остоинства и недостатки различных систем обработки

 

Необходимо также сравнить последствия традиционной системы обработки почвы с технологией No – till (табл. 3).

3. Последствия применения традиционной обработки почвы и No – till

Традиционная отвальная обработка	Технология No – till
Почва периодически оголяется, лишается растительности	Постоянный растительный покров (пожнивные остатки)
Сильное колебание температуры	Плавное изменение температуры
Нестабильная пористость почвы, обусловленная механическим воздействием почвообрабатывающих орудий	Увеличение популяции дождевых червей, биоты и свободное развитие корневой системы обеспечивают лучшее разрыхление почвы. Стабильная равновесная плотность почвы.
Наличие плужной подошвы	Отсутствие плужной подошвы
Нарушение среды обитания почвенной биоты	Восстановление естественной среды обитания почвенной биоты
Высокий уровень выделения СО2	Низкий уровень выделения СО2
Интенсивная эрозия почвы. Большой поверхностный сток воды.	Очень низкий риск возникновения эрозии почвы. Мульча защищает почву Ограниченный сток воды.
Сев в открытую почву. Такая система приводит к высыханию почвы, ускоряет эрозию верхнего почвенного слоя.	Закрытая система посева. При ней почва более устойчива к засухе. Закрытая система позволяет эффективно использовать уже имеющиеся и при необходимости добавлять питательные вещества
Почвенная корка препятствует всходам и нарушает микроклимат посевов. Большой смыв питательных веществ с водой.	Резко уменьшается количество вымываемых водой питательных веществ.
Интенсивный процесс минерализации. Уменьшается содержание гумуса	Распределение органического вещества по всему профилю через биологические микропоры. Минерализация умеренная, содержание гумуса в почве стабильное.

 

2. Рекомендации по переходу на No – Till

 

2.1. Проблемы возникающие при внедрении No – Till

- Требуется закупка новой техники

Нулевая технология является сравнительно новым направлением и поэтому необходимо приобретать или брать в аренду новые агрегаты (это стерневая сеялка, мощный трактор, бункер накопитель для зерна, производительный опрыскиватель, современный зерноуборочный комбайн и др.)

- Возникают проблемы с болезнями и насекомыми - вредителями

Увеличение количества растительных остатков на поверхности почвы иногда способствует распространению некоторых болезней и вредителей. Однако, их естественные враги тоже хорошо размножаются в улучшенной среде обитания. Не следует практиковать No – till в монокультуре. Севооборот улучшает фитосанитарный режим и снижает количество вредителей.

- Перед внедрением No – Till требуется выровнять поля

При нулевой технологии (как и при другой системе земледелия) равномерная глубина заделки семян имеет большое значение. Поэтому качественное выравнивание полей перед внедрением технологии является обязательным условием. После операции выравнивания необходимо провести обработку глубокорыхлителем для разрушения плужной «подошвы». Эти операции затратные, но являются одноразовыми и обязательными.

- Увеличиваются расходы на гербициды

Переход к нулевой технологии требует значительных затрат на гербициды – для контроля над сорняками. Необходимо максимально очистить поле от многолетних сорняков. В дальнейшем количество сорняков и, следовательно, расходы на гербициды значительно сокращаются.

- Факторы затрудняющие No – Till в районах с полузасушливым климатом

Система сберегающего земледелия успешно применяется как при засушливом, так и при влажном климате, но тем не менее в районах с полузасушливым климатом существуют некоторые факторы, которые могут затруднять применение данной системы.

 

Этими факторами являются:

- дефицит воды (осадков), лимитирующий ассортимент возделываемых сельскохозяйственных культур, угнетающий жизнедеятельность микроорганизмов и уменьшающий количество пожнивных остатков и мульчи;

- отчуждение пожнивных остатков в качестве фуража, горючего или строительного материала;

- неконтролируемый выпас скота на полях.

 

Культивация при «сберегающем» земледелии не оправдана

 

Некоторые компании, производящие сельскохозяйственную технику, выпускают культиваторы для систем сберегающего земледелия. Культиваторные лапы задевают корни многолетних сорняков под поверхностью почвы, они тем самым способствуют прорастанию спящих почек, в результате чего сорняки дают еще больше всходов. Кроме того, культиватор создает более мощную «плужную подошву», чем плуг. Механическая обработка разрушает защитный слой из растительных остатков на поверхности почвы, после чего почва опять будет подвержена ветровой и водной эрозии. В конечном итоге на склоновых землях это приводит к образованию глубоких канав, а в дальнейшем – к образованию оврагов.

 

Азотное голодание можно предотвратить

Из-за того, что зерновые культуры имеют высокое соотношение углерода к азоту, для разложения соломы требуется целое сообщество обитающих в почве организмов и доступный азот. Наличие на поверхности почвы большого количества органических веществ вызовет активное развитие микроорганизмов, которые для своей жизнедеятельности будут использовать почвенный азот, тем самым переводя его в недоступные формы. Это может вызвать азотное голодание растений. Как правило, это происходит в первые годы перехода на No – till. В дальнейшем, при долговременном использовании No – till, наличие органики на поверхности почвы будет способствовать развитию свободноживущих азотфиксаторов, которые при благоприятных условиях способны накапливать до 100 кг. азота на гектар.

 

2.2. Теоретическое обоснование конструкций сошников

Сеялок для технологии No – Till

Для работы по технологии No – till необходима следующая техника: сеялка прямого посева (стерневая сеялка), опрыскиватель и комбайн с приспособлением для равномерного разбрасывания соломы и растительных остатков. Главным звеном в технологии No – till является сеялка. Сеялка прямого посева должна отвечать целому ряду специфических требований:

- минимально влиять на строение почвы;

- быть устойчивой к повреждениям о камни;

- легко прорезать поверхностный слой почвы вместе с пожнивными остатками;

- обеспечивать необходимый контакт семян с почвой;

- оптимально вносить удобрения.

 

Уровень потери влаги в зависимости от формы канавки

До настоящего времени идут острые дискуссии о конструкции сеялки, а именно о правильной конструкции сошника сеялки. Поверхность почвы разрушается полосами (канавками) там, где проходит сошник. Наибольшая потеря влаги происходит именно через эти полосы. Поэтому необходимо при создании канавок обеспечить минимальное повреждение почвы. Сошники существующих сеялок могут создавать три типа канавок представленных на рисунке 1. (Чудхари и Бейкер, 1994).

 

 

Высокий уровень (V - образная канавка)

Средний уровень (U - образная канавка)

 

Низкий уровень(T - образная канавка)

 

 

Рис. 1. Потери влаги в зависимости от профиля посевной канавки.

V - образную канавку создает дисковый сошник, при таком ее строении наблюдается самый высокий уровень потери влаги.

U - образную канавку создает сошник анкерного типа, при таком строении наблюдается средний уровень потери влаги из почвы.

В канавке Т - образной формы влажность обычно сохраняется на уровне 90-100 % благодаря покрытию. Такой тип канавки создает сошник, имеющий форму стрельчатой лапы. В этом случае наблюдается высокая, хотя и медленная, всхожесть. Этот способ сева исключает «стресс» от высушивания или испарения и обеспечивает высокий уровень выживания семян. Т-образная форма канавки не ограничивает развитие корня эмбриона, как это происходит в U - образной канавке. В Т-образной канавке, сделанной в сухой почве, многие ростки выживают, давая быстрый выход ростка на поверхность.

 

 

Сошники.

 

При технологии No – till в зависимости от климатических и почвенных условий используются стерневые сеялки с разными видами сошников – дисковыми, анкерными, комбинированными. Не обязательно, но предпочтительные условия применения сошников такие:

- стерневая сеялка с дисковыми сошниками – для засушливого климата и легких или средних почв (рис 2, 3, 4)

- стерневая сеялка с анкерными сошниками – для влажного, холодного климата и тяжелых почв (рис. 5, 6).

 

 

 

Рис. 2. Однодисковый сошник

 

Рис. 3. Однодисковый сошник с добавленным дисковым ножом. Один дисковый нож, непосредственно идущий впереди дискового сошника

 

Рис. 4. Двудисковый сошник со смещенным диском, с сошником для внесения удобрений сбоку семенного сошника

 

Рис. 5. Сошник для одновременного посева и внесения удобрений

 

Рис. 6. Сошник для внесения аммонийных удобрений и высева семян

 

 

Преимущества точного внесения удобрений

Внесение удобрений ленточным способом под семена в каждый ряд имеет несколько потенциальных преимуществ по сравнению с разбросным внесением удобрений.

1. Дружное прорастание семян вследствие более раннего доступа корней к питательным веществам, что впоследствии отразится на урожае.

2. Преимущество над сорняками в борьбе за питательные вещества – культурные растения первыми получают доступ к питательным веществам. Растение, имеющее больший и избирательный подход к удобрениям, имеет и более высокую эффективность использования удобрений, что повышает способность культурного растения конкурировать с сорняками.

Эффективность сельскохозяйственного производства значительно увеличилась, когда было создано новое оборудование для внесения большинства или даже всех удобрений прямо во время сева. Появилась возможность вносить удобрения с семенами, под семена на разную глубину. Эта технология сделала посев более сложным, но она позволяет вносить удобрения в почву именно в те места, где они необходимы. Сократилось количество проходов техники по полю, благодаря этому экономится горючее, меньше изнашивается оборудование, меньше уплотняется почва.

Влияние на сорняки

Чтобы эффективно бороться с сорняками, расстояние между рядками должно быть настолько близко, насколько это позволяют особенности возделывания данной культуры.

 

2.3. Требования, предъявляемые к посевным агрегатам (в идеале)

1. Сошники для сеялок должны формировать профиль семенного ложа, способствующий сохранению влаги и лучшему прорастанию семян.

2. При создании канавок сошники не должны перемешивать почву, втягивая внутрь растительные остатки, следует избегать вдавливания (захвата) растительности в канавку Этим частично исключается рост сорняков, однако важнее то, что правильно оформленная канавка сохраняет необходимый уровень влажности. Сошники должны возвращать растительные остатки на канавку,

3. Сеялка и сошники не должны при работе забиваться растительными остатками, даже если сошники организованы в узкие (до 150 мм) ряды.

4. Сошники должны предохранять семя от контакта с растительностью.

5. Сошники не должны переуплотнять почву.

6. Не должно быть эффекта размазывания почвы с созданием сплошной корки после высыхания, так как это ухудшает всхожесть семян.

7. Каждый сошник должен сам закрывать семенное ложе без использования дополнительного оборудования

8. Каждый сошник должен эффективно разделять зерно и удобрения так, что бы они не контактировали друг с другом (для исключения токсического эффекта), но при этом сохранялся максимальный КПД использования удобрения. Приемлемо горизонтальное, вертикальное и диагональное разделение, но при вертикальном разделении расстояние должно быть увеличено.

9. Каждый сошник должен максимально повторять контур поверхности почвы с разницей высот до 100 мм и обеспечивать равномерный посев при изменении высоты в этом диапазоне (несмотря на то что, по условию, все поля должны быть идеально выровнены).

10. Для обеспечения постоянной глубины сева при движении по неравномерному рельефу сошник должен обеспечивать постоянный угол вхождения в почву.

11. Сеялка должна перевозить, дозировать и доставлять зерно, удобрения и пестициды к сошнику способом, наиболее приемлемым для культуры.

12. Сеялка должна выполнять все свои функции на скорости вплоть до 16-20 км/ч.

13. Общее обслуживание и особенно замена деталей, контактирующих с почвой, должны быть быстрыми и недорогими.

14. Как можно больше функций сеялки и сошников должны быть самонастраивающимися в зависимости от износа и изменения состояния почвы. При переходе от одного состояния почвы и растительности к другому регулировки должны быть минимальными.

15. Сеялка должна быть прочной и выдерживать как минимум 10 000 часов работы.

16. Если некоторые участки почвы из-за дождя или высыхания изменили свои характеристики, сеялка должна успешно справляться с такими изменениями.

17. В идеале сеялка должна высевать разные культуры (пшеницу, подсолнечник, люцерну, кукурузу).

 

2.4 Характеристика техники используемой при технологии No – Till

Корпорация «Агро-Союз» совместно с немецкой компанией HORSCH производит широкозахватную ресурсосберегающую технику «HORSCH – АГРО – СОЮЗ».

Для качественного проведения обработки в переходный период после применения традиционной технологии и перед внедрением технологии No – till можно применять 18 метровый культиватор «Horsch – Агро – Союз». С его помощью осуществляется разноглубинная обработка почвы, выравнивание поверхности поля и сохранение естественной структуры почвы. Культивация под углом 15 – 20 градусов к предыдущей обработке обеспечивает эффективное выравнивание поля, при этом 80 % пожнивных остатков сохраняется на поверхности почвы. Производительность техники увеличивается за счет ширины захвата и высокой скорости обработки (рис. 7).

 

Рис. 7. Культиватор «Horsch – Агро – Союз».

 

 

Посевной комплекс «Horsch – Агро – Союз» выполняет три технологические операции за один проход: высевает семена, вносит стартовые минеральные удобрения вместе с семенами, а также полную дозу жидких удобрений под семена и прикатывает почву. Ширина захвата (18 м.) экономит время обработки, снижает производственные затраты и уплотнение почвы. Использование жидких удобрений способствует быстрому и доступному усвоению питательных веществ культурой. На счету у посевного комплекса «Horsch – Агро – Союз» 3 мировых рекорда (рис. 8). В 2003 году за одни сутки было посеяно с одновременным внесением удобрений 571,9 га. ячменя, 17 мая 2005 года – 667 га. подсолнечника, а 21 мая 2005 года – 740 га. кукурузы.

 

 

Рис. 8. Посевной комплекс «Horsch – Агро – Союз».

 

Для борьбы с сорняками, болезнями, вредителями можно использовать самоходный опрыскиватель «Hagie». Ширина захвата 27 метров, можно регулировать высоту поднятия штанги до 1,5 м. Опрыскиватель позволяет обрабатывать до 1000 га. в сутки. Агрегатом «Hagie» можно делать «подкормку» сельскохозяйственных культур жидкими удобрениями в период вегетации, а также десикацию подсолнечника (рис. 9).

 

 

Рис. 9. Самоходный опрыскиватель «Hagie»

 

 

Для уборки урожая можно использовать комбайн с 9 – метровой жаткой (рис. 10). Экономические показатели улучшаются, а время уборки сокращается при использовании бункера – накопителя, который способен принимать зерно из комбайна на ходу.

 

 

Полученный опыт дал возможность оптимизировать использование одного 18 – метрового посевного комплекса для обработки 15 тыс. га. С 2006 года Корпорация «Агро-Союз» приступила к поэтапной реализации этого плана.

 

 

Рис. 10. Комбайн и бункер накопитель.

 

3. Удобрения в технологии No – Till

3.1. Теоретическое обоснование применения удобрений

В системах, основанных на традиционной обработке почвы, минерализация является преобладающим процессом. Сразу после вспашки почвы начинается усиленное разложение органического вещества. Если не пополнять органическое вещество, почва быстро теряет свое плодородие. Минерализация же в почвах при No – till идет медленно.

Обычно вначале при No – till увеличивается содержание общего азота в органическом веществе, а количество азота, доступного для роста растений, снижается. То есть, содержание органического вещества в почве увеличивается и повышается ее потенциальное плодородие, одновременно происходит и понижение количества питательных веществ, доступных культуре. Поэтому возделываемые культуры должны обязательно получать необходимое количество удобрений в начале вегетации.

Преимуществом технологии No – till является внесение удобрений непосредственно в зону корней растений (рис. 11).

 

 

Рис. 11. Внесение удобрений в корнеобитаемый слой почвы

 

 

При таком внесении уменьшаются потери питательных веществ, растения более полно используют их.

 

3.2. Применение азотных удобрений

Поскольку минеральный азот очень мобилен в почве, азотные удобрения могут быть внесены различными способами в разные фазы вегетации культуры. Удобрения вносят на поверхность почвы без заделки или в борозды с семенами во время посева. Различные модели сеялок дают возможность выбирать способ внесения удобрений. Но необходимо учитывать, что перед тем, как удобрение начнет усваиваться культурами, часть внесенного на поверхность азота уйдет на разложение пожнивных остатков. Внесение всей дозы азота под пожнивные остатки (например, внесение специальными сеялками во время сева) исключает необходимость использовать дополнительных доз азота, применение которых рекомендовано в первые два-три года перехода на технологию No – till.

 

3.3. Применение фосфорных удобрений

Фосфор, способствующий оптимальному формированию и росту корневой системы, необходим в начальный период развития культуры. То есть фосфор в почву необходимо вносить при севе. Правильное размещение фосфора имеет большое значение для достижения оптимальной отзывчивости культуры. Внесение фосфора с семемами при помощи сеялки прямого сева - наиболее эффективный метод для этого элемента питания.

В хозяйстве Корпорации «Агро-Союз» используют жидкие удобрения – как стартовые. Жидкие – более экономны и просты во внесении. Во первых, стоимость действующего вещества меньше, а во вторых, в таком виде удобрения легче «впитывает» почва, и они более доступны для растений. Посевной комплекс «Horsch – Агро – Союз» вносит удобрения под посевное ложе, а не разбрасывает по всей площади поля. Под культуру используется 58 % площади, а междурядья составляют 42 %, значит, экономия удобрений почти 30 % по сравнению с традиционным разбрасыванием по полю. При внесении удобрений под культуру, сорняки в междурядьях не получают питания, а следовательно, они менее конкурентноспособны.

4. Борьба с сорняками при No – Till

4.1. Теоретическое обоснование

Разница между традиционной технологией и No – till заметнее всего проявляется в способах и эффективности борьбы с сорняками. Сторонники вспашки пытаются доказать, что отвальная обработка является единственным и надежным способом борьбы с сорняками, но существует достаточно исследований, свидетельствующих о противоположном. Вспашка не способствует заметному снижению засоренности, так как обрабатываемый слой почвы на старопахотных землях давно уже и равномерно насыщен семенами и вегетативными органами сорных растений. При отвальной обработке заделываются в нижние горизонты свежесозревшие семена сорняков, находящиеся в состоянии покоя, и перемещаются вверх семена сорняков, которые обладают высокой способностью к прорастанию.

При No – till семена остаются в поверхностном слое, создаются благоприятные условия для их массового прорастания, и они легко уничтожаются в предпосевной или послеуборочный период гербицидами (М. Н. Доманов, 1999). Как правило, при No – till используются гербициды сплошного действия до посева, до всходов или после уборки культур. Гербициды избирательного действия применяются как страховые. А также, можно успешно вносить почвенные гербициды с помощью посевных агрегатов во время сева, обрабатывая только узкие полоски за сошником. Таким образом, почвенные гербициды при технологии No – till можно вносить точечно, что выгодно как в экономическом, так и в экологическом плане. При технологии No – till лучше используется фитоценотический метод борьбы с сорняками, а именно: выбор времени сева, локальное применение удобрений и др. Через несколько лет применения технологии No – till, когда система начнет устойчиво проявлять все свои преимущества, борьба с сорняками становится более поддерживающей, чем определяющей.

 

4.2. Факторы, увеличивающие способность культур успешно бороться с сорняками

Время сева

Очень важный фактор для традиционной системы земледелия – ранний сев, чтобы культурные растения опередили сорняки в развитии и успели «схватить» почвенную влагу. No – till – более гибкая технология, так как проблема влаги здесь не страшна. В результате этого появляется возможность работать более дешевыми гербицидами сплошного действия в предпосевной период, когда большая часть сорняков проросла.

При традиционной технологии основная масса сорняков всходит уже в посевах культуры и приходится применять дорогие избирательные гербициды.

 

Оптимальное размещение семян и удобрений

Локальное размещение удобрений под семенами или сбоку от них ухудшает доступ сорняков к удобрениям. Посевной агрегат при No – till незначительно повреждает или вообще не повреждает почвенную поверхность, поэтому семена падалицы и сорных растений остаются на поверхности почвы. Многие семена, находящиеся на поверхности погибают, их съедают животные и птицы или они не могут прорасти из-за неблагоприятных условий.

 

Севооборот

Когда меняется система обработки почвы, изменяется и популяция сорняков. Как правило, сохраняются сорняки устойчивые к гербицидам сплошного действия. Правильное чередование культур эффективно осуществляет подавление таких сорняков.

 

Сама культура борется с сорняками

Самым большим врагом сорняков является та культура, которая может подавлять его. Любой агроприем, направленный на улучшение развития культурного растения является приемом борьбы с сорняками. Оптимально выбранная дата сева, правильно подобранная норма высева, доза удобрения, соответствующая ширина междурядия и тд. значительно увеличивают превосходство культуры над сорняками и таким образом снижают необходимость применения гербицидов.

 

Подбор конкурентноспособных культур

Культурные растения в разной степени подавляют сорняки. Наиболее конкурентноспособными культурами являются озимая рожь, озимая пшеница, ячмень, яровая пшеница.

Возможность применения No – Till в зональных условиях

Технология No – till представляет собой очень динамичную систему. Это означает, что в каждой области, районе существует множество переменчивых факторов, не позволяющих действовать по шаблону. Для обеспечения наилучшего результата необходимо применять индивидуальный подход по отношению к каждому полю.

5. Защита растений от болезней и вредителей

Защита сельскохозяйственных культур от болезней и вредителей состоит из следующих мероприятий:

- севооборот;

- использование адаптированных, устойчивых к болезням и вредителям гибридов и сортов;

- выбор оптимального срока сева;

- борьба с насекомыми и вредителями;

- использование фунгицидов и инсектицидов, когда это необходимо;

- сохранение и увеличение плодородия почв.

Самыми распространенными при сберегающем земледелии являются болезни, возбудители которых хорошо сохраняются на поверхности почвы и выживают в пожнивные остатках. При традиционной обработке пожнивные остатки заделываются в почву, сжигаются или вывозятся с поля, что способствует уничтожению или удалению болезнетворных организмов. Но даже при таком подходе культуры чередуют, не высевают повторно на следующий год.

При технологии No – till, когда сельскохозяйственные культуры высеваются прямо по стерне предшественника. В первую очередь необходимо Разработать правильный севооборот. Ежегодное чередование зерновых и широколистных культур разрушает цикл жизнедеятельности насекомых и заболеваний, которым подвержены культуры, постоянно выращиваемые на одном и том же поле. С подобным чередованием стерня зерновых культур обеспечит защиту почвы на два года. Стерня предыдущего года продолжит защищать почву при выращивании широколистных культур, дающих меньшее количество пожнивных остатков.

 

 

Севооборот

При разработке севооборота необходимо учитывать следующие факторы:

- водопотребление;

- снегоудерживающая способность;

- болезнетворные организмы;

- жизненный цикл насекомых;

- фитотоксичность;

- контроль над популяцией сорняков;

- возможность применения различных гербицидов;

- потенциальная прибыль;

- требуемое оборудование;

- оптимальная ширина рядов;

- сроки посевных и уборочных работ (рабочая нагрузка);

- сдерживающие и поощрительные факторы государственной программы;

- конкурентноспособность в рыночных условиях;

- данные об осадках прошлых лет и прогноз.

 

Целесообразно в севообороте чередовать культуры, относящиеся к разным группам по отношению к температурному режиму. По этому фактору культурные растения классифицируются на две группы, показанные в таблице 4.

 

 

4. Классификация культур по отношению к температурному режиму.

 

Группы культур	Культуры теплого периода	Культуры холодного периода
Злаковые	Кукуруза	Пшеница озимая
Сорго	Пшеница яровая
Просо	Ячмень
	Овес
Широколиственные	Соя	Лен
Подсолнечник	Рапс
Люпин	Горох
Клещевина	Картофель
	Люцерна

 

6. Значение растительных остатков при No – Till

6.1. Растительные остатки, как мульча

Постоянное покрытие почвы толстым слоем растительных остатков является основным требованием при использовании технологии No – till. Присутствие растительных остатков на поверхности почвы защищает ее от эрозии и сводит к минимуму испарение влаги. В регионах с небольшим количеством осадков это помогает сохранить влагу и повысить эффективность ее использования. В дальнейшем изменение соотношения между накоплением и стоком воды может в значительной степени повлиять на общий водный баланс, который играет важную роль в рациональных производственных системах.

 

Источниками органической массы, формирующей мульчирующий слой, могут быть:

-растительные остатки основных культур севооборота, как на корню, так и в виде разбросанной массы;

- вегетативная масса сидеральных культур;

- Внешние источники биомассы, например, кустарники – продукты агролесоводства и т. д.

 

Необходимо отметить, что из трех источников огромная задача лежит на промежуточных культурах, которые сдерживают рост сорняков и при скашивании на зеленую массу обогащают почву органикой. Поэтому промежуточные культуры должны отвечать следующим требованиям:

- быстрый рост и развитие;

- глубокая корневая система;

- небольшая потребность во влаге и элементах питания;

- формирование большого количества биомассы и низкая степень распада.

 

6.2. Мульча и влага

Мульча на поверхности почвы удерживает неподвижный воздух, который ограничивает скорость обмена паров воды между почвой и воздухом. Влажность почвы под мульчирующим слоем остается гораздо выше, чем воздуха над ним, исключением является случай с дождем. Поэтому, под мульчирующим слоем на поверхности почвы создается локализованная зона с повышенной влажностью.

 

6.3. Положительный эффект при применении мульчи:

- защищает почву от ветровой и водной эрозии, вбирая в себя энергию ударов дождевых капель, песчаных частиц, перемещаемых ветром, уменьшая разрушение почвенных агрегатов;

- создает преграды, запруды для водного потока, растительные остатки замедляют скорость стока воды, снижают потери почвы от водной эрозии;

- сокращает потери влаги при испарении;

- снижает температурные колебания на поверхности почвы;

- способствует накоплению снега и задержанию его зимой, что приводит к накоплению влаги и поддержанию оптимальной температуры;

- улучшает физические свойства почвы (структуру, водопроницаемость, пористость, влагаемкость и пр );

- восстанавливает естественный круговорот питательных веществ в почве;

- постоянное обогащение почвы органическими остатками способствует увеличению содержания в почве органического углерода;

- способствует накоплению азота путем биологической фиксации за счет микроорганизмов;

- увеличивает видовое разнообразие почвенной биоты (макро - и микрофлоры, фауны);

- корни возделываемых культур обеспечивают благоприятные условия для развития почвенных организмов, формируют агрономически ценную структуру почвы;

- пожнивные остатки подавляют и замедляют рост сорняков;

- севообороты с применением различных видов сельскохозяйственных культур обеспечивают оптимальный баланс элементов питания почвы и способствуют уменьшению проблем с сорняками, насекомыми и болезнями.

 

6.4. Работа с растительными остатками во время уборки урожая

Управление растительными остатками во время уборки урожая имеет большое значение в технологии No – till. При плохо организованной уборке хаотичное движение машин по полю может уплотнить почву, а отсутствие измельчителей растительных остатков приведет к концентрации их в валках, делая последующие полевые работы трудоемкими или вообще невозможными. Равномерное распределение растительных остатков за комбайном или использование очесывающей жатки является первостепенной задачей, без которой эффективная технология No – till. невозможна.

Неравномерное распределение растительных остатков за комбайном может стать причиной следующих проблем:

1. Потребуется проведение дополнительных операций для распределения растительных остатков по полю. При этом, достичь равномерности практически невозможно.

2. Валки и копны являются причиной «забивания» рабочих органов сеялки.

3. Плохой контакт семян с почвой. Если сеялка не может прорезать себе ход через большое скопление растительных остатков, то остатки могут быть заделаны в почву вместе с семенами. В этом случае контакт семян с почвой 6удет плохой, и семена прорастут неравномерно. Дисковый сошник может просто переехать через это чрезмерное накопление остатков и не заделать семена в почву.

4. Когда слишком много остатков находится над всходами культуры, то они могут быть механически повреждены, и это отразится на урожайности.

5. В местах, где будут отсутствать растительные остатки на поверхности, могут интенсивно развиваться сорняки.

7. Почвенная влага при технологии No – Till

В почву можно вносить питательные вещества, контролировать популяции сорняков, насекомых или болезней, но наиболее важным условием для прорастания семян культуры и ее дальнейшего роста является влажность почвы. Успешное возделывание культур в суходольных условиях зависит от накопления воды в почве.

Существует два фактора накопления влаги:

1. Сбор воды, просачивание и впитывание осадков в почву,

2. Удержание воды - сохранение воды в почве для более позднего использования культурами

Ученые осознали эти факторы более 100 лет назад, но только недавно появились технологии, которые изменили подход к управлению осадками на неорошаемых землях. Когда механическая обработка почвы была единственным способом борьбы с сорняками и создания семенного ложа, управлять сбором осадков и удержанием их в почве было очень трудно. Интенсивная обработка почвы имеет много отрицательных эффектов для самой почвы и вообще не соответствует таким понятиям, как увеличение уровня органического вещества в почве и улучшение структуры почвы Сохранение пожнивных остатков на поверхности почве при No – till позволяет эффективно аккумулировать воду, сохранять ее и одновременно защищать почву. В большинстве случаев, когда технология No – till правильно применяется, она приводит к более стабильным урожаям культур в суходольных условиях.

Управление испарением

Потери влаги от испарения до сева очень неблагоприятны, так как они сокращают количество воды, которая необходима культуре в период начального роста.

Величину испарения можно изменить следующими способами:

1. контролировать поток поступающей энергии на месте испарения, на пример, изменив отражательную способность почвы (изменив цвет);

2. сократить способность почвы проводить воду, особенно поверхностной зоны, например, обработав почву механическим способом, что разрушит капилляры.

Пожнивные остатки создают барьер, предотвращающий удаление водяного пара из почвы, и снижают градиент давления пара на границе раздела почва - атмосфера. Важными характеристиками пожнивных остатков, которые влияют на интенсивность испарения, являются:

- толщина и пористость мульчирующего слоя;

- пространственная ориентация остатков (на корню, уложенные или вспушенные);

- однородность слоя;

- отражающая способность, которая влияет па баланс солнечной энергии на поверхности;

- аэродинамическая жесткость по отношению к воздушным потокам.

 

Управление проникновением воды в глубокие слои почвы

Глубокое просачивание возникает в том случае, когда количество впитываемой воды превышает влагоудерживающую способность поверхности почвы. Когда вода уходит глубже, чем глубина корней культуры, последние не могут ее достать. Некоторые питательные вещества также переносятся водой на большую глубину, чем глубина распространения корней, что приводит к неэффективному использованию питательных веществ и, возможно, загрязнению грунтовых вод. Для сокращения потерь воды из-за инфильтрации нужно выращивать такие культуры, сезон роста которых практически совпадает с периодом, когда потенциал глубокого просачивания воды наибольший. Потенциал глубокого просачивания можно также уменьшить, обеспечивая постоянное наличие растительности на почве.

Почвенная влага и ориентация почвенных остатков

На испарение влаги из почвы влияют скорость ветра, температурный режим, количество растительных остатков на поверхности почвы и высота растительных остатков на корню. Установлено, что высота растительных остатков и скорость ветра, при которой начинается интенсивное испарение влаги из почвы, находится в обратно-пропорциональной зависимости. При увеличении высоты пожнивных остатков снижается скорость ветра при которой начинается интенсивное испарение (Смика и др, 1983). Ориентация пожнивных остатков также влияла на потери воды через температуру и давление пара воды в почве. Потенциал испарения снижается по мере увеличения высоты пожнивных остатков. Особенно важна высота пожнивных остатков при густоте стеблестоя меньше 215 шт/м2 (Нельсен и др 1997).

 

Сбор и накопление дождевой воды

Скорость инфильтрации воды в почву зависит от множества факторов: пористости поверхности и гранулометрического состава почвы, содержания воды в почве, проницаемости профиля почвы, интенсивности выпадения осадков. Максимальная скорость инфильтрации обычно бывает в начале выпадения осадков, а потом быстро снижается, так как вода заполняет поры на поверхности почвы. Благоприятным условием для большего накопления дождевой воды в почве является время. Инфильтрация проходит интенсивнее при малой интенсивности дождя и большем периоде выпадения осадков. Не всеми свойствами почвы, влияющими на скорость инфильтрации воды, можно управлять. Для ускорения процесса инфильтрации, необходимо увеличивать количество макропор на поверхности почвы, а этого можно достичь, улучшая структуру почвы и гранулометрический состав. Эти показатели трудно регулируются, а для их улучшения требуется длительная и целенаправленная работа. Стабильность структуры (содержание водопрочных агрегатов) также влияет на скорость инфильтрации. Почва с нестабильной структурой быстро теряет способность впитывать воду, так как агрегаты распадаются, забиваются поры и общая пористость поверхностного слоя почвы уменьшается.

В большинстве случаев после дождя на почве появляется корка, и тогда скорость инфильтрации стремится к нулю. Для уменьшения испарения в традиционном земледелии почвенную корку разрушают механической обработкой (боронование, культивация). Механическое разрушение корки снижает капаллярное испарение и улучшает проникновение воды при последующем дожде. В свою очередь обработка, используемая для разрушения корки, открывая влажную почву воздействию атмосферы, приводит к потере влаги. То есть влага полностью испаряется на глубину обрабатываемого слоя. Получается замкнутый круг.

Образование корки можно избежать, защищая поверхность почвы пожнивными остатками или покровом из растущих культур.

 

8. Плотность почвы при No–Till

Общие положения

Равновесная плотность почвы, необходимая для оптимального роста и развития сельскохозяйственных культур, находится в пределах 1,0-1,3 г/см3. Если плотность мала, то корни растений не в состоянии эффективно адсорбировать воду и питательные вещества из почвы. Чрезмерная уплотненность ограничивает развитие корневой системы, а это в свою очередь снижает способность растения всасывать воду и питательные вещества.

При применении традиционной системы обработки возникает эффект, то есть мелкие частицы почвы постоянно перемещаются по пахотному слою и концентрируются в его центре (в среднем это слой 12-20 см). Таким образом образуется две зоны уплотнения, горизонт 10-20 см. и горизонт 30-40 см (плужная подошва).

Стратегия поддержания плотности почвы в пределах равновесной при использовании технологии No – till та же, что и при традиционном земледелии:

- самой лучшей защитой от уплотнения почвы является запрет работ по переувлажненной почве;

- уменьшение количества проходов техники по полю;

- специальная техника, позволяющая снизить нагрузку на ось;

- увеличение площади контакта с почвой (шины с большим диаметром и шириной, двойные или тройные колеса, пониженное давление в шинах, гусеничный ход);

- управление движения техники по полю;

- использование сидеральных культур с мощной стержневой корневой системой.

 

No – till является радикальным способ разуплотнения почв. Этому способствуют следующие факторы и особенности технологии.

 

Значительное снижается число проходов техники по полю

 

За весь сезон агрегаты проходят по полю не более 3-5 раз.

 

Отсутствует механическая обработка почвы

 

Обработанная почва более поддается уплотнению при движении по ней техники, чем необработанная. Механические орудия способствуют уплотнению нижнего слоя почвы сразу же под зоной обработки.

 

Почва менее подвержена уплотнению

Поверхность почвы при No – till остается естественной твердости, которая более сильно противостоит уплотнению, кроме того почву от уплотнения защищает мульчирующий слой. Благодаря этому отрицательный эффект воздействия сил, уплотняющих почву и возникающих в результате движения колес, будет меньше.

Почвенные организмы разуплотняют почву

При использовании технологии No – till многие из тех больших пор, которые получаются в результате деятельности дождевых червей, насекомых и роста корневых систем, остаются нетронутыми в течение нескольких лет после образования. За счет них корнеобитаемый слой почвы разуплотняется.

 

9. Экономика No– Till

При рассмотрении экономической эффективности ключевую роль играют производственные затраты и урожайность сельскохозяйственных культур. Поэтому в первую очередь анализируются эти показатели. Временно не рассматриваются вопросы стоимости техники, потому, что эта покупка дорогостоящая и окупается в течении длительного периода.

 

Производственные затраты

 

Сравнивая производственные затраты при традиционной технологии и технологии No – till, можно сделать вывод, что преимущество имеет технология No – till. При технологии No – till затраты снижаются из-за меньшего количества проводимых агроприемов, увеличения производительности, уменьшения расхода ГСМ. В различных условиях и на разных культурах снижение производственных затрат при технологии No – till составляет от 25 до 50 %. Некоторые экономические показатели для корпорации «Агро-Союз» представлены на рисунке 12.

 

Рис. 12. Некоторые экономические показатели для корпорации «Агро-Союз»

 

 

Уровень урожайности при технологии No – Till

 

Практика применения технологии No – till по сравнению с традиционной (отвальной) в мире показывает на увеличение урожайности.

 

Исследованиями в штате Миссури (США) было установлено, что применение технологии No – till, в течение 14 лет привело к увеличению урожайности зерновых культур в среднем на 10 %.

 

В штате Канзас (США) урожаи кукурузы, зернового сорго и подсолнечника при No – till были выше на 26, 11 и 17 %, чем урожаи при традиционной обработке (данные за 7 лет). При 14 летнем применении No – till урожаи пшеницы и зернового сорго были выше соответственно на 60 и 63 % соответственно по сравнению с традиционной обработкой почвы.

 

 

В Парагвае применение No – till в течении 4 лет повысило по сравнению с традиционной пахотной обработкой урожайность сои на 44,2 %, в течении 7 лет – 56,0 %, в течении 10 лет – 55,% .

В Бразилии (Парана) применение No – till в течении 10 лет повысило урожайность зерновых на 5-20 % (в зависимости от культуры), а при 17 летнем применении на кукурузе и сое соответственно на 66 и 56 %.

Применение mini till в Самарской области (Россия) с 1998 года средняя урожайность постоянно увеличивалась. В последние годы получают урожай на 30-34 % выше, чем в среднем по области.

С 1999 года на базе АОЗТ «Агро-Союз» в Днепропетровской области (Украина) проводится изучение основных технологий выращивания сельскохозяйственных культур. Данные представленные в таблице 5.