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.