Рекомендации по Система No – till (нулевая обработка)

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.

5. Экономическая эффективность выращивания сельскохозяйственных культур в зависимости от применяемых технологий

Показатели	Един. Измер.	Подсолнечник	Горох	Яровой ячмень
I*	II	III	I*	II	III	I*	II	III
Средний уровень Мировых цен	S/га	250	250	250	120	120	120	96	96	96
Затраты	S/га	207	171	153	309	285	264	244	195	151
Урожайность	Ц/га	19,8	21,0	20,7	37,9	36,8	35,8	45,0	43,0	41,0
Рентабельность	%	139	207	226	50	55	67	77	112	161

*Примечание: I – Традиционная (Standart); II – Минимальная (Mini – till); III – Нулевая (No – till)

- традиционной (Standart) – основанной на отвальной обработке почвы с помощью плуга;

- минимальной (Mini – till) – основанной на поверхностной технологии обработки почвы на глубину 5-7 см;

- нулевой (No – till) – основанной на прямом посеве, полном отказе от механической обработки почвы

Различные сельскохозяйственные культуры имеют разные показатели экономической эффективности. Поэтому, мы приводим ориентировочные экономические показатели для кормового и зернового севооборотов (табл. 6 и 7).

6. Экономика кормового севооборота на 10000 га.

№ П/п	Культура	Площадь поля, га	Доход с 1 га, S	Затраты на 1 га, S	Доход от культуры, S	Затраты на культуру, S
1	Люцерна	833	628	659	523 312,4	549 144,7
2	Люцерна	833	628	376	523 312,4	313 320,8
3	Люцерна	833	326	170	271 655,8	141 661
4	Озимая пшеница	833	720	369	599 976	307 487,7
5	Озимый рапс	833	720	392	599 976	326 653,6
6	Озимая пшеница	833	720	369	599 976	307 487,7
7	Кукуруза на зерно	833	630	479	524 979	399 150,7
8	Соя	833	480	294	399 984	244 990,2
9	Кукуруза на зерно	833	630	479	524 979	399 150,7
10	Кукуруза МВС	833	691	447	575 810,3	372 485,1
11	Горох	833	480	360	399 984	299 988
12	Озимая пшеница	833	720	369	599 976	307 487,7
	Всего	10000			6 143 921	969 008
	Затраты на 1 га, S					396,9
	Доход на 1 га, S					614,4
	Прибыль с 1 га, S					217,5
	Рентабельность, %					54,8

7. Экономика кормового севооборота на 10000 га.

№ П/п	Культура	Площадь поля, га	Доход с 1 га, S	Затраты на 1 га, S	Доход от культуры, S	Затраты на культуру, S
1	Озимый рапс	1000	720	392	720 000	392 000
2	Озимая пшеница	1000	720	369	720 000	369 000
3	Кукуруза на зерно	1000	630	479	630 000	479 000
4	Кукуруза на зерно	1000	630	479	630 000	479 000
5	Соя	1000	480	294	480 000	294 000
6	Яровой ячмень	1000	480	357	480 000	357 000
7	Озимый рапс	1000	720	392	720 000	392 000
8	Озимая пшеница	1000	720	369	720 000	369 000
9	Горох	1000	480	360	480 000	360 000
10	Озимая пшеница	1000	720	369	720 000	369 000
	Всего	10000			6 300 000	3 860 000
	Затраты на 1 га, S					386,0
	Доход на 1 га, S					630,0
	Прибыль с 1 га, S					244,0
	Рентабельность, %					63,2

Рекомендуемая литература

1. Агрокультура. «Агро-Союз». – 2006. – 38 с.

2. Ален Х. П. Прямой посев и минимальная обработка почвы /Пер. с анг. М. Ф. Пушкарева. – М.:Агропромиздат.-1985, - 2008 с.

• < Назад
• Вперёд >