в качестве страховых, при этом можно успешно вносить почвенные препараты. Однако при технологии no-till лучше применять фитоценотический метод борьбы с сорняками, то есть верно выбирать время сева, использовать локальное введение удобрений и другое.
Продуктивная система защиты посевов от вредных растений с высоким насыщением гербицидами должна использоваться в течение всего переходного этапа к нулевой технологии, то есть 2–4 года. За этот период полностью исчезнут многолетние сорняки, и значительно истощится их семенной банк в почве. К тому же, семена, которые образовались и осыпались с вегетирующих растений, попадают на остатки, теряя контакт с землей. Значительная часть их гибнет под влиянием экологических условий — температуры, отсутствия влаги и прочего, а всходы — из-за ограничения основных факторов жизни. При эффективной схеме контроля над количеством нежелательных культур в течение 4–5 лет объемы расхода гербицидов сокращаются на 38–40%, а засоренность снижается в 2,8 раза и более. Через несколько лет применения технологии no-till, когда система начнет устойчиво проявлять все преимущества, борьба с сорняками приобретет поддерживающий характер.
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.
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.
Источник