По мнению агрономов, первым и самым главным минусом традиционной технологии, в отличие от нулевой является эрозия почвы. При классической технологии, с условием, что верхний слой не покрывается растительными остатками, ветер выдувает этот слой почвы, а обильные дожди и талые воды, вымывают почти весь плодородный слой почвы. При нулевой технологии ветровая и водная эрозия либо вообще отсутствует, либо сводится к минимуму, это происходит из-за того что растительные остатки уменьшает скорость потока воды на поверхности почвы. Причем чем больше растительных остатков на поверхности, тем ниже скорость потока воды и плюс, растительные остатки, вместе со стерней позволяют уменьшить скорость ветра над почвой, а корневая система от предыдущих культур скрепляет частички почвы как арматура в бетоне и тем самым уменьшает ветровую эрозию до минимума
Потеря органических веществ в почве является вторым недостатком традиционной технологии в отличие от «нулевой технологии». При механической обработке почвы разрушаются крупные агрегаты органического вещества, обнажая те фракции, которые раньше были недоступны почвенным микроорганизмам, при этом, минерализуя эти мелкие почвенные агрегаты. Микроорганизмы выделяют в почву азот, фосфор, калий, серу, и они становятся доступными для корневой системы, а так же углерод, который при высвобождении, соединяется в почве с кислородом, образуя углекислый газ. А углекислый газ улетучивается с поверхности почвы в атмосферу, улавливаясь листовыми аппаратами растений, что способствует увеличению урожая. Так же при обработке почвы аэрация почвы улучшается, увеличивая скорость минерализации. При не покрытии почвы растительными остатками почва нагревается, что так же способствует скорости минерализации органических веществ.
Сравнивая урожай, который получается при традиционной технологии с урожаем при «нулевой технологии», вторая технология всегда в проигрыше. Чтобы понять всю пагубность традиционной технологии с обработкой почвы, нужно разобрать, что же такое органическое вещество. Органическое вещество состоит из активной фракции (остатков растений, животных микроорганизмов); лабильных органических веществ, являющихся полезными для растений; а так же гумуса, который не участвует в питании растений, но создает хорошие условия для их роста.
Чтобы лучше понять эту проблему нужно разобрать главные функции лабильного вещества в почве:
- Продукционная (лабильное органическое вещество в почве, является источником питания, как и для самих растений, так и для почвенных микроорганизмов)
- Катионный обмен (лабильное органическое вещество в почве удерживает положительно заряженные ионы таких элементов питания, как кальций, магний, калий, микроэлементы и так далее)
- Защитная (лабильное органическое вещество, соединяет в почве тяжелые металлы с алюминием и марганцем, подавляя с их помощью рост растения, а так же связывает в почве пестициды и отвечает за параметры, характеризующие физические свойства почвы, оно склеивает мелкие частички почвы в водопрочные структурные агрегаты, позволяя почве больше впитывать воды)
В здоровых почвах присутствует баланс между лабильным органическим веществом и гумусом. Чтобы определить, находится ли почва в равновесном балансе, агрономы советуют проследить изменения в динамике содержания гумуса в почве. Если по результатам почвенного анализа с каждым разом содержание гумуса уменьшается, то это значит, что почвенным микроорганизмам не хватает лабильного органического вещества и они начинают потреблять гумус. А если динамика хорошая, то в скором времени почва достигнет баланса.
При переходе с традиционной технологии на нулевую обработку почвы, лабильное органическое вещество очень быстро восстанавливается в первые 5 лет, после скорость восстановления уменьшается и через время приходит к балансу. Это можно наблюдать на рисунке 1.
По графику видно, что первые пять лет, скорость восстановления углерода в почве была максимальной, после шести лет опыта, скорость увеличения углерода в почве снизилась до минимума.
На рисунке 2 можно проследить динамику изменения содержания гумуса в почвах Башкирии. Агрономы утверждают, что такая же ситуация с содержанием гумуса в почве наблюдается в каждом регионе, где используют традиционную технологию в большей степени, чем нулевую.
Если же у вас снижается содержание органического вещества в почве при работе по традиционной технологии, но вы все равно не хотите переходить на нулевую технологию, агрономы рекомендуют:
- Не вывозить солому с поля
- Вносить дополнительную органику в виде навоза
- Сократить долю паров в севообороте до минимума, лучше всего черные пары заменить на сидеральные
- Сеять покровные культуры между товарными культурами в севообороте.
Третьим недостатком традиционной технологии в сравнении с нулевой, агрономы назвали высокую затратную часть. При переходе на нулевую технологию снижаются затраты горюче — смазочных материалов, потому что солярка нужна только при посеве и при уборке урожая. Так же снижаются расходы на зарплату работникам. В хозяйствах, которые уже давно перешли на нулевую технологию средняя нагрузка на механизатора от пяти ста гектар до двух с половиной тысяч гектар. Так же нужны большие затраты на парк техники. А при нулевой технологии парк техники очень маленький (опрыскиватель, комбайн и сеялка) поэтому соответственно на ремонт этой техники будет уходить мало денег.
Следующей затратной частью в традиционной технологии являются пары. Если посчитать все затраты на горюче – смазочные материалы, на ремонт техники, зарплату работникам, пестициды, арендные платежи за землю, при условии, что она у вас не в собственности, то это будет свыше четырех тысяч рублей на гектар. Так же пары плохо влияют на почвенную биоту, минерализуют гумус от двух с половиной до трех тонн и такие поля очень сильно подвержены водной и ветровой эрозии.
Затраты добавляемые при нулевой технологии:
Покупка новой сеялки. Для нулевой технологии сеялки на порядок дороже, чем для традиционной технологии. Но сейчас ситуация немного меняется из-за появления отечественных сеялок по доступным ценам.
Обработка полей гербицидами сплошного действия. Очень сильно эта затратная часть увеличивается в переходный период в первые три – пять лет. Так как семена сорняков, которые раньше закапывали при традиционной технологии, начинают прорастать в это время. Из этого так же следует повышенное внимание к гербицидам. Поэтому если вы понимаете, что у вас гербициды плохо справляются со своей задачей, то в этом случае нужно задуматься о переходе на более эффективные аппараты, так как недостатки гербицидной обработки при нулевой технологии вы уже не сможете исправить с помощью обработки почвы.
Потеря влаги из почвы.
Чем глубже вы обрабатываете почву, тем больше теряется влаги из обработанного слоя. Почва, не покрытая растительными остатками, будет подвержена бомбардировками каплями дождя. Потому что структура верхнего слоя будет разрушаться и более крупные агрегаты будут разрушаться на более мелких. Эти мелкие агрегаты будут закупоривать проходы, с помощью которых влага попадала в низ, а не впитавшаяся влага образует лужи на поверхности, которые очень быстро будут уходить обратно в атмосферу.
Если структура верхнего слоя не нарушена и почва покрыта растительными остаткам, то они будут гасить скорость капли и влага по капиллярам, которые остались после корневой системы предыдущих культур и дождевых червей, будет уходить в глубокие слои и там накапливаться, помимо дождя необходимо накапливать и снег. Самым лучшим решением будет уборка очесывающими жатками. Очес помогает максимально эффективно удержать снег, если же очесывающих жаток нет, то высота среза растений при уборке должна быть максимальной.
Помимо накопления влаги в почве возникает вопрос: Как же удержать влагу в почве?
На испарение влаги из почвы влияет три фактора:
- Температура почвы. Чем она выше, тем быстрее влага испаряется
- Скорость ветра над поверхностью почвы. Чем выше скорость ветра, тем быстрее теряется влага из почвы.
- Температура воздуха и его влажность. Чем более влажный воздух, тем медленнее уходит влага из почвы. Чем выше температура воздуха, тем больше его способность удерживать влагу.
На первые два фактора можно повлиять с помощью мульчи из соломы. Так как солома не дает почве нагреться до сильной температуры и вместе со стерней снижает скорость ветра над поверхностью почвы до минимума. Слой из растительных остатков влияет лишь на скорость испарения влаги из почвы. Если от момента выпадения осадков прошло большое количество времени, то почва будет терять такое же количество влаги, что и при отсутствии защитного слоя из соломы.
Рис. 3. Пример влияния растительных остатков на испарение из почвы по сравнению с непокрытой почвой.
На графике показана скорость потери влаги из почвы, покрытой растительными остатками и не покрытой. При традиционной технологии при выпадении осадков, влага полностью испаряется на пятый день. Почва, которая накрыта растительными остатками, теряет влагу на тринадцатый – четырнадцатый день. Этот график объясняет, почему при нулевой технологии, корневое питание в виде минеральных удобрений, и листовые подкормки будут работать лучше, чем при традиционной технологии.
Следующим недостатком является подавление почвенной биоты. Микроорганизмы в почве проявляют наибольшую активность при температуре почвы от 25 до 35 градусов. Допустимый температурный диапазон от 5 до 40 градусов. Водородный показатель почвы от 5,5 до 7,5. Влажность почвы от 50 до 70%. Если эти параметры колеблются в любую сторону, то почвенная биота, либо снижает свою активность, либо уходит в состояние полного покоя, дожидаясь пока в почве не создадутся благоприятные условия.
При традиционной технологии, почва нагревается до 70 – 80 градусов, это плохо сказывается на почвенной биоте. При нулевой технологии слой из соломы отражает солнечные лучи не позволяя почве нагреться до высоких температур, в которой микроорганизмы уходят в состояние покоя. О том, что влага при нулевой технологии уходит медленнее чем при традиционной говорилось выше в тексте, поэтому в засушливых условиях активность в почве микроорганизмов будет выше чем, при традиционной технологии.
Помимо рассмотренных выше условий, микроорганизмы так же нуждаются в определенной пористости почвы. Что можно видеть на рисунке 4. При обработке почвы, система этих пор разрушается и страдают как сами растения, так и почвенная пора. Так же обработка почвы будет снижать колонию микоризы в почве, которая выполняет очень важные функции для растений.
Микориза повышает обеспечение растений фосфором, цинком, медью и кальцием. Так же она подавляет в почве численность патогенной микрофлоры, увеличивает поглощающую способность корней, поэтому засушливый период растения переносят с минимальными потерями по урожаю. Микориза в почву выделяет биологический клей – грамолин, который устойчив к бактериальному разложению, и он не растворим в воде. Он склеивает минералы и органическое вещество в водосточные структуры, которые будут улучшать аэрацию почвы, уменьшать плотность почвы, лучше впитывать влагу и так далее.
Влияние разнообразия культур в севообороте и покровные культуры.
Помимо органического вещества почвы, микроорганизмы питаются корневыми выделениями растений. Причем одна культура через корень будет иметь один вид микроорганизмов, другая культура – другой вид микроорганизмов. Чем более разнообразен видовой состав произрастающих на поле растений, тем в почве будет более разнообразный состав микроорганизмов. В такой почве наблюдается баланс между плохими и хорошими микроорганизмами. Но так, как мы в основном выращиваем монокультуру, то один вид микроорганизмов будет увеличивать свою численность, а другие будут уменьшать свою численность, так как они не питаются корневыми выделениями этого растения.
Если через год посеять ту же самую культуру, то происходит еще большее увеличение популяции микроорганизмов питающихся этими корневыми выделениями и еще больше будет появляться, а так же вырастит численность тех микроорганизмов, которые не питаются корневыми выделениями. Место, которое занимали раньше микроорганизмы, начинают занимать, патогенны культуры. Это проявляется в виде корневых и листовых болезней. Сейчас ситуация начала налаживаться, потому что сторонники нулевой обработки на одном поле выращивают лен с пшеницей, кукурузу с соей, рапс с горохом, так же стали популярны бинарные посевы Зеленского.
Что же позволяет увеличивать разнообразие микроорганизмов в почве?
- Выстраивание севооборота с разнообразным количеством культур.
- Введение в севооборот покровных культур. Чем больше культур будет смешено, тем больше видов можно будет накормить с помощью корневых выделений.
Следующей проблемой, с которой сталкивается традиционная технология, является нехватка кадров. Эта проблема является общемировой и с каждым годом только растет. А в боле развитых странах еще добавляется дорогая рабочая сила. Так как заработная плата механизатора в Германии по сравнению с заработной платой механизатора в Казахстане, России и Украине намного отличается, причем в большую сторону. При переходе с традиционной технологии на нулевую обработку, за счет уменьшения количества техники уменьшается количество работающего персонала. Переход на нулевую обработку позволит частично решить эту проблему.
Еще одной проблемой традиционной технологии является переуплотнение почвы. В традиционной технологии эту проблему решают с помощью пахоты, что приводит к эрозии почвы, дополнительным расходам на горюче смазочные материалы, ремонту техники, потере влаги из почвы и так далее. В нулевой технологии производители сельскохозяйственных товаров, решают эту проблему с помощью:
- Выстраивания правильного севооборота, чередование мочковатой стержневой системы.
- Контроля движения техники по полю. На примере Австралии, где вся техника, а именно опрыскиватель, сеялка, комбайн, ходят по одной и той же технологической колеи. При этом, переуплотняется только 15% от всей площади поля
- Введения в севооборот покровных культур.
Следующая проблема традиционной технологии заключается в потере углерода из почвы в виде углекислого газа.
Главные ошибки, которые совершают производители сельскохозяйственной продукции при переходе с традиционной технологии на нулевую.
Агрономы советуют найти в своем регионе тех, кто давно занимается нулевой технологией и которые могут поделиться информацией. Такие люди являются очень ценным ресурсом в плане практических знаний, они могут рассказать о своих ошибках, о том какие сеялки лучше покупать, о своем севообороте, как правильно работать с гербицидами сплошного действия и так далее. Так же можно изучить информацию в интернете посвященную этой технологии, либо читать статьи зарубежных ученых на английском языке, с помощью переводчика.
Так же агрономы рекомендуют сделать анализ почвы всех своих полей, чтобы узнать водородный показатель в почве, наличие фосфора и калия. Водородный показатель нужно поднять до отметки 5,5 – 7,5. С помощью минеральных удобрений нужно поднять содержание фосфора до средней отметки, а калия до высокой. При наличии на полях саланцевых пятен, нужно убрать их с помощью гипсования.
Следующим советом агрономов является, выделение поля для экспериментов. Изначально выровняв его и пройдясь глубокорыхлителем. Первые пару лет лучше всего сажать зерновые культуры, такие как: пшеница, рожь. Это делается для накопления большего слоя соломы. Глубокорыхлитель не даст за эти два года почве переуплотняться. После прошествии двух лет на это поле можно выводить правильный севооборот с чередованием мочковатых стержневых корневых систем и так далее. Можно на этом поле оставить небольшой участок и обрабатывать его по классике, это способствует установлению на одном поле двух систем, чтобы сравнивать урожайность, плотность почвы, водородный показатель почвы, содержание доступных микро и макро элементов. Обязательно нужно сравнить, сколько влаги в метровом слое содержится до посева культуры и сколько, после посева. Так же на этом поле можно попробовать разные составы по покровным культурам, и выбрать более подходящий. Только после этого, можно постепенно переводить все поля на нулевую технологию.
Так же агрономы рекомендуют проводить менеджмент пожнивных остатков. Количество соломы будет зависеть от климатической зоны и от гранулометрического состава почвы. В зонах с холодным климатом, слой из пожнивных остатков должен быть минимальным, чтобы почва успевала прогреться, и всходы появлялись без опозданий. В климатических зонах с более жарким климатом слой из соломы должен быть максимальный. На легких песчаных почвах слой из соломы должен быть максимальным (около 2,5 -3х тонн на гектар), на тяжелых почвах слой должен быть минимальным (около 1 — 1,5 тонн на гектар), средних почвах по гранулометрическому составу (около 1,5 – 2х тонн на гектар)
Последним советом Агрономов является максимальное вычищение полей от сорняков перед переходом на нулевую технологию. Так первые три — пять лет будут наименее болезненными с точки зрения борьбы с сорняками. После переходного периода, соломенный слой уже сам будет препятствовать прорастанию сорняков, снижая при этом гербицидную нагрузку.
Ошибки производителей сельскохозяйственной продукции при переходе с традиционной технологии на нулевую:
- Неправильно выстроенный севооборот. Выстраивание севооборота – это очень сложный процесс, поэтому прежде, чем переходить на нулевую технологию, нужно подробно изучить всю информацию о построении правильного севооборота.
- Неравномерное распределение пожнивных остатков на поверхности почвы, при уборке. Пожнивные остатки должны равномерно распределяться на ширину жатки. Валки которые остаются после уборки, при посеве следующей культуры будут заминаться в семенное ложе и плохо сказываться на урожае.
- Мелкое измельчение растительных остатков. Они будут вдавливаться в семенное ложе, а при минерализации будут выделять в почву токсины, которые будут мешать росту культурного растения.
- Высота среза при уборке. Высота среза должна быть максимальной, потому что высокая стерня помогает максимально снизить скорость ветра над поверхностью почвы, накопить больше снега зимой и снизить расходы на солярку при уборке.
- Ранний посев. Притом, что почва еще не подошла, происходит накатка глубоких колей. Почва в этих местах очень сильно переуплотняется, сеялка забивается, борозда не качественно закрывается, происходит быстрая потеря влаги и так далее. При переходе на нулевую технологию нужно быть готовым к позднему посеву.
- Езда грузовиков по полю во время уборки.
- Работа глифосатом после посева. Очень часто фермеры работают гербицидом сплошного действия после посева до появления всходов культуру. Но чем позже использовать глифосат, тем больше сорняков исчезнет. Сорняки из почвы вытягивают, как питание, так и влагу, и при разложении корней сорняков, в почву будут выделяться токсины, которые будут подавлять рост культурных растений. Так же не маловажным является то, что в обработку глифосатом, может вмешаться природный фактор (осадки, высокая скорость ветра) при которых просто не представится возможным зайти в поле. Вегетацию сорняков или покровных культур следует останавливать, как минимум за три дня до посева. А чтобы избавиться от эффекта аллелопатии при разложении корневой системы, то следует останавливать за неделю или даже полторы.
- Отказ от использования минеральных удобрений. В первые три –пять лет происходит перестроение почвенной биоты, численность ее увеличивается и для своего роста микроорганизмы забирают из почвы Азот, такое явление называется иммобилизация азота. Именно поэтому в переходный период нужно вносить азота на 30-50% больше, чем это происходило до перехода на нулевую технологию при традиционной технологии. После переходного периода норму внесения удобрений можно сокращать. После 10-15 лет применения нулевой технологии можно либо отказаться от применения минеральных удобрений, либо свести к минимуму.
- Способ внесения минеральных удобрений. Агрономы рекомендуют при нулевой технологии не разбрасывать удобрения по поверхности почвы. Потому что при разбрасывании удобрений по поверхности почвы, азота больше достается микроорганизмам, которые находятся на поверхности и минерализация пожнивных остатков начинает увеличиваться, то есть защитный слой из соломы уменьшается. Агрономы считают, что лучшим решением будет вносить азотные минеральные удобрения дисковой сеялкой при их сыпучести, либо ликвилайзером, если удобрения находятся в жидком виде.
