И.Е. Овсинский в книге «Новая система земледелия» (Киев, 1899 г.) писал о том, что землю надо обрабатывать не глубже 2-х дюймов (2,54 см). Известно его высказывание: «Знаменитый Круп своими снарядами военного разрушения не принес столько вреда человечеству, сколько принесла фабрика плугов для глубокой вспашки». Ему принадлежит обоснование нецелесообразности ежегодной плужной обработки почвы, как ресурсоемкого процесса, наносящего значительный вред почвенной микрофлоре и усиливающей деградацию плодородного слоя.
Он обращал внимание на то, что непаханое поле на глубину до 3 метров пронизано миллиардами капилляров, оставшихся после корней растений или образовавшихся в результате жизнедеятельности дождевых червей и других организмов. По этим тонким и глубоким ходам проникает влага, которая замерзает зимой, разрывая их. Так происходит природное рыхление и, следовательно, нет необходимости производить вспашку, а ограничиться поверхностной обработкой почвы.
В официальной декларации Всемирного конгресса по почвозащитному земледелию в Дели (2009 г.) определены три основных требования к самовосстанавливающейся технологии No-till:
|
|
- минимальное механическое нарушение почвы;
- постоянный органический покров на поверхности почвы;
- научно-обоснованный севосмен культур.
Минимальное нарушение почвы и растительных остатков
являются двумя фундаментальными требованиями самовосстанавливающейся технологии No-till. Каллинен (2006 г.) определил экологическую пользу различных уровней растительных остатков на поверхности почвы:
- менее 5% - практически непокрытая почва;
- 5-аЮ% - очень низкое качество, большинство остатков заделывается;
- 30-60% - низкое качество, недостаточное для борьбы с ветровой и водной эрозией;
- 60-80% - относительно высокое качество, эффективная борьба с эрозией;
- более 80%'- высокое качество, эффективная борьба с ветровой и водной эрозией. Высокий уровень инфильтрации. Эффективное снижение испарения влаги и высокий контроль над сорняками.
Семена необходимо высевать в борозды созданные сеялками No-till, содержащей много парообразной воды. Наличие пара в хорошо сделанных бороздах делает физический контакт между семенами и почвой менее важным, чем при традиционной обработке.
Семена не должны попадать на растительные остатки, вдавленные ^борозду, их необходимо высевать на постоянную глубину. Для повышения урожайности сельскохозяйственных культур, необходимо помнить, что при технологии No-till в почве сохраняется влага. Традиционная механическая обработка почвы приводит к потере влаги. При минимальной обработке показатели по содержанию влаги занимают промежуточное положение. При одной обработке почвы теряется 12 и более мм влаги. Несколько механических обработок приводит в засушливых условиях к потере 20% доступной для растений почвенной влаги. Механическая обработка приводит к минерализации питательных веществ, особенно азота, что происходит за счет истощения органического вещества почвы, повторные механические обработки еще больше снижают содержание органического вещества, а это сильно влияет на активность микроорганизмов и разрушает структуру. No-till способствует увеличению содержания гумуса в почве.
|
|
Когда питательные вещества вносятся путем разбрасывания на поверхности необработанной почвы, быстрорастворимые элементы, тот же азот, опускаются вниз по каналам, созданным разложившимися корнями и земляньдли червями. Механическая обработка почвы разрушает эти каналы.
При «No-till» сеялка вносит сухие, жидкие или газообразные удобрения ленточным способом одновременно с'семенами, но не смешивает их с удобрениями. Для произрастания сельскохозяйственных растений нужна хорошая структура почвы, т.к. существует прямая связь между нею и урожайностью.
«Коэффициент структурного состояния почвы» был более высоким при «No-till», чем при минимальной и тем более традиционной и особенно интенсивной обработке. Мировые рекорды по урожайности (озимой пшеницы - 16,8 т/га; ярового ячменя - 11 т/га) были установлены при использовании No-till, которые незначительно нарушают почвенный слой, и применении современных систем управления. *
Для защиты растений потребуются разные стратегии контроля за сорняками, вредителями и болезнями. Дело в том, что многие вредители ведут себя при No-till не так, как при механической обработке. Некоторые возбудители болезней также используют растительные остатки на поверхности почвы и в виде промежуточного хозяина. Поэтому необходимо изучить и понять новые способы контроля над возбудителями болезней и вредителями. Становится очевидным, что механическая обработка уничтожает столько же естественных хищников, питающихся вредителями и патогенами растений, сколько и самих вредителей. Биологический баланс между вредителями и болезнями и их хищниками изменяется, когда механическую обработку почвы прекращают производить.
Возникает новая экосистема. Утверждается, например, что в одной чайной ложке необработанной почвы содержится столько микроорганизмов (большинство из них полезны) сколько людей на планете. Спектр и поведение сорняков тоже изменяется. Гербициды являются важной составной частью агротехнологии No-till, важные эксперименты с инновационными севосменами, совпадающими с особенностями пестицидов; севосмены должны восстанавливать или перестраивать структуру почвы.
Американские ученые считают, что потенциальная урожайность будет выше при No-till, чем при любой другой форме обработки, если работники сельского хозяйства научатся управлять урожайностью сельскохозяйственных растений на необрабатываемых почвах.
Максимальную эффективность от агротехнологии No-till можно будет получить, если поверхность почвы постоянно будет покрыта: либо стерней и растительными остатками, либо живыми покровными культурами, т.к. 60% остаточного органического вещества после уборки урожая содержится в наземной части растительных остатков, которые при уборке связываются в тюки или сжигаются. Около 40% органического вещества остается в корнях.
Вспашка для заделки растительных остатков будет приводить лишь к большему выбросу почвенного углерода (в виду углекислого газа) в атмосферу,'а не образованию органического вещества. Растительные остатки, оставленные на поверхности почвы и медленно разлагающиеся, будут увеличивать содержание питательных веществ, снижать негативное действие капель дождя, уменьшать сток воды, увеличивать инфильтрацию, уменьшать испарение, снижать эрозию, кормить почвенных микробов и улучшать структуру почвы, что определяет особенности агротехнологии, тенденцию ее целинизации. В климатических зонах с суровыми зонами стерня задерживает снег, который защищает почву от минусовых температур и обеспечивает дополнительный источник почвенной влаги во время таяния.
|
|
По мнению Хаггинса и Рейнольда (2008 г.), целью No-till является максимальное сохранение растительных остатков на поверхности почвы, в то же время минимально нарушая почвенный слой, что позволяет достичь все экологические цели, необходимые для того, чтобы сделать производство продуктов питания самовосстанавливающимся за всю историю человечества. У No-till будет возможность выполнять свое предназначение в качестве «тихой революции», повысив урожайность сельскохозяйственных культур до таких уровней, которые никто не мог предвидеть. В Англо-русском сельскохозяйственном словаре (1983 г., Москва, «Русский язык») дан такой перевод «No-till»: «No-tillege» - беспахотная обработка почвы.
Другие американские ученые считают, что «No-till» обычная составляющая системы ПЗ (почвенной защиты).