19 | 12 | 2014

Рекомендации по Система No – till (нулевая обработка)

 

Кафедра общего и орошаемого земледелия

Рекомендации по Система No – till (нулевая обработка)

Система No – till (нулевая обработка)

(Рекомендации для руководителей и

Специалистов аграрных предприятий)

Симферополь 2009

УДК 631.001.55

 

Система No – till. Симферополь, 2009.- с.

Рекомендации составлены сотрудниками кафедры общего и орошаемого земледелия Южного филиала «Крымский агротехнологический университет»

Национального университета биоресурсов и природопользования Украины: доцентами, кандидатами сельскохозяйственных наук

 

Рецензенты:

Доктор сельскохозяйственных наук, профессор

Кандидат сельскохозяйственных наук, доцент

Рекомендации рассмотрены и одобрены на заседании научно-технического совета Министерства аграрной политики АР Крым.

Протокол №_____от ____________2009 года.

Содержание

Стр.

Введение................................................................................................

4

1.

Новое понимание сберегающего земледелия....................................

6

2.

Рекомендации по переходу на No – till...............................................

17

3.

Удобрения в технологии No – till........................................................

28

4.

Борьба с сорняками при No – till.........................................................

30

5.

Защита растений от болезней и вредителей.......................................

32

6.

Значение растительных остатков при No – till...................................

34

7.

Почвенная влага при технологии No – till..........................................

37

8.

Плотность почвы при No – till.............................................................

40

9.

Экономика No – till...............................................................................

42

Литература.............................................................................................

44

Введение

Важным звеном в системе мероприятий по обеспечению высокой культуры земледелия, повышения плодородия почвы и урожайности сельскохозяйственных культур является рациональная обработка почвы, благодаря которой улучшается ее воздушный, водный, тепловой и питательный режимы, регулируются в желательном направлении биологические процессы и темпы минерализации органических веществ, уничтожаются сорняки, болезни и вредители сельскохозяйственных растений, создаются условия для защиты почвы от эрозии и проведения высококачественного сева.

История земледелия насчитывает 10-15 млн. лет и тесно связана с отвальной системой обработки почвы. Однако в конце двадцатого столетия такая система обработки почвы стала не устраивать человечество. Оказалось, что у отвальной системы обработки почвы много недостатков. К главным недостаткам можно отнести следующее: снижение плодородия почвы, уменьшение содержания гумуса, большая энергоемкость, низкая производительность, не справилась эта система и с уничтожением болезней, сорняков и вредителей.

Успешное развитие сельскохозяйственного производства возможно только на основе использования зональных систем земледелия, широкого внедрения в производство энергосберегающих, почвозащитных технологий возделывания сельскохозяйственных культур.

Обработка почвы самый энергоемкий и дорогой процесс в сельскохозяйственном производстве. В среднем на нее приходится 40 % энергетических и 25 % трудовых затрат от общего объема полевых работ. При неправильном выборе приема или системы обработки проявляются негативные процессы. Почва быстро теряет гумус, распыляется, уплотняется, усиливаются эрозионные процессы. Поэтому каждый прием обработки почвы должен быть рациональным, а окупаемость затрат максимальной.

Для правильного решения вопросов обработки почвы нужны глубокие теоретические знания требований растений к окружающей среде, в которой они возделываются, закономерностей процессов, которые протекают в почве и изменений их под воздействием тех или иных приемов обработки. В последние годы обработка почвы получила свое дальнейшее развитие как в теоретическом так и в практическом направлении. Более подробно изучены закономерности движения влаги в почве, ее испарение, определены оптимальные параметры для сельскохозяйственных культур строения почвы, яснее стали вопросы дифференциации разных частей пахотного слоя по плодородию и т. д. Более совершенными стали почвообрабатывающие орудия, появились комбинированные агрегаты обработки почвы, которые одновременно выполняют несколько технологических приемов, стали использоваться информационные технологии при конструировании сельскохозяйственной техники. Проведена значительная работа по разработке новых эффективных систем обработки почвы приспособленных к конкретным почвенно-климатическим условиям. Усовершенствованы системы основной, предпосевной обработки почвы и по уходу за посевами, доведена необходимость дифференциации глубины и количества обработок в севообороте, разработана система почвозащитной обработки для районов, где проявляются водная и ветровая эрозия. Однако все адаптированные системы обработки почвы имеют один общий недостаток, они очень энергоемки. Поэтому широко начала внедряться эколого и энергосберегающая технология No – till, которая получила широкое применение на 100 млн. га. в Бразилии, Аргентине, США, Канаде, Австралии, Франции и других странах. Сейчас эта технология проходит активную проверку в Украине, России и Казахстане.

В Днепропетровской области, начиная с 1999 года, проводится изучение системы No – till для почвенно-климатических условий Украины. Корпорация «Агро-Союз» в 1996 году взяла в аренду 7 тыс. га., применив технологию No – till увеличили площадь до 12 тыс. га в 2006 году, в дальнейшем планируется довести площадь землепользования до 15 тыс. га.

Получены следующие результаты:

-снижены производственные затраты в среднем в 5 раз;

- на 90 % сокращен парк сельскохозяйственной техники (12 тыс. га. обрабатывает один трактор, один посевной комплекс, один опрыскиватель и пять комбайнов);

- на 70 % сокращен расход ГСМ (с 93 л/га до 24 л/га;

- на 80 % сокращено время обработки посевной площади (с 3,87 м-ч/га. до 0,6 м-ч/га);

- на 30 % сокращен расход удобрений;

- сокращены трудозатраты (12 тыс. га обрабатывают 12 механизаторов)

-повышена урожайность в 2 раза (с 27 ц/га до 50 ц/га.);

- повышено качество зерна (на 10 % увеличено содержание белка);

- удалось приостановить деградацию плодородного слоя почвы.

Поэтому возникла необходимость обобщить полученные данные и подробно познакомиться с системой No – till.

1. Новое понимание сберегающего земледелия

1.1. Теоретическое обоснование NoTill

В природе не происходит оборачивания верхнего слоя почвы, при этом происходит увеличение естественного плодородия, разнородное сообщество приспособилось сосуществовать совместно, давая большую продуктивность с единицы площади, без применения удобрений, химических средств защиты.

Поэтому возникла потребность пересмотреть свои взгляды на следующие вопросы:

- вспашка не является необходимым технологическим звеном при выращивании культур;

- в идеале все растительные остатки необходимо оставлять на поверхности почвы;

- необходим постоянный покров почвы (мульча). Это обеспечивает защиту от прямых солнечных лучей, от капель дождя, от ветра. Мульча является главной защитой от эрозии, а также сокращает испарение воды с поверхности почвы;

- почвенная эрозия – лишь симптом того, что для данного участка и экосистемы используются неправильные приемы обработки;

- фитосанитарное состояние поля улучшается, увеличивается разнообразие микрофлоры;

- максимальное насыщение севооборота различными культурами позволяет избежать почвоутомления.

При технологии No – till почва остается нетронутой от уборки урожая до посева и от посева до уборки урожая. Вторжение в почву происходит только тогда, когда делаются прорези сошниками сеялок. Технология No – till не предусматривает никакого разрушения структуры почвы, кроме как при посеве.

Сорняки на начальной стадии внедрения No – till уничтожаются гербицидами. Выбор типа и времени их внесения зависит от численности сорняков, их видового состава и климатических условий. Конечная цель – борьба с сорняками при помощи культур в севообороте и полный отказ от гербицидов.

No – till – «нулевая обработка» - термин используемый в Северной Америке. В Англии для описания этой технологии применяется словосочетание «прямой посев».

Таким образом No – till (нулевая обработка почвы) – это технология сберегающего земледелия, при которой отсутствует какая-либо обработка почвы, а растительные остатки остаются на поверхности почвы.

1.1. История NoTill

Идея посева в необработанную почву не нова. В древнем Египте с помощью палки делали ямки, кидали зерно и закрывали отверстие, прижимая почву ногой. Но как без механической обработки почвы бороться с сорняками, которые засоряют посевы? Плуг являлся самым эффективным средством борьбы с сорняками, хотя для развития культурного растения (за редким исключением – сахарная свекла, картофель) нет никакой необходимости рыхлить почву глубже 3-5 см. При появлении гербицидов появилась возможность пересмотреть меры борьбы с сорняками. Однако, выбор химических веществ долгие годы был ограничен – многие из них длительное время сохранялись в почве и могли повредить высеваемые семена и молодые всходы культурных растений. Посев приходилось отодвигать на несколько недель, упуская одно из важнейших преимуществ нулевой технологии – своевременный посев.

Второе рождение No – till произошло в 1960 –х годах, когда английская фирма Imperial Chemical Industries Ltd создала гербициды паракват (paraguat) и дукат, контролирующие рост сорняков. Эти вещества почти мгновенно дезактивировались при контакте с почвой, поэтому их можно было использовать против вегетирующих сорняков. Обработанное поле почти сразу было готово для посева без риска повреждения семян остаточным количеством гербицидов. Это фактически дало начало нулевой технологии. С того времени появились другие быстро разлагающиеся гербициды широкого спектра действия, которые еще более расширили возможности технологии.

Технология No – till была внедрена в климатически умеренных районах мира (Европа, США) для снижения расхода топлива и трудозатрат, связанных с обработкой почвы. Бразильские фермеры внедрили технологию No – till, в первую очередь, чтобы противодействовать эрозии почвы, возникающей при традиционной обработке почвы, а также для сохранения влаги и повышения урожайности возделываемых культур.

1.2. Распространение NoTill в мире

Применение «сберегающего» земледелия, или сокращенной обработки почвы, с использованием чизеля началось на Великих равнинах США в 1930 –е годы. К тому времени пылевые бури нанесли огромный ущерб почвам. Главной целью «сберегающего» земледелия было прекращение разрушительного действия ветровой эрозии. Началось развитие системы стерневого мульчирования, которое можно считать предвестником технологии No – till. Территории, на которых используют No – till в США, постепенно увеличивались с 2,2 млн. гектаров в 1973 году, 4,8 млн. га. в 1983, до 22 млн. га. в 2003 году. Распространение технологии в 2004-2005 гг. по миру представлено в таблице 1.

1. Культивируемые площади с использованием технологии No – till

В разных странах

Страна

Площадь под No – till в 2004-2005 гг., га

США

25 800 000

Бразилия

23 600 000

Аргентина

18 269 000

Канада

12 522 000

Австралия

9 000 000

Индия

1 900 000

Парагвай

1700 000

Боливия

550 000

Северная Африка

300 000

Испания

300 000

Венесуэла

300 000

Уругвай

263 000

Франция

150 000

Чили

120 000

Колумбия

102 000

Китай

100 000

Остальные

1 000 000

Всего

95 976 000

В южной Америке первый эксперимент по использованию No – till начался в Бразилии в 1971 году. Сегодня технологию используют на 45 % посевной площади Бразилии, на 50 % - в Аргентине и на 60 % - в Парагвае.

Широкомасштабное и быстрое распространение технологии было обусловлено доступностью соответствующих гербицидов и посевной техники, достаточное знание тонкостей технологии No – till. Применять No – till стало удобно и выгодно. В Латинской Америке довольно быстро произошел переход на технологию No – till. С 1987 по 1997 год применение технологии возросло в 20 раз, в то же время в США - только в четыре – шесть раз. Для быстрого внедрения технологии в производство государство Бразилия оказало сильную поддержку агропромышленному сектору производством новых сеялок, опрыскивателей и уборочных машин. Вначале эту технологию внедряли крупные фермерские хозяйства, а затем небольшие фермерские хозяйства стали объединяться в ассоциации, фермерские клубы и тоже совместно применять технологию No – till. Принятие No – till явилось значительным событием. По предварительным оценкам, 20 млн. га. земли постоянно обрабатываются с использованием этой технологии в южной части страны и в районе Серрадо. Эта система широко распространяется и принимается в равнинных районах Аргентины и Парагвая. Были разработаны новые сорта и гибриды кукурузы, сорго и пшеницы для улучшения системы севооборотов с соевыми бобами в качестве основной культуры. Такие изменения увеличили доходность системы и уменьшили риски моно зерновых систем.

1.3. Преимущества NoTill на разных уровнях

Рассмотрим преимущества от применения технологии No – till на разных уровнях от отдельного хозяйства (фермы) до глобального (планетарный масштаб).

Уровень отдельного хозяйства, фермы:

- уменьшаются затраты сил, времени и финансов благодаря отказу от многих операций по обработке почвы;

- механическое оборудование служит дольше, снижаются затраты на ремонт техники и топливо;

- урожаи становятся более стабильными, гарантированными, особенно в сухие годы и в зонах с недостаточным и нестабильным увлажнением, поскольку обеспечивается большее накопление и сохранение влаги и питательных веществ в почве;

- высвобождается время для освоения новых видов деятельности благодаря уменьшению трудозатрат на обработку почвы и ремонт техники;

- повышается прибыль по мере освоения новой системы земледелия.

Уровень региона:

- стабилизируется сток воды в реках и ручьях, нормализуется гидрологический режим;

- вода природных источников становится чище за счет уменьшения загрязнения и отложения ила в водоемах;

- снижается стоимость водоочистки на муниципальном и городском уровнях;

- уменьшается объем весенних паводков и наводнений за счет усиления инфильтрации;

- повышается качество и чистота продуктов питания;

- управление природными ресурсами становится оптимальным;

- повышаются доходы и качество жизни сельского населения в целом.

Глобальный уровень:

- нормализуется баланс атмосферного углерода за счет уменьшения выделений углерода из почвы (отказ от вспашки), снижения потребления энергии (меньше сжигается топлива), улучшения накопления углерода в органическом веществе почвы и биомассы;

- возрастает разнообразие микрофлоры и фауны;

-улучшается гидрологический режим на уровне бассейнов рек и континентов;

- снижается риск эрозии почвы и деградации почв;

- повышается роль земледельцев в защите окружающей среды на уровне общества в целом.

1.4. Преимущества технологии NoTill в сравнении с традиционной отвальной обработкой

Значительно экономится топливо

При использовании традиционной системы обработки почвы проводится множество операций для создания твердого «ложа» для семян. Технология No – till требует только одного прохода посевной техники по полю. Опыт фермеров, занимающихся почвозащитным земледелием, показывает, что расход топлива можно сократить в несколько раз по сравнению с традиционными системами.

Появляется время для других видов деятельности

3-5 проходов техники по полю при нулевой технологии против 12-15 при традиционной обработке почвы за сезон. Нет необходимости в предпосевной обработке почвы, а это уже значит, что на сев требуется меньше времени. Техника используемая при No – till более производительная, поэтому сокращается время на проведение технологических операций.

Снижаются затраты на технику

Основные затраты на обслуживание техники, занятой на выращивании культур, при переходе на нулевую технологию значительно снижаются из-за ее уменьшения в количестве и снижения нагрузки в несколько раз из-за уменьшения количества проходов агрегатов по полю.

Увеличивается урожайность

В среднем урожайность при No – till равна или выше по сравнению с традиционной обработкой почвы. Структура почвы постоянно сохраняется. Мульча на поверхности почвы сохраняет влагу и способствует лучшему росту растений во время засухи, поэтому урожай всегда выше, чем при использовании традиционной системы.

Уменьшается давление техники на почву

Невспаханная почва под давлением движущегося транспорта или животных меньше деформируется по сравнению с обработанной почвой. При уменьшении проходов по полю уменьшается площадь на которую воздействуют ходовые агрегаты сельскохозяйственных орудий, а следовательно уменьшается уплотнение метрового слоя почвы. Отказ от плуга приводит к исчезновению «плужной подошвы».

Ухудшаются условия для прорастания сорняков

При проведении традиционной системы обработки отдельные агроприемы (лущение) провоцируют прорастание сорняков. Мульча, при нулевой технологии задерживает попадание семян в почву, снижает температуру на поверхности, создавая неблагоприятные условия для прорастания семян сорняков. Отказ от оборота пласта позволяет уменьшать потенциальную засоренность почвы.

Оптимизируется температурный режим почвы

При нулевой технологии из-за мульчирующего слоя почва имеет более низкую температуру летом и более высокую температуру зимой. Стерня удерживает снег от выдувания. Снег, в свою очередь, обеспечивает эффективную термоизоляцию почвы и способен сохранять ее температуру на 10-150С выше. За счет пожнивных остатков уменьшаются колебания почвенной температуры на протяжении суток, это позитивно влияет на поглощение воды и питательных веществ растениями.

Улучшается структура почвы

Все методы механической обработки почвы разрушают ее структуру. При переходе на нулевую технологию происходит восстановление естественной структуры почвы и увеличивается прочность почвенных агрегатов.

Сохраняется популяция дождевых червей и другая почвенная фауна

Вспашка почвы губит среду обитания самого значительного союзника - дождевого червя, в то время как нулевая технология увеличивает его популяцию. Наличие дождевых червей является признаком того, что биологическая компонента почвы возросла и улучшилась. Дождевые черви в большем количестве развиваются в почве, которая обрабатывается по технологии No – till. Полевые наблюдения показали, что для этого необходимо время, — почва должна восстановить свойства, которые она имела в естественных природных условиях.

Улучшаются биологические свойства почвы

При No – till не разрушается среда обитания микроорганизмов и отмечается повышение биологической активности. При использовании этой технологии микроорганизмы не погибают от недостатка питания, что происходит в условиях непокрытой почвы, - они всегда находят органические вещества в поверхностном слое почвы. Более благоприятные условия температуры и влажности почвы при No – till позитивно влияют на почвенную микрофауну. Поэтому при использовании технологии No – till в почве обнаруживается больше членистоногих, больше микроорганизмов (ризобий, бактерий, актиномицетов), и грибных микориз по сравнению с традиционной обработкой (Кемпер, Дерпш 1981; Кронен, 1984; Восс, Сидирас, 1985).

Что касается насекомых-вредителей, то No – till может оказать на их популяцию как негативное, так и позитивное воздействие. Это зависит от вида насекомых-вредителей и от климатических условий. Увеличивается количество и разнообразие перепончатокрылых, пауков, уховерток и ногохвосток. которые под мульчирующим слоем находят более благоприятные условия для размножения В результате развивается множество полезных насекомых-хищников. Это приводит к оптимальному биологическому балансу, где численность насекомых-вредителей эффективно контролируется насекомыми-хищниками.

Увеличивается содержание органических веществ в почве

Растительные остатки накапливаются на поверхности почвы. Под действием бактерий, грибов и других микроорганизмов они, разлагаясь на более простые органические вещества, входят в комплекс органических веществ почвы. При No – till количество органических веществ в верхнем слое почвы достигает наибольших показателей.

При механической обработке слои почвы перемешиваются. При No – till этого не происходит. Органика концентрируется в верхнем слое почвы. Вначале снижается уровень разложения органических веществ, но за 3-5 лет происходит адаптация микроорганизмов к новым условиям, и процесс образования гумуса усиливается.

Почва защищена от эрозии

Первопричиной ветровой эрозии почвы является нарушение защиты ее поверхностного слоя – с ветром уносится верхний разрыхленный слои почвы, на месте плодородной земли образуется безжизненная пустыня. Слабая фильтрация дождевой и талой воды в почву вызывает чрезмерный поверхностный сток - так возникает водная эрозия. Ее результатом является потеря илистой фракции, дисперсной части почвы, питательных веществ, гумуса - почва постепенно теряет плодородие. При эрозии почв увеличиваются затраты на выращивание культур. Это расходы связанные с обработкой почвы и удобрениями. Почвы деградируют вплоть до полной потери плодородия и вывода земель из обработки. No – till сберегает почву от эрозии лучше, чем любая другая технология, придуманная человеком: это и факторы, сохраняющие структуру почвы, и растительные остатки, которые защищают поверхность почвы от разрушения и вымывания

Сохраняется и накапливается почвенная влага

Дополнительная влага в почве повышает урожайность, особенно в сезоны с количеством осадков ниже нормы. Но любая механическая обработка почвы ведет к ее высушиванию. При нулевой технологии механическое воздействие на почву сведено к минимуму и, как результат, испарение влаги из почвы значительно снижается. Влагосберегающую функцию выполняют также стерня и мульча, которые остаются на поле, - они снижают скорость движения ветра у поверхности почвы и тем самым уменьшают высушивание, что особенно важно при засушливом климате. Кроме того, пожнивные остатки способствуют лучшему проникновению воды в почву.

Улучшает инфильтрацию дождевых осадков

Степень инфильтрации зависит от объема пор почвы, а также от видов почв. Так, например, глинистые почвы в отличие от песчаных, пропускают влагу хуже. Если пористость верхних горизонтов почвы мала, инфильтрация дождевой воды будет ограничена, она уйдет с поверхностным стоком и будет потеряна для почвы и растений. Пористость поверхностного слоя почвы может уменьшаться из-за закупоривания пор частицами, которые отделились от почвенных агрегатов под воздействием ударов дождевых капель, или в результате образования непроницаемой корки на поверхности почвы, или из-за уплотнения. Пористость поверхностного слоя почвы сохранится, если почва не подвергалась механическим обработкам и защищена от разрушительного воздействия дождевых капель предварительно созданным защитным покровом из пожнивных остатков предыдущих культур и покровных (промежуточных) культур.

Улучшается экологическая ситуация

Отказ от вспашки и, соответственно, от перемещения пластов почвы смягчает отрицательное экологическое влияние удобрений на окружающую среду. Они не вымываются поверхностным стоком и остаются в почве. Питательные вещества не попадают в водоемы и не накапливаются там, что снижает вероятность цветения воды из-за чрезмерного увеличения количества водорослей в реках, ручьях и озерах.