Система нулевой обработки почвы или «No-Till» технология
«No-Till» технология – это современная модель обработки почвы, при которой грунт 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.
Тем не менее, на практике доказано, что применение «No-Till» технологии позволяет существенно снизить затраты на сельскохозяйственные работы, поскольку при этом методе обработки полей снижаются трудозатраты и экономится значительная часть дорогостоящих ресурсов.
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).
Овсинский предостерегал аграриев от безосновательного применения минеральных удобрений и вполне осознанно отказался от химпрепаратов, создав новую систему нулевой обработки земли, которая в наше время классифицируется как органическая. Полученный опыт автор технологии описал в своей книге «Новая система земледелия», которая затем трижды переиздавалась, поскольку пользовалась значительным спросом среди аграриев.
Позже эксперименты с безотвальным способом обработки земли были 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.
Внедряемый метод не был полностью «нулевым», поскольку земля чаще всего обрабатывалась при помощи «плоскореза» (без переворачивания земельного пласта), потому до сих пор многие аграрии, говоря о «No-Till» технологии, по ошибке подразумевают обычный безотвальный способ обработки почвы, что есть в корне неправильно. Поэтому, прежде, чем начинать внедрение данной технологии, в первую очередь следует внимательно изучить ее основы.
Основным плюсом применения нового метода является то, что грунт (поскольку рыхление почвы не производится) лучше сохраняет влагу, поэтому технология «No-Till» чаще всего применяется в засушливых регионах и на полях со сложным рельефом, где традиционный способ вспашки в принципе невозможен.
В настоящее время на систему нулевой обработки почвы приходится лишь 6,8 процентов всех пашен мира. Технология «No-Till» получила признание и широко распространена в Соединенных Штатах, где используется в основном для борьбы с ветровой эрозией, в Канаде, где применяется для сохранения влаги в степных районах, а также в Бразилии, Аргентине, Парагвае и Австралии. На вышеперечисленные страны приходится примерно девяносто пять процентов всех используемых этим способом площадей. К слову сказать, на европейском континенте методом нулевой обработки почвы обрабатывается лишь три процента пахотных земель.
В чем состоит суть новой технологии
Дословно «No-Till» в переводе с английского языка означает «не пахать».
Аграрии давно знают, что механическая вспашка грунта чаще всего приводит к эрозии почвы, а метод «No-Till» позволяет эту проблему устранить, поскольку он предполагает щадящую обработку земли (целостная, не нарушенная структура грунта является краеугольным камнем и наиболее важным компонентом данной технологии).
При использовании технологии «No-Till» оставшаяся на поле стерня не сжигается и не зарывается в землю, а все органические остатки измельчаются до определенного размера и в виде мульчи равномерно распределяются по полю, поэтому главным требованием при обработке земли данным способом является ее ровная поверхность.
Разбросанная довольно толстым слоем мульча создает на полях мощное защитное покрытие, сохраняя и восстанавливая верхний пласт плодородного грунта, который позволяет сберегать влагу. Мульча также превосходно защищает почву от ветровой эрозии, не дает произрастать сорным травам и содействует образованию активной микрофлоры с обилием микро и макро элементов, которые обеспечивают высокую урожайность культур.
Кроме того, поскольку все пожнивные отходы остаются на поверхности, в почве увеличивается количество гумуса, растет уровень фосфора, восстанавливается плодородие земли, а благодаря тому, что затраты на топливо при использовании системы нулевой обработки значительно снижаются, то соответственно сокращается и количество выбросов углекислого газа в атмосферу. При этом происходит явная экономия ресурсов, поскольку снижаются амортизационные затраты, что безусловно положительно влияет на прибыльность.
Ученые посчитали, что «No-Till» технология позволяет сократить расходы на оплату труда в 1,6 раз, на горюче-смазочные материалы более, чем в 2,2 раза, а на оборудование почти в полтора раза. При этом общая урожайность повышается минимум в три раза, а производственные расходы сокращаются в целом на двенадцать процентов.
Не следует забывать и о таком актуальном на сегодняшний день вопросе как экология, ведь отказ от прямой вспашки значительно уменьшает выбросы вредоносных газов, которые производит сельскохозяйственная техника.
Кроме того, благодаря применению технологии «No-Till» вода в природных источниках, за счет уменьшения общей загрязненности полей, становится значительно чище. При этом из-за снижения уровня углеродистых выделений из грунта, нормализуется баланс атмосферного углерода, и расширяются возможности для предотвращения опустынивания и деградации почвы.
Увы, система «No-Till» имеет и свои недостатки. Она достаточно сложна, поскольку требует высокой квалификации агрономов и строгого соблюдения технологии, которая должна учитывать климатические и погодные условия, особенности почвы, наличие вредителей, прочие факторы. Кроме того, для проведения сельскохозяйственных работ по данной методике необходимо иметь специальное оборудование и машины.
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.
Из недостатков можно отметить и тот факт, что применение системы «No-Till» требует дополнительной биохимической защиты растений, поскольку под мульчей и в верхнем слое почвы скапливается большое количество вредителей и патогенов (грибков, вирусов, бактерий).
Нулевая обработка почвы может также привести к снижению процесса нитрификации аммонийного азота, что, как следствие, влияет на накопление в почве токсичного аммония (в щелочном грунте это аммиак), который может оказаться пагубным для корневой системы культурных растений (особенно в начале вегетационного периода).
В Украине технологию No-till успешно применяют агрофирмы Кировоградской, Тернопольской и Житомирской областей. Руководит процессом заслуженный работник сельского хозяйства Михаил Филиппович Дяченко, имеющий стаж работы агрономом более сорока лет.
С 2006 года его агрофирма начала использовать метод нулевой системы обработки полей, которая сейчас применяется на общей площади около восьми тысяч гектаров. Хозяйство имеет высокую рентабельность, быстро развивается, и имеет лучшие показатели в регионах по выращиванию озимой пшеницы, ячменя, кукурузы, подсолнечника, сои и многолетних трав.
Так что процесс идет. Медленно, тяжело, но существует уже достаточно много примеров, когда украинские фермеры, используя технологию «No-till», получают результаты гораздо выше, чем при традиционном способе обработки земли.
Работать по старинке или выбрать новую технологию?
Так уж случилось, что очень многие современные аграрии воспринимают систему земледелия «No-Till» как технологию для ленивых людей. Мол, а что там делать? Ну, посеял. Ну, убрал. Вот и вся работа.
На самом деле, чтобы получить хороший урожай, применяя технологию «No-Till», аграриям следует изначально хорошенько потрудиться и овладеть методикой, изучить опыт тех, кто работает по технологии не первый год, а затем попытаться адаптировать ее к своим условиям, а это, согласитесь, не так просто.
Как работает технология No till в сельском хозяйстве
No till технология в сельском хозяйстве — методика обработки почвы без вспашки с оставлением стерни на поверхности поля. При этом не применяется традиционная пахота, а почва укрывается мульчей. 
Однако это не просто отказ от вспашки, это технологически сложная модель, которая требует специальных знаний и специалистов с высокой квалификацией, а также особой техники. Получить высокие урожаи хорошего качества можно лишь при использовании системного и комплексного подхода к делу.
Практики и энтузиасты No till доказали, что она дает возможность снизить затраты на сельхозработы, так как значительно уменьшаются трудозатраты и экономятся дорогостоящие ресурсы.
Принцип нулевой технологии No till
В переводе с английского «No till» означает «не пахать». Аграрии поняли давно, что вспашка почвы приводит к ветровой и водной эрозии. Нулевая технология обработки почвы No till позволяет устранить эту проблему. Ведь эта методика подразумевает щадящую обработку грунта. Не нарушенная структура почвы — основа этой системы.
При применении этой системы стерню не сжигают и не заделывают в почву. Оставшиеся органические остатки измельчаются до фракций определённых размеров, превращаются в мульчу и равномерно распределяются по поверхности поля.
Мульча, разложенная по полю, создает мощный пласт, который сохраняет и восстанавливает плодородный слой грунта. При этом почва получает защиту от водной и ветровой эрозии, сорные растения не прорастают. Образуется активная микрофлора с большим количеством микро- и макроэлементов, благодаря которым достигается высокая урожайность культур.
Так как пожнивные остатки накапливаются на поверхности поля, в грунте постепенно образуется большое количество гумуса, накапливается биодоступный фосфор. Так восстанавливается и растет плодородие.
Горюче-смазочные материалы уже не нужны в таком количестве, снижаются затраты на их приобретение. Поэтому уменьшается выброс углекислого газа и других продуктов горения топлива в атмосферу. Происходит значительная экономия ресурсов из-за снижения затрат на амортизацию, что существенно увеличивает прибыль предприятия.
Достоинства и недостатки
Аграрии рассчитали, что No till:
уменьшает расходы на оплату труда в 1,6 раз;
экономит горюче-смазочные материалы в 2,2 раза;
экономит на стоимости оборудования в 1,5 раза;
повышает урожайность в 3 раза;
снижает производственные расходы на 12%.
Технология No till сильно влияет на улучшение экологической обстановки из-за уменьшения вредных выбросов в атмосферу, которые образуются при работе сельскохозяйственной техники. Вода в реках и озерах становится чище из-за уменьшения загрязненности полей.
Происходит снижение выделения углеродистых соединений из грунта, что нормализует баланс углерода в атмосфере и предотвращает деградацию почв.
К минусам системы No till относят следующие моменты:
необходима высокая квалификация агрономов;
обязательно чёткое соблюдение технологии;
необходимость учитывать климат и погоду в регионе;
необходимость брать во внимание особенности почвы;
наличие вредителей и другие факторы.
Помимо этого, для работы необходима специальная техника.
Мифы технологии No till
Уменьшение урожайности
Многие аграрии из-за недостатка опыта и знаний считают, что при этой технологии уменьшается урожайность культур. Однако это не так. No till способствует накоплению в почве гумуса, микро- и макроэлементов, увеличивается биологическая активность. Культуры дают больший урожай.
Накапливаются болезни и вредители
Природа создаёт сбалансированные биологические системы, которые сами регулируют численность популяций насекомых или микроорганизмов. Никаких вспышек нашествия вредителей и болезней при No till не происходит.
Необходима полная замена парка техники
Это миф. Понадобится только оригинальная сеялка для No till технологии. Это единственное изменение техники для использования такой методики.
Инновация включает в себя прямой посев плюс соблюдение всех остальных требований и принципов системы. Здесь исключены междурядные обработки, дискование и культивация.
No-till, Strip-till или Mini-till: что лучше для экологии и продуктивнее для агрария?
Глобальное потепление — самая актуальная на сегодня экологическая проблема, которая заставляет человечество глубоко изучать ее причины и последствия, чтобы выстраивать эффективные пути предотвращения деградации биосферы. Климатические изменения происходят слишком быстро, последствия этих изменений проявляются в высыхании источников, ручьев, рек и озер, снижении плодородия почв. Конечно, не в природе человека пассивно наблюдать за этими изменениями. Поэтому человечество совершенствует старые и нарабатывает новые технологии, которые по меньшей мере стабилизировали бы и улучшали экологическую ситуацию. В процессе поиска нового очень важно не отвергать фундаментальные истины, на которых базируется стабильность биосферы.
Почва: спасательная операция
Для обеспечения экономического развития и продовольственной безопасности человечества исключительно большое значение имеет плодородие почв. Глобальное потепление оказывает непосредственное влияние на количество осадков, влагообеспечение почв, рост и развитие растений, продуктивность сельскохозяйственных угодий. Вследствие засухи участились случаи снижения урожайности сельскохозяйственных культур, наблюдаются рост себестоимости продукции и снижение рентабельности производства. Именно поэтому аграрии особенно остро ощущают проблему обезвоживания почвы.
Ученые и практики-аграрии понимают, насколько важно своевременно и эффективно реагировать на климатические изменения с целью предотвращения деградации земель сельскохозяйственного назначения. Происходят регулярные встречи, обмен отечественным и мировым опытом сохранения и улучшения плодородия почв.
Бесспорно, среди основных адаптационных мероприятий, направленных на снижение негативного воздействия засух, является внедрение и распространение влагосодержащих технологий обработки почвы.
Многие считают, что в современных условиях не имеет перспектив многовековой опыт использования плуга в системе основной обработки почвы. Сегодня во многих странах мира популяризируют и внедряют в производство новые, «более эффективные, обнадеживающие, влагосберегающие» технологии земледелия: No-Till, Strip-Till, Mini-Till.
Благодаря использованию этих систем фермеры рассчитывают экономить средства на горюче-смазочных материалах, трудовых и материальных ресурсах и получать стабильные урожаи независимо от погодных условий.
Коротко о сути новых технологий обработки почвы
No-Till технология — это не только отказ от вспашки, а сложная система нулевой обработки почвы, предусматривающая сохранение целостной, нетронутой структуры, оставление на поле стерни и мульчи из измельченных растительных остатков, прямой посев в прорезанные сеялкой борозды. Мульча уменьшает испарение влаги, защищает почву от эрозии, восстанавливает ее плодородие, предотвращает опустынивание и деградацию почвы. Наиболее распространена технология No-Till в США, Канаде, Бразилии, Аргентине, Парагвае и в Австралии. В целом в мире по этой технологии обрабатывается 6,8%, а в Европе — до 3% пашни.
Strip-Till технология предусматривает обработку почвы одновременно с посевом на глубину до 15 см исключительно в зоне ряда, а междурядья вместе со стерней и мульчей из измельченных остатков растения-предшественника остаются нетронутыми. Эта технология позволяет примерно на 80% уменьшить расход топлива и обеспечивает сохранение влаги в почве.
Mini-Till технология предусматривает:
а) измельчение растительных остатков комбайнами одновременно с уборкой урожая;
б) лущение стерни сразу после уборки предшественника на глубину 6-8 см;
в) осеннюю обработку дисковыми боронами на глубину 15-18 см;
г) один раз в три года глубокое рыхление почвы на глубину 35-40 см.
Применение Mini-Till технологии позволяет уменьшить затраты средств и ресурсов на обработку почвы, обеспечить близкую к естественной ее структуру, уменьшить потери почвенной влаги.
Есть мнение, что опытные аграрии наиболее эффективным считают поочередное применение No-Till, Strip-Till и Mini-Till технологий.
Чтобы понять, как влияет на интенсивность поверхностного стока технология обработки почвы, нужно вспомнить основы почвоведения (грунтологии). Без понимания природы засушливых явлений, закономерностей их формирования невозможно выбрать эффективную систему земледелия, которая позволила бы не только минимизировать негативные последствия, но и предотвращать засухи. Очевидной в связи с этим становится необходимость оптимизации поверхностного и грунтового стока воды. Водный режим является ключевым фактором, лимитирующим плодородие почв и урожайность сельскохозяйственных культур. Водный режим характеризуется водопроницаемостью почвы, то есть ее способностью впитывать и пропускать через себя воду.
Водопроницаемость структурной почвы с некапиллярной пористостью 55-65% и скважностью аэрации 15-25% превышает 1 мм/мин, есть и другие данные, что она близка к показателю в 100-150 мм в первый час после начала осадков. Именно поэтому определение пористости и водопроницаемости почвы практически всегда должны оставаться основным тестом для объективной оценки технологии обработки во всех почвенно-климатических зонах на всех материках. Другим способом избежать ошибок и проблем в земледелии невозможно.
В современных условиях очень важна гармония экологии и производительности
Чтобы убедиться в этом, сделаем краткий экскурс в тему «Круговорот воды в природе». Этот процесс начинается с наполнения атмосферы влагой, которая испаряется с поверхности Мирового океана и суши. Водяной пар охлаждается в верхних слоях атмосферы, конденсируется и возвращается на землю в виде дождя или снега.
Различают малый и большой круговорот воды. Малый круговорот характеризуется испарением воды с поверхности океана и конденсацией водяных паров в форме осадков на поверхность океана. Малый внутриматериковый круговорот воды происходит в результате испарения воды с поверхности суши, конденсации ее в атмосфере и возвращении с осадками на сушу. Большой круговорот подразумевает испарение воды с поверхности Мирового океана, перемещение водяного пара в атмосферу над сушей, где происходит конденсация и выпадение осадков на материковую поверхность.
Малый и большой круговороты воды происходят непрерывно и тесно связаны между собой. Внутриматериковый круговорот воды тоже включается в большой круговорот, перенося водяной пар воздушными течениями с суши в океан. Установлено, что годовое количество осадков примерно в 40 раз превышает количество воды в атмосфере. Это означает, что каждые 9 дней вода в атмосфере полностью обновляется. Значительная часть дождевых и талых вод поглощается почвой, биосферой, идет на транспирацию растений и испарение. Другая часть, которая не успела просочиться в почву, стекает с поверхности в низины, водоемы и дальше в океан. Очевидно, что испарение воды с поверхности океана является более стабильным, чем с материковой поверхности, поэтому в атмосфере над сушей меньшее количество водяного пара, соответственно, возрастает интенсивность солнечной радиации и нагрева земли. Вот почему очень важно минимизировать поверхностный сток воды. Каждая тучка в летнюю жару отдаляет от нас глобальное потепление.
Поверхностный сток — это только часть материкового стока. Постоянное пополнение реки получают благодаря устойчивому питанию подземными водами, которые просачиваются через почву и толщу осадочных пород. Поверхностный сток воды скоротечный, кратковременный, поэтому он только усугубляет проблему дефицита влаги, создает ситуацию, при которой говорить о накоплении, сохранении и рациональном использовании почвенной влаги просто нелогично. Нет никакого сомнения в том, что усиление поверхностного и уменьшение почвенного стока способствует непродуктивным потерям воды, высыханию территорий и водоемов на них.
Разработка и освоение инновационных систем земледелия в первую очередь должны быть связаны с обеспечением экологических функций почв, то есть накоплением влаги, регулированием процессов влагообмена, газообмена, теплообмена.
Очевидно, этих аргументов достаточно для принятия правильных решений при выборе технологии обработки почвы.
Как в связи с этим относиться к классической вспашке?
Вне всякого сомнения, вспашка сведет к минимуму поверхностный сток воды и будет способствовать максимальному накоплению почвенной влаги, наполнению водой рек.
Инновационные No-Till, Strip-Till технологии из-за достаточно высокой плотности и низкой водопроницаемости почвы не могут минимизировать поверхностный сток воды и оптимизировать водный режим почвы.
Надежды на то, что наполнение влагой пахотного слоя состоится путем поднятия по капиллярам почвенной влаги из нижних слоев почвы, слишком мало. Поскольку много лет наблюдается разрыв сухим профилем верхнего и нижнего (подпахотного), не всегда достаточно увлажненных, слоев почвы. А как же с пористостью почвы? Пористость важна и в том аспекте, что почва является средой для развития корневой системы растений. От того, насколько эта среда плотная, зависит уровень раскрытия потенциала продуктивности растений.
Mini-Till технология с обязательным глубоким рыхлением почвы на глубину 35-40 см с частотой один раз в три года и чередуемая со вспашкой обеспечат накопление влаги в осенне-зимний период и максимальное ее сохранения весной и летом.
Обязательными элементами современной технологии должны быть :
а) измельчение растительных остатков во время сбора урожая (сжигание их — это экологическая катастрофа);
б) выгрузка собранного урожая с комбайнов на краю поля и полное исключение заездов тяжелой техники на поле;
в) лущения стерни на глубину 6-8 см в день освобождения поля от предшественника.
Лущение стерни не только улучшит влагоемкость и водопроницаемость почвы, но и предотвратит непродуктивное испарение воды с поверхности через поры, щели и капилляры. На своевременно и качественно обработанном поле почва не пересыхает, накапливает влагу летних и осенних осадков, обеспечивает высокое качество вспашки. На полях, где лущения стерни проводилось с опозданием или не проводилось вообще, проводить вспашку в летние месяцы практически невозможно из-за пересыхания почвы — плуг выворачивает большие, сцементированные, пересушенные глыбы. В таком случае следует запомнить, что лущения стерни — это очень важный элемент технологии, пренебрегать которым недопустимо, а со вспашкой можно подождать до первых дождей ранней осенью.
Экологизация обработки почвы заключается не в том, чтобы ее не трогать, а в том, чтобы не ограничивать ее жизненно важные функции, характеризуемые одним словом — плодородие. Без обеспечения расширенного восстановления плодородия почв аграрный бизнес загоняет себя в тупик.
Экологизация обработки актуальна не только сегодня, она останется актуальной навсегда, поскольку поверхность суши занимает 29,2% поверхности Земли. И от того, как эта территория включена в малый и большой круговорот воды (содержание воды этой поверхностью, испарения с нее воды), зависит качество окружающей среды, ее способность обеспечивать сегодняшние и будущие потребности человечества.
Конечно, система земледелия не исчерпывается одной лишь обработкой почвы. В современном экологическом аспекте следует рассматривать и другие разделы земледелия, но это уже не тема для одной статьи.
