Работа в степи по технологии ноу-тилл: бояться нечего — нужно работать

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).

История возникновения новой системы земледелия

Основоположником данной технологии стал русский ученый и агроном Иван Евгеньевич Овсинский, который еще в далеком 1871 году начал проводить практические эксперименты на полях с применением органической мульчи без предварительной пахоты. Полученный опыт автор технологии описал в своей книге «Новая система земледелия», которая затем трижды переиздавалась, поскольку пользовалась значительным спросом среди аграриев.

Позже эксперименты с безотвальным способом обработки земли были проведены в Украине. После получения первых положительных результатов данный метод стали массово вводить в практику во многих регионах Советского Союза, однако из-за нехватки специальных знаний, отсутствия материально-технической базы и низкого качества оборудования, технология применялась в усеченном виде и ее эффективность была невысокой.

Внедряемый метод не был полностью «нулевым», поскольку земля чаще всего обрабатывалась при помощи «плоскореза» (без переворачивания земельного пласта), потому до сих пор многие аграрии, говоря о «No-Till» технологии, по ошибке подразумевают обычный безотвальный способ обработки почвы, что есть в корне неправильно. Поэтому, прежде, чем начинать внедрение данной технологии, в первую очередь следует внимательно изучить ее основы.

Основным плюсом применения нового метода является то, что грунт (поскольку рыхление почвы не производится) лучше сохраняет влагу, поэтому технология «No-Till» чаще всего применяется засушливых регионах и на полях со сложным рельефом, где традиционный способ вспашки в принципе невозможен.

В настоящее время на систему нулевой обработки почвы приходится лишь 6,8 процентов всех пашен мира. Технология «No-Till» получила признание и широко распространена в Соединенных Штатах, где используется в основном для борьбы с ветровой эрозией, в Канаде, где применяется для сохранения влаги в степных районах, а также в Бразилии, Аргентине, Парагвае и Австралии. На вышеперечисленные страны приходится примерно девяносто пять процентов всех используемых этим способом площадей. К слову сказать, на европейском континенте методом нулевой обработки почвы обрабатывается лишь три процента пахотных земель.

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.

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

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.

Преимущества технологии нулевой обработки почвы

• Уменьшение эрозии почвы. Традиционная механическая обработка почвы со временем приводит к ее водной и ветровой эрозии. Так как при применении способа Нулевой системы земледелия, верхний слой грунта не рыхлится, это помогает решить проблему выдувания ветром и вымывания с дождями плодородного слоя с полей. Это преимущество является одним из главных.
• Сохранение и улучшение качества плодородного слоя. Стерня и солома остаются в поле, это способствует и развитию микрофлоры в структуре грунта, и возвращению минеральных и органических веществ обратно в плодородный слой. Так как слои почвы не перемешиваются, не разрушаются и корневые каналы. Улучшение аэрации почвы.
• Накопление и сохранение влаги в почве. При традиционной технологии обработки полей, более глубокие влажные слои почвы, открываются и подвергаются большему испарению влаги из них. Технология «No-Till», позволяет сохранять и накапливать влагу в глубине плодородного слоя, а слой мульчи не дает быстро испаряться влаге с поверхности земли. Кроме того в зимний и весенний период мульча лучше задерживает снег, который зимой защищает поле от морозов, а весной медленней тает. Талая влага не стекает, а постепенно впитывается в землю.
• Снижение потребности в орошение почвы. За счет улучшения инфильтрации дождевой воды и восстановления уровня грунтовых вод. Сокращается сток воды и поверхностное ее испарение.
• Улучшение контроля за ростом сорняков. Так как поле не перепахивается, снижается всхожесть сорняков. А дополнительное покрытие слоем мульчи, уменьшает вероятность попадания их семян в плодородную почву. В результате уменьшается использование гербицидов.
• Экономия ресурсов. За счет уменьшения количества операций проводимых в поле, констатируется сокращение необходимой техники и значительная экономия времени. Уменьшается износ и расходы на ремонт техники. Необходимо меньшее количество рабочей силы. Снижение затрат на ГСМ. Т.к. меньше потребность в поливе – снижаются затраты на воду. Уменьшаются затраты на удобрения.
• Улучшение экологической ситуации. За счет минимального выезда техники в поле уменьшается и выброс вредных веществ в воздух, уменьшается давление техники на почву. Происходит возрождение экосистемы.
• Увеличение рентабельности. За счет снижения затрат, уменьшается и себестоимость готовой продукции. Возрастает прибыльность хозяйств любого размера (как крупных так и мелких)

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.

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.

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.