От состояния почвы и ее плодородности напрямую зависит будущее всего человечества. Но ее стремительная деградация заставляет аграриев задуматься и искать новые способы обработки, а также восстановления. В этой статье речь пойдет о том, как технологии компании Claydon Drill помогают восстанавливать почвы.
Технология Claydon Opti-Till® развивалась в течение последних двух десятилетий на семейной ферме на востоке Англии. Изначально технология и техника разрабатывались с целью снижения операционных и эксплуатационных затрат агрофирмы без ущерба для объема производства. Но по мере внедрения Opti-Till® были выявлены дополнительные преимущества. Например, сразу стала очевидной значительная экономия времени, что позволило увеличить продуктивность, высевать культуры в оптимальные сроки. Также технология способствовала развитию сильных и равномерных всходов.
Вскоре прямой полосовой посев Opti-Till® показал и другие преимущества — серьезные изменения в почве. Одним из первых наблюдений было значительное снижение ветровой и водной эрозии почвы, а в некоторых случаях и полное ее отсутствие. Увеличилось количество почвенной биоты, например, червей крупных размеров. Почва стала более стабильной. Повысилась способность поля выдерживать нагрузку от веса техники. Улучшились дренаж, баланс воды, воздуха, органических и неорганических элементов в почве. Стало легче обрабатывать сложные поля.
В итоге сегодняшние пользователи технологии Opti-Till® отмечают, что урожайность в сравнении с другими технологиями либо осталась прежней, либо увеличилась. А учитывая климатические изменения, с которыми мы сейчас сталкиваемся, многие сообщают, что культуры, посеянные с помощью сеялки Claydon Hybrid, справляются с экстремальными погодными условиями лучше (будь то сильные ливни или засуха).
Д-р Элизабет Стокдейл, руководитель отдела исследований фермерских систем NIAB, Хантингдон-роуд, Кембридж
«Международный год почвы, объявленный в 2015 г., был призван объединить все направления отрасли и правительства, чтобы изучить это фундаментальное достояние, которое составляет надежду человечества на выживание, и сосредоточиться на его сохранении. Научное понимание того, какие ресурсы имеются в почве, как они взаимодействуют, способствуя ее оздоровлению, ускорило привлечение внимания аграриев, фермерских организаций и правительств к тому, насколько важен уход за почвой для устойчивого производства продовольствия. Однако это лишь вершина айсберга!
Здоровая почва способна поддерживать продуктивность растениеводства и животноводства. Кроме того, она обеспечивает или усиливает экологические выгоды, такие как очищение воды, фиксация углерода, улучшение качества воздуха. В здоровых почвах взаимодействие между химическими (pH и питательные вещества) и физическими характеристиками (структура почвы и водный баланс), а также биологией (дождевые черви, микробы и корни растений) оптимизировано для конкретных условий в определенном месте. Агрономические консалтинговые компании и аналитические службы начинают разрабатывать продукты, способные помочь фермерам, которые хотят изучать и контролировать состояние почвы в своем регионе. Однако их следует применять с осторожностью, поскольку нам еще многое предстоит узнать о мире под нашими ногами.
Здесь мне хочется сосредоточиться на физических и биологических взаимодействиях, которые лежат в основе решений по культивации. Следует признать, что техника, корни, органические вещества и почвенные организмы работают вместе, чтобы поддерживать хорошую структуру почвы. Там нет ни одной волшебной пилюли (или машины). Хорошая структура почвы увеличивает временные рамки для оптимального посева.
Структура почвы — это ее архитектура, обычно определяемая размером, формой и стабильностью комков, в которых удерживаются вместе отдельные частицы почвы (песок, ил, глина и органическое вещество). Поры между комьями контролируют баланс кислорода и воды, доступных для корней растений и почвенных организмов».
Что такое хорошо структурированная почва?
Хорошо структурированный верхний слой почвы содержит небольшие округлые устойчивые к воде гранулы и большое количество пор разных форм и размеров, которые образуют непрерывную сеть капилляров, обеспечивая хорошую аэрацию, разрастание корней и необходимый дренаж. Корни растений и некоторые почвенные организмы (например, дождевые черви) изменяют структуру почвы, передвигаясь в почве, перемещая ее частицы. Поддерживая биологические процессы формирования структуры и увеличение содержания органического вещества в почве, они помогают создавать ее эластичную структуру, которая может одновременно поглощать сильные осадки и удерживать воду во время засухи. Однако ученые пока не до конца исследовали механизмы, поддерживающие структурную устойчивость. Хорошо структурированная почва имеет вертикально ориентированные, часто непрерывные поры и трещины, которые образуются в результате физических процессов, а затем поддерживаются действием корней и дождевых червей.
Грунт с фермы Claydon
Чтобы увидеть, как выглядит ваша почва в хорошем физическом состоянии, посмотрите на необработанную почву рядом с преградой в поле. Как правило, это позволяет понять, как должна выглядеть нетронутая, биологически структурированная почва с такой же текстурой. Аналогично, если вы хотите увидеть, как выглядит ваша конкретная почва при повреждении, посмотрите на разворотные полосы — всегда можно найти такие места. Изучение физической структуры почвы следует проводить тогда, когда почва находится в увлажненном или мокром состоянии, поэтому это лучше делать ранней весной и поздней осенью.
.jpg)
Сравнение грудок с фермы Claydon и хозяйства, работающего по традиционной технологии
Сокращение обработки почвы идет на пользу ее биологии
Недавний анализ данных, собранных на основе научных исследований, показал, что снижение интенсивности обработки почвы оказывает положительное влияние на биологию почвы с заметным увеличением количества более крупных видов беспозвоночных, особенно глубоко проникающих (anecic) дождевых червей. Обработка почвы неминуемо изменяет структуру пор, потенциально увеличивая большие поры на поверхности, при этом уменьшая возможность их соединения с глубинными слоями.
В то же время с обработкой увеличивается аэрация (по крайней мере, в краткосрочной перспективе), растительные остатки и корни смешиваются с почвой, а органические вещества, содержащиеся в грунте, потенциально подвергаются разложению. Все эти эффекты означают, что обычно обработка почвы обеспечивает кратковременное стимулирование процессов разложения и минерализации с последующим высвобождением доступного для растений азота (а также серы и фосфора в меньшей степени). Влияние инноваций на уровне систем земледелия (обработка почвы, посевы, севооборот) на продуктивность и устойчивость окружающей среды можно исследовать только в средней и долгосрочной перспективе, поэтому здесь решающую роль играют долгосрочные многофакторные испытания.
Национальный институт сельскохозяйственной ботаники (NIAB) работал вместе с некоторыми исследователями, изучая возможность использования существующих долгосрочных экспериментов и проводя новые целенаправленные исследования, оценивая изменения в структуре почвы в результате различной обработки и использования ряда органических добавок, в том числе органических удобрений, растительных остатков, компоста и покровных культур.
Результаты испытаний на этих участках (преимущественно в Англии) показали, что урожайность с безотвальной обработкой была незначительно ниже, чем урожайность со вспашкой, но с учетом снижения затрат на рабочую силу и топливо показатель валовой прибыли при безотвальной обработке был лучше, чем для систем со вспашкой. Следовательно, в «нормальных» условиях рекомендуется безотвальная обработка почвы. Исходные физические условия почвы на этих исследовательских участках во всех режимах обработки были значительно хуже оптимальных и во многих случаях ограничивали разрастание корней. При безотвальной обработке почвы иногда обнаруживали в почвах значительные улучшения физического состояния в течение вегетационного периода, вызванные ростом культур. На тех участках, где не было внесения органических удобрений, увеличения количества органических веществ в почве при безотвальной обработке почвы (по сравнению со вспашкой) не наблюдалось. В случае значительного ежегодного добавления углерода (в качестве компоста в процессе этих испытаний) количество органического вещества (и, следовательно, запасенного углерода) в почве увеличивалось независимо от режима обработки почвы.
Состояние почвы на глубине
«Плужная подошва» может возникнуть на разных глубинах при определенных условиях. Как правило, она образуется в результате непрерывного культивирования на одной и той же глубине в течение определенного периода времени, когда почва слишком влажная или конструкция рабочих органов культиватора провоцирует проблемы. Очень важным моментом, который многие упускают из виду в стремлении получить максимальную выгоду от системы Opti-Till, является структура почвы на глубине. Ее следует изучить. Если присутствуют уплотненные слои, необходимо предпринять корректирующие действия. Как и при любой системе посева, независимо от применяемого типа, хорошая структура почвы на глубине является одним из основных требований, которые позволяют оптимально использовать каждый гектар.
Некоторые аграрии считают, что корни растений будут самостоятельно восстанавливать повреждение почвы. Отчасти это правда, у некоторых растений есть мощные корни, которые могут проникать через тонкие слои уплотнения. Если для этой цели используются покровные культуры, следует учитывать глубину и толщину уплотненного слоя, поскольку растению может не хватить силы или времени, чтобы развить свою корневую систему до такой глубины, чтобы прорвать уплотненный слой. Это вполне может означать, что необходимо использовать глубокорыхлитель, хотя при этом очень важно выбрать подходящий агрегат с правильной конструкцией лап.
Мониторинг почвы
Не нужно ждать, когда появится уплотнение. Вы должны знать, что происходит с вашей почвой в любое время года. Мы, как и многие наши клиенты, обнаружили, что после того, как и система Opti-Till будет использована надлежащим образом, необходимость в глубокой восстановительной обработке почти исключается, если только не возникают экстремальные условия во время уборочных работ. Безусловно, при использовании Opti-Till способность почвы выдерживать нагрузку от веса техники значительно улучшается, а проницаемость почвы повышается благодаря особенностям полосовой обработки. По мере увеличения количества червей улучшается аэрация и дренаж, что позволяет почве естественным образом справляться с большим количеством осадков.
Исследования, проведенные Европейским центром данных о почве (ESDAC), подтверждают, что отсутствие обработки почвы снижает вероятность эрозии почвы на 19%, а минимальная обработка почвы способствует эрозии в меньшей степени, чем традиционная.
Эрозия почвы
Опыт применения Opti-Till® показал, что практически устраняется эрозия почвы во многих регионах. Недавние исследования выявили, что там, где практикуется интенсивная обработка, эрозия является серьезной проблемой, а в некоторых случаях, когда часто случаются обильные осадки, возникают значительные эрозии. На самом деле пахотная почва из года в год подвергается эрозии, ее степень зависит от рельефа, культивации и типа почвы.
.jpg)
Важность червей
Здоровая почва — еще одно важное преимущество системы Opti-Till®. При выполнении культивации только в зоне посева естественные процессы в почве начинают развиваться с остатками урожая на поверхности или возле поверхности. Увеличивается число дождевых червей, в частности, вида anecic, которые работают по вертикали на большую глубину, создавая естественные маленькие лабиринты туннелей. Эти каналы помогают аэрации и дренажу, обеспечивая проходы для корней, которые проникают глубоко в почву и разрушают ее. Черви работают вместе со своими эндогенными «кузенами», которые обрабатывают почву по горизонтали. Эти расщепленные остатки обеспечивают дальнейшую поддержку различных форм почвенной биоты, которые начинают расти по мере того, как уменьшаются физические нарушения почвы.
.png)
Куда делась вся солома?
На рисунке ниже показано, как черви собирают растительные остатки. Осенью для этого поля было дважды выполнено боронование соломы после получения 10,9 т/га пшеницы. Эта фотография была сделана в апреле следующего года, перед тем как был посеян овес. Здесь хорошо видны остатки жизнедеятельности червей. Сложное взаимодействие между разнообразными формами грибков, бактерий и других микроорганизмов, находящихся в почве (включая других мелких животных), и экссудатами из корней всех растений (посеянных или самосева) обеспечивает множество возможностей для улучшения здоровья почв. Например, тяжелая меловая глина на нашей собственной ферме в Саффолке еще никогда не была в таком хорошем состоянии. В течение 18 лет на ферме не было глубоких культиваций, что привело к высокой урожайности и очень низкому расходу топлива.
Стабилизация почвы
Связывание почвы корнями и грибными гифами может способствовать устойчивости, как и экссудаты из корней и других почвенных организмов. Влияние корней особенно важно из-за тех биопор, которые они оставляют при распаде. Биопоры (включающие ходы корней и туннели дождевых червей) могут обеспечить важные пути для проникновения корней последующих культур (Декстер и др).
Доказательством является проверка на поглощение
Специалист по почве Дик Нил (из британской агрономической группы Hutchinsons) провел простую проверку на поглощение, чтобы оценить состояние почвы на ферме Claydon. Он сравнил эту почву с почвами того же типа, обрабатываемыми по традиционной технологии. Доказано, что более здоровые почвы способны противостоять экстремальным погодным условиям и позволяют получать оптимальные урожаи в условиях высокой влажности или засухи в течение жизненного цикла растения. Функциональность почвы значительно улучшена, что позволяет высевать в более широкие временные и погодные рамки. Это гарантирует оптимальные сроки посева, способствуя лучшему прорастанию и всходу культур.
Дик Нил использует синий краситель для оценки глубины просачивания воды на тяжелой глинистой почве фермы Claydon
«В частности, структура является одной из самых лучших, которые я видел. Это плотные песчаные и глинистые почвы, однако в настоящее время они имеют замечательные показатели инфильтрации воды, глубины роста корней и дренажа благодаря высокой пористости, низкой плотности массы и обильным популяциям дождевых червей в результате применяемой технологии обработки почвы. Природное скопление и деятельность червей и беспозвоночных свидетельствуют о хорошем биологическом здоровье», — говорит Дик Нил.
Экономические преимущества OPTI-TILL
Уже доказано, что стерневой посев обеспечивает огромную экономическую выгоду для предприятий. Тем не менее следует отметить, что предыдущие попытки стерневого посева с минимальным воздействием на почву не всегда были успешными. В некоторых случаях наблюдалось серьезное снижение урожайности на протяжение долгого времени. Показатели урожайности должны быть целью для любого производителя, обеспечивая прочную основу для бизнеса и гарантируя, что волатильность цен на продукцию будет меньше влиять на прибыльность. К операционным расходам следует относиться серьезно, независимо от вида сельскохозяйственной деятельности, места ее осуществления, типа и размера предприятия. Вопрос: нужна ли вам или выращиваемой культуре культивация, которую вы проводите? Насколько она необходима?
Необходимо оценивать не только эксплуатационные расходы и амортизацию оборудования, но также и влияние на экологию: расход топлива, стабилизацию структуры почвы, удержание органического вещества в почве, сохранение влаги и предотвращение истощения почвы. Понимание ваших показателей затрат на тонну является хорошим эталоном для использования в любом регионе мира, где вы работаете. Типичная стоимость использования Opti-Till составляет примерно £59 (±81$) на га. Сюда входит боронование соломы и посев с использованием сеялки Hybrid. Как правило, это треть стоимости традиционной системы на основе плуга.
Почва на агрофирме семьи Claydon после 18 лет применения системы Opti-Till
Сравнение стоимости
Расходы, приведенные на графике выше, основаны на методах посева с использованием наилучшей сельскохозяйственной практики на тяжелых землях. Тип почвы будет влиять на количество проходов. Для сравнения по каждой операции были сделаны некоторые предположения:
1) система на основе плуга включает глубокорыхление;
2) в системе с уменьшенной обработкой почвы используется 1 проход дискатором, 1 проход комбинированным дисколаповым агрегатом, 1 проход предпосевным агрегатом и сеялкой;
3) в системе Opti-Till используется сеялка Claydon Hybrid и борона для соломы длиной 7,5 м.
Использование Opti-Till экономит и время. Хотя на это также влияют ширина используемого агрегата, скорость движения, мощность трактора и размер поля. Другие преимущества экономии времени:
- посев проводится в оптимальные сроки;
- поскольку последующий посев становится ча- стью комплексной политики борьбы с сорняками, культивация и посев сокращают потери времени из-за погодных условий;
- появляется возможность выполнить больше работы с меньшими затратами, используя машины и квалифицированных рабочих;
- предоставляются возможности заключения контрактов с минимальными инвестициями.
Анатолий Пензин, национальный территориальный менеджер в Украине и Молдове компании Claydon Drills
⚡️Следите за новостями Agroexpert в -> Telegram | Viber | Facebook | Instagram | News letter!
