Теоретические предпосылки беспахотного ресурсосберегающего земледелия

Из наз­ва­ния этой груп­пы тех­но­логий ме­хани­зиро­ван­но­го воз­де­лыва­ния сельско­хозяйствен­ных культур вид­но, что их ре­али­зация нап­равле­на на сок­ра­щение зат­рат всех ви­дов ре­сур­сов: поч­венной вла­ги, гу­муса, чис­ла ис­пользу­емых ма­шин, ди­зельно­го топ­ли­ва, удоб­ре­ний, средств за­щиты рас­те­ний, тру­да. При ана­лизе струк­ту­ры зат­рат на воз­де­лыва­ние сельско­зяйствен­ных культур вид­но, что 65…70 % де­неж­ных средств тра­тит­ся на об­ра­бот­ку поч­вы, по­это­му на эко­номию имен­но по этой статье в пер­вую оче­редь нап­равле­на ре­сур­сосбе­рега­ющая тех­но­логия.

Ос­но­вопо­лож­ни­ком ре­сур­сосбе­рега­ющей тех­но­логии яв­ля­ет­ся наш со­оте­чес­твен­ник, уче­ный-аг­ро­ном И. Е. Ов­син­ский, опуб­ли­ковав­ший в да­леком 1895 г. мо­ног­ра­фию с ре­зульта­тами сво­их ис­сле­дова­ний «Но­вая сис­те­ма зем­ле­делия». В сво­ей ра­боте он убе­дительно по­казал, что ес­ли от­ка­заться от па­хоты, об­ра­баты­вать поч­ву на глу­бину только 5…6 см, то на гра­нице меж­ду об­ра­ботан­ным и не­об­ра­ботан­ным (бо­лее хо­лод­ным) сло­ями поч­вы про­ис­хо­дит кон­денси­рова­ние вла­ги воз­ду­ха (тог­да он пи­сал «вы­паде­ние днев­ной под­земной ро­сы»). Та­ким об­ра­зом, на каж­дый гек­тар поч­вы при­носит­ся до 16000 л вла­ги из воз­ду­ха, а вмес­те с ней — по 60 кг рас­тво­рен­но­го азо­та. Ес­ли только та­ким об­ра­зом об­ра­баты­вать поч­ву, то рас­те­ни­еводс­тву не бу­дут страш­ны ни­какие за­сухи. И. Е. Ов­син­ский счи­тал, что за­суха — яв­ле­ние ру­кот­ворное, она воз­ни­ка­ет при неп­ра­вильной об­ра­бот­ке поч­вы — при па­хоте. Азот, при­носи­мый в поч­ву вмес­те с «днев­ной под­земной ро­сой», спо­собен пол­ностью пок­ры­вать пот­ребнос­ти рас­те­ний в этом эле­мен­те пи­тания.

И. Е. Ов­син­ский до­казал, что при от­ка­зе от па­хоты сох­ра­ня­ет­ся сис­те­ма ес­тес­твен­ных дрен, об­ра­зу­ющих­ся пос­ле се­зон­но­го окон­ча­ния ве­гета­ции, от­ми­рания рас­те­ний и пос­те­пен­но­го раз­ло­жения их кор­не­вой сис­те­мы. По этим дре­нам вглубь поч­вы про­ника­ют воз­дух, ат­мосфер­ная и зим­няя вла­га. Поч­ва ста­новит­ся рых­лой на го­раз­до бо́льшую глу­бину, чем это про­ис­хо­дит при па­хоте: рых­ле­ние без плу­гов, без трак­то­ров и ди­зельно­го топ­ли­ва.

При па­хоте оди­нако­во ле­меш­ным или дис­ко­вым плу­гом сис­те­ма ес­тес­твен­ных дрен раз­ру­ша­ет­ся, ат­мосфер­ная и зим­няя вла­га впи­тыва­ют­ся только об­ра­ботан­ным, рых­лым сло­ем, а «из­лишки» ис­па­ря­ют­ся и (или) сте­ка­ют по скло­нам в ов­ра­ги и ре­ки, что за­час­тую при­водит к опус­ты­нива­нию зе­мель (рис. 1.3). При от­сутс­твии сто­ков по скло­нам «из­лишки» вла­ги со­бира­ют­ся в «блюд­ца» и спо­собс­тву­ют за­бола­чива­нию зе­мель. На зем­ном ша­ре эти яв­ле­ния при­водят к еже­год­но­му вы­воду из сельско­хозяйствен­но­го обо­рота по нес­кольку мил­ли­онов гек­тар пло­дород­ных зе­мель.

Рис. 1.3.На непаханой части поля зимняя влага впиталась в почву и будет использоваться растениями для получения урожая; на вспаханной части влага впиталась в рыхлый слой почвы, не проходит через подплужную подошву и постепенно будет испаряться

При па­хоте про­ис­хо­дит за­делы­вание в поч­ву пож­нивных ос­татков и за­тем их пос­те­пен­ное раз­ло­жение без дос­ту­па воз­ду­ха с об­ра­зова­ни­ем пе­рег­нойных кис­лот. В те­чение нес­кольких лет та­кого ин­тенсив­но­го зем­ле­пользо­вания про­ис­хо­дит за­кис­ле­ние почв. Для рас­кисле­ния поч­вы обыч­но при­меня­ют из­вес­тко­вание.

В сво­их ис­сле­дова­ни­ях И. Е. Ов­син­ский до­казал, что рас­кисле­ние поч­вы из­вестью про­ис­хо­дит не хи­мичес­ким пу­тем, а ина­че. Из­весть об­ра­зу­ет в поч­ве хлопья, уве­личи­ва­ющие рых­лость и дос­туп воз­ду­ха. При от­ка­зе от па­хоты и дос­ту­пе воз­ду­ха вглубь за­кис­ле­ния почв ни­ког­да не про­изойдет.

Он до­казал, что об­ра­зова­ние кор­ки на по­вер­хнос­ти об­ра­ботан­но­го пос­ле дож­дя по­ля, пе­рек­ры­ва­ющей дос­туп воз­ду­ха в глубь поч­вы, мож­но пре­дот­вра­тить, раз­бра­сывая по по­вер­хнос­ти пож­нивные ос­татки, нап­ри­мер из­мельчен­ную со­лому, на­кап­ли­вая и пос­те­пен­но нак­ры­вая ими по­ле как бы оде­ялом. Пос­те­пен­ное на­коп­ле­ние на по­вер­хнос­ти по­ля пож­нивных ос­татков при­водит к об­ра­зова­нию так на­зыва­емо­го мульчи­ру­юще­го слоя (час­то го­ворят — мульчи). Мульча пре­дот­вра­ща­ет об­ра­зова­ние на по­вер­хнос­ти по­ля кор­ки, но лег­ко про­пус­ка­ет вглубь воз­дух и вла­гу. Мульча не ме­ша­ет жиз­не­де­ятельнос­ти воз­де­лыва­емых культур, за­теня­ет и уг­не­та­ет раз­ви­тие сор­ной рас­ти­тельнос­ти.

Мульчи­ру­ющий слой пос­те­пен­но раз­ла­га­ет­ся на хи­мичес­кие эле­мен­ты и со­еди­нения, в том чис­ле прев­ра­ща­ет­ся в ор­га­ничес­кий уг­ле­род и та­ким об­ра­зом по­выша­ет со­дер­жа­ние гу­муса в поч­ве.

По­пол­не­ние за­пасов хи­мичес­ких эле­мен­тов от раз­ло­жения пож­нивных ос­татков и кор­не­вых сис­тем рас­те­ний в оп­ре­делен­ной сте­пени ком­пенси­ру­ет вы­нос пи­тательных эле­мен­тов с уро­жа­ем воз­де­лыва­емых культур и за­мет­но сни­жа­ет пот­ребнос­ти рас­те­ний во вне­сении ми­неральных удоб­ре­ний. Этот эф­фект бу­дет го­раз­до больше, ес­ли в поч­ву бу­дут воз­вра­щаться не только пож­нивные ос­татки, но и, нап­ри­мер, не­зер­но­вая часть уро­жая (со­лома).

При па­хоте про­ис­хо­дят про­тиво­полож­ные про­цес­сы: вспа­хан­ный рых­лый слой поч­вы лег­ко про­низы­ва­ет­ся воз­ду­хом. Кис­ло­род воз­ду­ха окис­ля­ет ор­га­ничес­кий уг­ле­род, прев­ра­щая его в ле­тучие фор­мы и уно­ся из поч­вы. Про­ис­хо­дит по­пол­не­ние за­пасов пар­ни­ковых га­зов ат­мосфе­ры, спо­собс­тву­ющих раз­ви­тию гло­бально­го по­теп­ле­ния, а так­же обед­не­ние поч­вы.

Наб­лю­дения на­уч­ных уч­режде­ний Рос­сии и дру­гих стран ми­ра по­каза­ли (се­год­ня это не­ос­по­римый факт), что в те­чение пос­ледних 100 лет ин­тенсив­но­го ве­дения зем­ле­делия с глу­бокой па­хотой с обо­ротом плас­та со­дер­жа­ние гу­муса в поч­ве уменьши­лось в два ра­за. Бес­па­хот­ное зем­ле­делие по И. Е. Ов­син­ско­му — единс­твен­ная тех­но­логия, не только прек­ра­ща­ющая по­тери гу­муса в хо­де ин­тенсив­но­го зем­ле­пользо­вания, но и пос­те­пен­но уве­личи­ва­ющая со­дер­жа­ние и на­коп­ле­ние гу­муса в поч­ве.

В ка­чес­тве до­каза­тельства обос­но­ван­ности вы­водов И. Е. Ов­син­ско­го при­ведем два при­мера.

При­мер 1. По дан­ным ла­бора­тор­ных ана­лизов, поч­ва КФХ «Мок­ри­ков» в 2009 г. со­дер­жа­ла под­вижно­го фос­фо­ра 31,1, а об­менно­го ка­лия — 400 мг/кг.

Че­рез че­тыре го­да пос­ле пе­рехо­да на бес­па­хот­ное ре­сур­сосбе­рега­ющее зем­ле­делие ла­бора­тор­ные ис­сле­дова­ния по­каза­ли со­дер­жа­ние в поч­ве под­вижно­го фос­фо­ра 51,3, а об­менно­го ка­лия — 548 мг/кг. Уве­личе­ние со­дер­жа­ния под­вижно­го фос­фо­ра и ка­лия сос­та­вило со­от­ветс­твен­но 38 и 27%.

При­мер 2. По дан­ным ла­бора­тор­ных ана­лизов, поч­ва сельхоз­предпри­ятия О­ОО «Дон­ская Ни­ва» со­дер­жа­ла под­вижно­го фос­фо­ра — 32,4, об­менно­го ка­лия — 413 мг/кг, а гу­муса — 3,82%.

Че­рез че­тыре го­да пос­ле пе­рехо­да на бес­па­хот­ное ре­сур­сосбе­рега­ющее зем­ле­делие ла­бора­тор­ные ис­сле­дова­ния по­каза­ли со­дер­жа­ние в поч­ве под­вижно­го фос­фо­ра 39, об­менно­го ка­лия 522 мг/кг — рост со­от­ветс­твен­но на 20,4 и 26,4%. Со­дер­жа­ние гу­муса сос­та­вило 4,10% — все­го за че­тыре го­да уве­личи­лось на 7,3%.

И. Е. Ов­син­ский за­метил, что сре­ди не­кото­рых рас­те­ний име­ет мес­то ес­тес­твен­ный ан­та­гонизм — сор­ные рас­те­ния уг­не­та­ют­ся вбли­зи по­севов та­ких ал­ло­пати­чес­ких культур как гор­чи­ца, рапс, рожь и др. Се­год­ня мы уже зна­ем, что мож­но раз­ра­ботать ал­ло­пати­чес­кий се­во­обо­рот и ес­тес­твен­ны­ми би­оло­гичес­ки­ми ме­тода­ми бо­роться с сор­ной рас­ти­тельностью, пос­те­пен­но пол­ностью от­ка­заться от ис­пользо­вания хи­мичес­ких средств за­щиты рас­те­ний.

Не­кото­рые рас­те­ния, нап­ри­мер ку­куру­за, в хо­де сво­ей жиз­не­де­ятельнос­ти пот­ребля­ют из поч­вы от­но­сительно мно­го вла­ги. Пос­редс­твом раз­ви­той кор­не­вой сис­те­мы ку­куру­за под­ни­ма­ет поч­венную вла­гу с рас­тво­рен­ны­ми в ней хи­мичес­ки­ми эле­мен­та­ми пи­тания к по­вер­хнос­ти поч­вы с го­раз­до бо́льших глу­бин, чем это де­ла­ет большинс­тво воз­де­лыва­емых культур, нап­ри­мер, та­ких как зер­но­вые ко­лосо­вые. Это при­водит к по­выше­нию уро­жайнос­ти культур, воз­де­лыва­ющих­ся на по­ле в рам­ках се­во­обо­рота пос­ле ку­куру­зы, про­яв­ле­нию эф­фекта си­нер­гии.

Спе­ци­алис­ты се­год­ня зна­ют, что при раз­ра­бот­ке се­во­обо­ротов не­об­хо­димо зак­ла­дывать че­редо­вание ши­роко­лис­тных культур теп­ло­го пе­ри­ода (ку­куру­зы) с уз­ко­лис­тны­ми культу­рами хо­лод­но­го пе­ри­ода (зер­но­вых ко­лосо­вых).

По­вер­хностная об­ра­бот­ка поч­вы на глу­бину 5…7 см как аг­ро­тех­ни­чес­кий при­ем из­вес­тна в на­шей стра­не и на­зыва­ет­ся ми­нимальной об­ра­бот­кой, обыч­но че­реду­ет­ся с ка­ким-то ин­терва­лом вре­мени с глу­бокой об­ра­бот­кой поч­вы сельско­хозяйствен­ны­ми ма­шина­ми с ле­меш­ны­ми или дис­ко­выми ра­бочи­ми ор­га­нами. От­ли­чия по­вер­хностной об­ра­бот­ки поч­вы по И. Е. Ов­син­ско­му от обыч­ной ми­нимальной об­ра­бот­ки зак­лю­ча­ет­ся в сис­темнос­ти, пол­ном ис­клю­чении глу­бокой об­ра­бот­ки, пос­те­пен­ном соз­да­нии сис­те­мы ес­тес­твен­ных дрен в культур­ном слое поч­вы и мульчи­ру­юще­го слоя на по­вер­хнос­ти по­ля.

Бес­па­хот­ные ре­сур­сосбе­рега­ющие тех­но­логии в нас­то­ящее вре­мя рас­простра­нены в ми­ре бо­лее чем на 100 млн га и про­дол­жа­ют рас­простра­няться. Так, нап­ри­мер, на тер­ри­тории стран СНГ они рас­простра­ня­ют­ся со ско­ростью око­ло 1 млн га/год. Эти не­обы­чайно эф­фектив­ные тех­но­логии про­дол­жа­ют изу­чаться и со­вер­шенс­тво­ваться. Для их ре­али­зации соз­да­ют­ся все но­вые и но­вые, бо­лее ши­роко­зах­ватные ско­рос­тные, ком­би­ниро­ван­ные и чрез­вы­чайно эф­фектив­ные ма­шины.

Все бо́льшую по­пуляр­ность сре­ди сельхоз­про­из­во­дите­лей раз­ных стран при­об­ре­та­ет тех­но­логия так на­зыва­емой ну­левой об­ра­бот­ки поч­вы, ко­торая под­ра­зуме­ва­ет воз­де­лыва­ние сельско­хозяйствен­ных культур без ка­кой-ли­бо ме­хани­чес­кой об­ра­бот­ки поч­вы. На­чина­ют внед­ре­ние ну­левой тех­но­логии с ми­нимальной по­вер­хностной об­ра­бот­ки поч­вы ши­роко­зах­ватны­ми аг­ре­гата­ми на глу­бину 5…7 см. В те­чение двух-трех лет та­кой об­ра­бот­ки по­вер­хнос­ти по­лей вы­рав­ни­ва­ют­ся, уве­личи­ва­ют­ся рав­но­мер­ность глу­бины вы­сева и вре­мя соз­ре­вания воз­де­лыва­емых культур, ис­че­за­ет под­плуж­ная по­дош­ва, из от­ми­ра­ющих кор­не­вых сис­тем рас­те­ний и хо­дов дож­де­вых чер­вей соз­да­ет­ся сис­те­ма ес­тес­твен­ных дрен. В те­чение ука­зан­но­го вре­мени внед­ря­ют ал­ло­пати­чес­кий се­во­обо­рот. Та­ким об­ра­зом, соз­да­ют­ся аг­ро­тех­ни­чес­кие пред­по­сыл­ки пе­рехо­да на тех­но­логию ну­левой об­ра­бот­ки поч­вы. Се­год­ня тех­но­логия ну­левой об­ра­бот­ки поч­вы (иног­да го­ворят «No-Till») ис­пользу­ет­ся в раз­личных стра­нах ми­ра при воз­де­лыва­нии сельско­хозяйствен­ных культур на пло­щади уже бо­лее 40 млн га и про­дол­жа­ет рас­простра­няться.

В нас­то­ящее вре­мя из­вес­тна по­лосо­вая (ком­би­ниро­ван­ная) сис­те­ма зем­ле­делия (так на­зыва­емая «Strip Till»), воз­никшая как про­межу­точ­ное тех­но­логи­чес­кое ре­шение меж­ду тра­дици­он­ной па­хот­ной тех­но­логи­ей и «No-Till». Суть этой тех­но­логии зак­лю­ча­ет­ся в том, что об­ра­баты­ва­ет­ся не вся пло­щадь воз­де­лыва­ния, а только 30 % — по­лосы, в ко­торые за­тем вы­сева­ют­ся пре­иму­щес­твен­но про­паш­ные культу­ры.

Ока­зыва­ет­ся, по бес­па­хот­ной ре­сур­сосбе­рега­ющей чрез­вы­чайно эф­фектив­ной тех­но­логии мож­но воз­де­лывать прак­ти­чес­ки лю­бые культу­ры, в том чис­ле та­кие (нап­ри­мер, ку­куру­за на зер­но, соя, да­же кар­то­фель), воз­де­лыва­ние ко­торых всег­да счи­талось не­воз­можным без па­хоты.