Система нулевой обработки почвы

Обновлено: 05.10.2024

В последнее десятилетие в России активно внедряется новая система, кардинально отличающаяся от традиционной вспашки полным отказом от любой обработки почвы. При этом поверхность почвы укрывается мульчей: специальными измельченными растительными остатками. Речь идет о технологии нулевой обработки почвы или No-Тill. Наука и практика говорят, что при соблюдении всех агротехнических правил при применении этой технологии снижается эрозия почвы, повышается содержание гумуса, восстанавливается микробная биомасса в почве, улучшается структура почвы, повышается ее плодородие. Кроме того, уменьшается объем инвестиций в технику, экономится горючее и повышается эффективность.

Технология No-Тill включает в себя:

систему севооборотов;
удобрений;
защиту растений;
эффективное использование земли;
охрану почвы и т. д.

No-Тill технология — это современная модель обработки почвы, при которой почва не обрабатывается традиционным, механическим и привычным для нас способом при помощи вспашки, а укрывается мульчей (измельченными остатками растительных культур). Нулевой способ земледелия не следует воспринимать упрощенно, лишь как отказ от пахоты, поскольку данный метод — это в первую очередь сложная технологическая модель, которая требует и особых знаний, и наличия высококвалифицированных специалистов, и специальной техники. Поэтому положительный эффект от ее применения можно получить, лишь используя комплексный и системный подход.

Достоинства No-Тill технологии

По разным данным, система нулевой обработки сокращает расходы на оплату труда в 1,6 раз, на технику — в 1,5 и на топливо — в 2,2 раза. Урожайность при No-Тill может повышаться в несколько раз, а расходы на производство на примере западных стран сокращаются примерно на 10-12%.
С помощью No-Тill можно уменьшить эрозию плодородного слоя почв, который выносится ветром, а также уменьшить водную эрозию.
Так как пожнивные отходы остаются на полях, в почве повышается содержание органических веществ, и как следствие вырабатывается гумус, сохраняется влага и повышается уровень питательных веществ.
Благодаря тому, что затраты на топливо при использовании системы нулевой обработки уменьшаются, соответственно сокращается и количество выбросов в атмосферу углекислого газа.

Недостатки No-Тill технологии

Если почвы плохо дренируются, существует опасность переувлажнения пахотного слоя почвы, а следовательно и уменьшение его биологической активности. Это надо иметь в виду, решая, на каких почвах можно вводить технологию No-Тill.
При неправильной стратегии защиты наличие пожнивных остатков создает благоприятные условия для развития вредителей и сохранения источников инфекций, могут возникать благоприятные условия для выживания фитофагов в зимний период, более сложной может быть борьба с мышевидными грызунами.
Необходимость приобретать специальную технику: сеялку прямого посева, а также технология No-Тill требует высокой квалификации агрономического и технического персонала.
Система требует изменений подхода к химической защите растений, особенно к борьбе с сорной растительностью. Возможно увеличение объемов внесения пестицидов. Это требует продуманного подхода к управлению рисками развития резистентности вредных организмов.

Снижается ли урожайность культур при No-Тill?

В целом относительно роста урожайности при внедрении нулевой обработки почвы мнение специалистов единодушное: если выполнять все технологические требования и не допускать ошибок, то урожайность культур не уменьшается, а даже возрастает.

Объяснить это несложно, ведь в технологии No-Тill почва восстанавливает свое плодородие, в частности:

в ней накапливается органическая масса;
сохраняется запас питательных веществ, микро- и макроэлементов;
повышается биологическая активность почвы (восстанавливается микробиота).

К примеру, как отмечает доктор с.-х. наук Виктор Дридигер, который является также заместителем директора Ставропольского НИИСХ, на трех опытных делянках еще в 2013 г. урожайность озимой пшеницы по традиционной технологии возделывания составила 48,5 ц/га, а по нулевой — 59,5 ц/га. В опытах Северо-Кавказского НИПТИМЭСХ (г. Зерноград Ростовской области) прибавка урожая по нулевой технологии составила 6,7 ц/га, или 20,1%.

No-Тill и плужная подошва

В России в этом вопросе аграриям на руку играет и агроклиматический фактор: зима и морозы. Вследствие этого в почве постоянно присутствует влага. Коэффициент влажности почвы на разной глубине достигает до 30%. Когда наступают морозы, влага застывает, ее объемы увеличиваются и тем самым плужная подошва разрывается и разрыхляется естественным путем.

Почва и рельеф

Пригодность почвы к уменьшению глубины и интенсивности ее обработки зависит от плодородия земли и условий увлажнения. Считается, что наибольший эффект достигается на дренированных, устойчивых к уплотнению почвах легкого и среднего гранулометрического состава с достаточно высоким плодородием. К почвам, пригодным для нулевой обработки, относятся черноземы, серые лесные и дерново-подзолистые почвы, обеспеченные гумусом и калием. Бесструктурные песчаные почвы с низким гумусом (

Худшие результаты по сравнению с вспашкой прямой посев и поверхностная обработка почвы обеспечивают на почвах с избыточным увлажнением.

При наличии пригодных почв в засушливых регионах с выровненным рельефом объемы внедрения прямого посева могут быть более значительными. В условиях холмистого рельефа из-за водной эрозии обработка почвы должна быть направлена на глубокое рыхление, щелевание, чтобы аккумулировать запасы влаги внутри почвы и уменьшать поверхностный сток осадков. В этом случае имеющийся в республике парк посевных машин пригоден в меньшей степени для прямого посева.

Стоит ли опасаться накопления болезней и вредителей при применении технологии No-till?

Баланс болезней и вредителей в природе поддерживается за счет механизмов естественной саморегуляции. За удержание такого равновесия отвечает биологическое разнообразие, которое и опровергает заблуждения скептиков. Каким образом этот баланс создается в природе? К примеру, при росте популяции полевых грызунов появляются пищевые излишки для животных и хищных птиц. Их популяции также растут. Таким естественным путем происходит саморегуляция видовых преимуществ. Так же происходит со всеми представителями микро- и макробиологического мира на обработанном по системе No-Тill поле. Таким образом, считают эксперты, эта технология не является предпосылкой для возникновения каких-либо вспышек болезней или резкого распространения вредителей. К слову, вокруг данного утверждения все еще продолжаются дебаты.

С таким утверждением солидарен и индивидуальный предприниматель из Омска Арамаис Бозоян, который уже более 10 лет занимается выращиванием сельхозкультур по технологии No-Тill на 20 тыс. га земель в Павлоградском и Русско-Полянском районах Омской области.

Современное активное развитие агротехнологий происходит по ряду направлений, среди которых можно выделить подходы к методам обработки почвы. Одний из таких инновационных технологий является технология No-till обработки почвы. Основным отличием этой технологии является отсутствие энергоёмких почвообрабатывающих операций, в первую очередь - пахоты.

Принципиальные отличия технологии нулевой обработки почвы

По классическому земледелию основным способом борьбы с сорняками является механическая обработка почвы. И самым действенным методом – вспашка поля плугами [Плуги]. В технологиях No-till от данной операции отказались, что позволило исключить также все отрицательные факторы обработки почвы плугами. Вспашка очень трудозатратный и энергоёмкий процесс – отказ от неё даёт значительную экономию на оплате труда, ресурсе тракторов и расходе топлива. Также многие традиционные методы обработки почвы оставляют поверхность поля полностью голой, что значительно увеличивает риск эрозии почвы. Борьба с эрозионными процессами ещё одна причина заставляющая сельхозпроизводителей искать другие методы обработки земли. Многие альтернативные технологии декларируют сохранение структуры почвы в наилучшем для растений состоянии. Но у отказа от механической обработки почвы есть и минусы – земля значительно уплотняется и препятствует росту корней, без разрыхления земли уплотнение и снижение урожайности может происходить по естественным причинам, а на продуктивных полях где часто ездит тяжёлая техника оно только ускоряется.

Подготовка почвы

При использовании No-till технологий почва должна соответствовать определённым условиям, поэтому при переходе проводят мероприятия по подготовке поля. Основное требование к полям – это ровная поверхность почвы, для работы машин по технологии No-till очень важно отсутствие резких перепадов почвы. Эти машины работают с большей нагрузкой на рабочие органы и им требуется меньше препятствий, чтобы потерять в качестве работы. Выравнивание поверхности проводится единственный раз и в дальнейшем не требуется при соблюдении условий севооборотов.

Также вместе с выравниванием поверхности проводят ряд мелиорационных мероприятий которые будут невозможны в после внедрения технологии. Обычно это операции восстановления плодородия почвы или выравнивания кослотного-щёлочного баланса с помощью внесения химических элементов.

Завершают подготовку поля его мульчированием.

Мульчирование почвы

В целом процесс мульчирования является одной из основных операций по подготовке поля к посеву в данной технологии. По сравнению с другими технологиями. где мульчируют почву, системе нулевой обработки почвы есть собственные особенности. Так при уборке стараются оставить как можно больше стерни на месте – это даёт возможность использовать стебли растений в качестве мульчи и минимизирует затраты ресурсов на их перемещение. Но так как одной стерни недостаточно выполняют мульчирование всей собранной соломой. А здесь уже есть разные подходы, в одних хозяйствах солому оставляют на поле как есть, другие измельчают её на месте, третью убирают и затем мульчируют почву измельчённой на стационарных установках соломой.

Мульча – покрывающие поверхность почвы растительные остатки – защищает её от эрозии, потери влаги и сама накапливает дополнительную воду, угнетает сорную растительность, также важной особенностью мульчи является активизация почвенных микроорганизмов деятельность которых повышает плодородие почвы, и сама мульча является источником повышения плодородия. Собственно выросшей на поле соломы может не хватать для создания нужной толщины слоя мульчи, тогда для её создания можно использовать практически любые материалы растительного происхождения: сено, опилки, хвоя, опавшие листья деревьев, лузга и другие им подобные.

Удобрение земли

Другие подходы к обработке почвы и к посеву значительно влияют на состав и содержание плодородного слоя. Поэтому и объёмы и состав вносимых удобрений значительно изменятся по сравнению с традиционной технологией. Биомасса находящаяся поверх почвы разлагается значительно медленнее той что лежит внутри почвенного слоя. Поэтому и образование питательных элементов, особенно азотных идёт медленнее. Также сохраняется от гибели часть микроорганизмов, которые минерализуют азот и углерод, что делает необходимым внесение дополнительных удобрений.

При поверхностном внесении удобрений также следует учитывать потери от выветривания, чтобы из избежать зачастую минеральные удобрения вносят одновременно с посевом под пласт мульчи, тогда нормы внесения удобрений соответствуют традиционным.

Также очень важна сбалансированность вносимых удобрений, для точного баланса требуется внедрять системы тестирования состояния почвы, составлять почвенные карты и вносить удобрения уже по ним. Ещё одним способом внесения нужного количества удобрений является разработка специализированных удобрений для полей с прямым посевом.

Общие принципы сева

Технология No-till обходится без пахоты почвы, поэтому её также называют технологией прямого посева. То есть посадку проводят через слой мульчи лежащий поверх стерни. Из этого следует, что толщина мульчи, её плотность и усилие необходимое для проникновения рабочих органов под неё очень важные параметры этой технологии. Чем больше слой мульчи тем больше питательных веществ попадёт в почву, но в тоже время тем тяжелее будет произвести посев.

Вторым важным параметром посева будет требуемая густота растений, численно он выражается как количество растений на 1 квадратном метре или гектаре. Этот параметр зависит от обеспеченности поля водой и питательными веществами. Правильно выбранная густота растений поможет добиться хорошего урожая.

Ещё одним важным фактором является доступное оборудование. Не каждая сеялка сможет качественно посеять в таких сложных условиях. Поэтому требуется тщательно контролировать состояние мульчи на поле и соотносить их с возможностями имеющихся в наличии сеялок.

Применение технических средств

Самым распространённым приёмом для посева через мульчу является установка перед сошником режущего диска с большим прижимным усилием, который прорезает в мульче борозду по которой идёт сошник. Этот способ даёт возможность использовать для посева обычные сошники и даже обычные сеялки [Сеялки] укомплектованные приставкой с режущими сошниками [Приставки почвообрабатывающие]. Различные производители выпускают целую гамму отличающихся друг от друга ножей, которые будут работать в тех или иных почвенных условиях.

Преимущества технологии

Самым главным преимуществом этой технологии является снижение затрат на горючее и соответственно на технику и рабочее время. Также данная технология при правильном применении повышает плодородие и снижает риск эрозии почвы. Эти преимущества позволяют аграриям рассчитывать на очень продолжительное во времени использование посевной площади.

Также для засушливых районов важно, что слой мульчи задерживает влагу, заметно снижая необходимость поливов посадок.

Недостатки технологии

Кроме преимуществ у технологии стоит отметить и ряд недостатков. Технологию невозможно использовать на переувлажнённых почвах. Снижение интенсивности испарения влаги с почвы в болотистой местности только губит растения вместо помощи им. Обойти это ограничение можно построив на поле качественно отводящую воду дренажную систему.

Следующим отрицательным фактором будет накопление в почве патогенных факторов. Мульчирующий слой защищает не только полезные микроорганизмы, но и вредные. Борьба с вредителями и патогенными микроорганизмами может потребовать внесения значительного количества инсектицидов [Опрыскиватели]

Также к её недостаткам относится большая сложность выполнения технологических операций. Технология прямого посева более чувствительна к нарушения сроков и нормативов обработки поля и посадок. Для успешной реализации технологии от агронома требуется значительный опыт и хорошее знание множества компонентов применяемых в технологии.

Особенности применения технологии в России

Наибольше распространение на данный момент технология получила в Канаде, Австралии и Бразилии. У нас же относительно малое количество хозяйств применяет её, учитывая недостаток специальным машин. Но высокая экономическая эффективность позволяет технологии прямого посева захватывать всё больше полей. Постепенно под технологию начинают подстраиваться производители техники и химикатов, выпуская всё больше требуемой продукции.

Заключение

Основным фактором выбора используемой в хозяйстве технологии всегда является ожидаемый результат. Традиционная интенсивная технология даёт максимальную отдачу на единицу площади поля, а технология прямого посева на единицу затраченных ресурсов, но требует гораздо болей дисциплины и знаний. Поэтому не многие рискуют экспериментировать с новой технологией. Ведь пока ещё у нас на селе нет достаточного проникновения информационных технологий.

Нужен ли переходный этап

Затраты и результаты

* Проникнуть через пожнивные остатки и опустить семя в землю
* Правильно измельчить пожнивные остатки и распределить их на поле
* Подобрать правильный севооборот
* Вести борьбу с сорняками
* Обеспечить ровный уровень почвы
* Разумно использовать удобрения

Экономические
* Сокращение парка техники
* Экономия топлива
* Экономия ГСМ
* Экономия трудозатрат
* Снижение производственных затрат
* Сокращение количества удобрений
* Меньший износ техники
* Экономия времени

История возникновения новой системы земледелия

Основоположником данной технологии стал Овсинский Иван Евгеньевич (1856 – 1909 гг.), выдающийся украинский ученый-агроном, пионер отечественного бесплужного земледелия. Еще в далеком 1871 году он начал проводить практические эксперименты с применением мульчи на полях без предварительной вспашки, таким образом опередив в этой области своих северноамериканских коллег на полстолетия. (В 1940-х годах эту же идею нулевой технологии обработки поля стал изучать и продвигать фермер из Огайо в США Эдвард Фолкнер).

Позже эксперименты с безотвальным способом обработки земли были продолжены 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.

В чем состоит суть новой технологии

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.

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.

Увы, данную технологию невозможно 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.

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 украинские фермеры, используя технологию "No-till", получают результаты гораздо выше, чем при традиционном способе обработки земли.

Работать по старинке или выбрать новую технологию?

Сторонникам классической вспашки сложно осознать, что земля может дать хороший урожай, если не убрать остатки предыдущих растений. Ноутильщики же в погоне за сенсацией нередко преувеличивают качество своих урожаев.

Например, на видеосервисе Youtube популярно видео, где земледельцы сравнивают качество чернозёма и пшеницы на полях: после пара и ноутил. Показатели колосьев прямого посева были лучше, но ноутильщики схитрили, так как сравнивали два разных сорта с изначально разным качеством семян.

Вообще, полемика по ноутилу особенно заметна в комментариях на Youtube. Ведь именно там сформировалось сообщество ноутильщиков благодаря каналам, которые ведут российские и украинские фермеры-энтузиасты.

Мы взяли пять популярных, но довольно-таки спорных комментариев, связанных с применением ноутила, и разобрали их, опираясь на принципы доказательной агрономии – с помощью научных статей с результатами научных исследований. В первую очередь мы выбирали материалы с результатами, полученными в хозяйствах наших южных территорий.

Урожайность при no-till

Некоторые ноутильщики считают, что почвы при no-till более рыхлая

По её словам, у крупных хозяйств на большой площади результат может быть совершенно иным, особенно в течение первых пяти лет. Перестроиться на новую технологию непросто.

Подсолнечник по ноутил-технологии

– Подсолнечник прекрасно выращивается по технологии no-till, – подтверждает Галина Михайловна Зеленская. – Но действительно, не все культуры выдерживают прямой посев. Например, сахарная свёкла, у которой, в основном, корнеплод развивается в почве – должен быть подготовлен слой для него. По нулевой технологии мы выращиваем пшеницу, ячмень, горох, сою, кукурузу, подсолнечник.

Также она напомнила о возможностях бинарных посевов при нулевой технологии, когда вместе сеются и растут две культуры (основная полевая культура и бинарный компонент). В качестве бинарного компонента используются бобовые культуры, обогащающие почву азотом, улучшающие агрофизические свойства почвы и сохраняющие её плодородие. За счёт этого, не применяя большого количества удобрений, можно получить стабильный результат по урожайности.

Ноутил и водная эрозия

В статье доказывается, что растительные остатки при технологии no-till препятствуют стоку воды. В тех местах, где потоки сохраняются, скорость течения существенно снижается. Кроме того, при нулевой обработке увеличивается водопроницаемость почвы.

Через шесть лет, в 2019 году, эти участки почти не были заметны на аэроснимках. Они вернулись в сельскохозяйственное использование.

Ноутил и гербициды

Можно ли отказаться от гербицидов при системе нулевой обработки? Ряд исследователей предлагает использовать покровные культуры для снижения химии при борьбе с сорняками.

Однако в реальности полностью отказаться от гербицидов невозможно. Например, при посеве подсолнечника, который растёт медленнее, чем сорняки. Их количество существенно понижает урожайность.

Именно это объясняется в статье В.К. Дридигера и Н.А. Горшковой, опубликованной в журнале Воронежского ГАУ в 2020 году. Исследование проводилось на полях Северо-Кавказского ФНАЦ Ставропольского края.

В итоге наибольший урожай с наименьшим количеством сорняков получен при посеве гибрида подсолнечника во второй декаде мая. Есть два равнозначных по эффективности применения гербицидов:

Таким образом, для повышения урожайности необходимо использовать сочетание гербицидов – несколько видов с разным основным веществом. Обойтись без химии не получится.

Ноутил и плотность почвы

Много лет продолжается дискуссия о том, влияет ли ноутил на плотность почвы. Например, видео на Youtube, в котором фермер показывал более рыхлую структуру почвы при ноутиле, собрало негативные комментарии – зрители уличили автора во лжи.

Результаты в научных статьях о плотности почвы при no-till также неоднозначные.

Ряд других исследователей указывает, что при нулевой технологии нет существенного уплотнения слоя.

Таким образом, ноутил не является панацеей от формирования плотной подушки. Однако предотвратить уплотнение поможет грамотный севооборот и подбор колёс на технику со сниженным воздействием на почву.

Читайте также: