Технологія "Ноу-тілл" (No-till) - система нульової обробки грунту. Сучасне землеробство

Технології сучасного землеробства розвиваються в декількох напрямках, серед яких чимале значення мають підходи до способів обробітку грунту. Виробники аграрного обладнання випускають все більш досконалі технічні засоби культивації, а хімічна промисловість формує цілі сегменти з добривами. Однак складні методики змісту та обробітку сільськогосподарських угідь в наші дні конкурують з протилежним способом, що спрощує концепцію землекористування. Це система нульової обробки грунту, яка відома як технологія No-till. В залежності від умов впровадження і застосування вона може і зовсім відкидати традиційну оранку. Даний метод відомий давно і розвивався протягом усього минулого століття, а сьогодні інтерес до нього зростає знову з цілого ряду причин.

Принципові відмінності технології «Ноу-тілл»

Класичне землеробство в обов'язковому порядку передбачає використання технологій механічної обробки. Це ціла група засобів і способів, що дозволяє оптимізувати характеристики земельного покриву, належним чином керуючи його структурою. В кінцевому рахунку такі операції створюють насіннєве ложе з рихлим однорідним шаром ґрунту, який підходить для застосування стандартних сівалок. Найбільш поширеним заходом такого роду є оранка землі, завдяки якій грунт також позбавляється від бур'янів. У свою чергу, система No-till виключає подібні операції і, відповідно, всі негативні фактори, якими вони супроводжуються. В першу чергу механічна обробка вимагає багато фізичних зусиль, часу і грошей, які витрачаються на утримання й експлуатацію спеціального обладнання. Не можна сказати, що технологія «Ноу-тілл» повністю обходиться без технічних засобів, але їх функція не так важлива. Крім того, традиційні методи обробки провокують ерозійні процеси. Це один з ключових моментів, який обумовлює прагнення багатьох фермерів переходити на альтернативні системи. Відмова від оранки дозволяє зберігати структуру грунту, не порушуючи вологісний баланс – таким чином виключається ризик вивітрювання родючого шару. Але є і зворотна сторона, яка полягає в ущільненні грунту. Без культивації подібні явища можливі в природному порядку, що неблаготворно для розвитку майбутнього врожаю.

Підготовка грунту

Підготовчі заходи в рамках реалізації даної технології проводяться у вигляді мульчування. Але для самого переходу на цей метод слід виконати первинну підготовку один раз. Справа в тому, що земля для нульової системи повинна відповідати певним вимогам, головне з яких – це рівна поверхня. Звичайно, у випадку з сільськогосподарськими землями можна говорити про цьому параметрі лише умовно. Площа не повинна мати різких перепадів висот, щоб спеціальна сівалка могла впоратися зі своїм завданням. Справа в тому, що процес висівання проводиться рівномірно, при цьому техніка охоплює широкі смужки землі. У підсумку нерівність з одного боку обробного інструменту може порушити параметри занурення ножа, відповідно, насіння будуть посаджені з відхиленнями від норми.
Мабуть, це єдина частина виконання нульової системи, в якій необхідно задіяти традиційні культиватори і супутнє обладнання. Знову ж таки, наступні роки технологія «Ноу-тілл» не передбачає додаткового вирівнювання, але тільки у випадку, якщо правильно організується сівозміну. На цьому ж етапі підготовки слід виконати відновлювальні грунт заходи, які будуть неможливі надалі. Зазвичай глибоку культивацію перемежовують з процедурами внесення елементів, що регулюють агротехнічні властивості землі. Далі варто переходити до одного з головних етапів технології – мульчування.

Мульчування грядок

Звичайно, дана процедура не є етапом, виключно належним методикою No-till, але в цій системі є свої особливості виконання. Після жнив стерню залишають на робочій площі – вона буде виконувати функцію мульчі, сприяючи утриманню додаткової вологи. Дана схема дозволить мінімізувати витрати фізичних сил, палива на техніку в процесі виконання посівної. Тобто, порівняно із звичайним землеробством, нульова методика передбачає мульчування соломою, яка не зникає з поля, а залишається. Втім, і тут є різні підходи. Одні фермери рекомендують залишати її прямо в цілісному вигляді, що економить і час, і, знову ж таки, зусиль хлібороба. Альтернативна точка зору передбачає прибирання соломи, але з подальшим подрібненням і укладанням на колишнє місце. На поверхні утворюється покриття, що захищає грунт від тієї ж ерозії, причому як водної, так і вітрової. Взагалі, спектр функцій у мульчі в даному випадку досить різноманітний. Це покриття перешкоджає росту бур'янів, не дозволяє йти вологи, а також сприяє активізації мікрофлори ґрунту та виступає основою для відтворення родючих ґрунтових шарів, що підвищує врожайність. При цьому зовсім не обов'язково обмежуватися однією лише соломою і біомасою, яка залишається на полі після збору товарного врожаю. Цілком підійдуть і інші матеріали. Наприклад, успішно застосовується мульча соснова, залишки кукурудзи, всіляка лушпиння з корою і тирсою, а також інші екологічно нешкідливі, але ефективні з точки зору укриття відходи господарської діяльності. Потреба в якісній мульчі обумовлена необхідністю компенсації захисних властивостей, які земля втрачає через мінімізації оброблювальних дій.

Добриво землі

Зміна в підходах до підготовки землі до сівби і загалом техніка обробітку не могли не позначитися на живильному базі ґрунтового шару. Зниження інтенсивності обробки і збереження пожнивних залишків біомаси від вирощеної культури сприяє зниженню перепадів внутрішньоґрунтовою температури. У свою чергу, мікроклімат на поверхні грунту не настільки сприятливий для вироблення рослинних залишків, ніж нижні шари. У результаті залишки біомаси розкладаються повільніше, і так само неспішно йде процес утворення поживних речовин. Насамперед це відноситься до азотовмісних елементів, формування яких залежить від зовнішніх умов. При цьому відсутність стимуляції мікроорганізмів ґрунту, яку в традиційних системах забезпечує оранка землі, призводить до підвищення мінералізації азоту і вуглецю. Відповідно, виникає потреба в додатковому постачанні угіддя корисними елементами. Відмова від культивації передусім позбавляє земельний покрив належного захисту. Якщо внутрішня структура зберігає оптимальні якості для забезпечення розвитку культур, то зовнішні шари потребують використання гербіцидів. В цілях підвищення врожайності практикується і добавка азотних добрив. Але важливо враховувати, що поверхнево-разбросное внесення таких компонентів слід виконувати у великих обсягах з метою компенсації можливих втрат. Знову слід згадати, що нульова технологія ще на етапі первинної обробки дає можливість глибинного введення добрив при культивації. У цьому разі дози можуть відповідати традиційним нормам, оскільки виключається ризик випаровування азоту. В майбутньому подібні проблеми з вивітрюванням добрив на поверхні можна виключити, використовуючи неглубинную техніку для культивації. Власне, головним чинником якості внесення поживних речовин є навіть не спосіб внесення, а збалансованість речовин. Сьогодні розробляються спеціалізовані підживлення, розраховані на землі з прямим висівом.

Загальні принципи сівби

Оскільки технологія виключає виконання оранки, її також називають методом прямої сівби. Це означає, що висадка здійснюється безпосередньо за залишками колишніх рослин, законсервованих на поле в якості мульчі. Але, для отримання очікуваного ефекту від сівозміни, необхідно спочатку прорахувати його щільність. Цей параметр визначається безліччю факторів, під впливом яких буде відбуватися вирощування сільськогосподарських культур за нульовою системі. Зокрема, серед них виділяються кліматичні умови, тип грунту, площа угіддя і т. д. Досягши оптимальної щільності розподілу насіння, можна розраховувати і на швидкі сходи майбутніх рослин. У професійних господарствах щільність розсади розраховується за кількістю саджанців на одиницю площі з урахуванням максимального використання водних ресурсів, світла і правильного підбору поживних речовин. Багато в виборі схеми і загальної конфігурації посадки залежить від типу застосовуваного устаткування. На відміну від звичних способів обробітку землі, технологія, «Ноу-тілл» передбачає використання особливих інструментів, призначених саме для прямої сівби. Специфіка такого обладнання обумовлена декількома факторами, серед яких сам поверхневий принцип обробки.

Застосування технічних засобів

Зазвичай процес висіву реалізується з допомогою турбоножа, який забезпечує микровспашку з якісним прорізанням ґрунтового пласта. Таким чином виконується акуратна і точна закладення насіння. При цьому існують різні види обладнання, призначені для конкретних сільськогосподарських культур. Типовим рішенням вважається турбонож, який виконує розрізання і борону землі на глибині близько 10 сантиметрів. І тут слід зазначити інша важлива якість сільськогосподарської техніки для прямого сівби. Вона повинна максимально точно повторювати всі нерівності рельєфу, забезпечуючи формування борозен необхідної глибини. Саме з цієї причини на етапі підготовки поля до системи «Ноу-тілл» важливо виконати якісне вирівнювання. Виконання цієї умови позбавить від неточностей при закладенні насіння. Для згладжування дефектів поверхні турбонож фіксується на поворотних стояках з пружинним механізмом, який і дозволяє інструменту забезпечувати рівномірність при розрізі грунту. Є й модифікації, в яких ніж фіксується до сошника. З точки зору роботи на нерівних поверхнях це найбільш невдалий варіант, оскільки в місцях з горбами і западинами обладнання транслює навантаження не рамі, а всієї конструкції сошника, з-за чого порушується стабільний хід диска за встановленою глибині різання. В цілому ж вибір сільськогосподарської техніки для подібних завдань має спиратися на такі властивості, як впевнена різання пожнивних залишків, забезпечення рівного розрізу ґрунту та закладення посівних матеріалів строго по заданій глибині. Звичайно, ідеальних показників жодна конструкція не забезпечить, але наблизитися до них можна, якщо заздалегідь оцінити і особливості конкретної ділянки, на якому буде застосовуватися агрегат.

Переваги технології

Про даної технології не можна сказати, що вона позбавляє фермера від маси турбот і витрат, дозволяючи розраховувати на той же обсяг урожаю, як і при виконанні трудозатратой класичної методики обробітку. У неї є маса своїх нюансів, але і привабливих якостей теж чимало. Власне, в якості виконання даної системи найкращим чином проявляється професія агроном, яка, в першу чергу, передбачає виконання раціональних розрахунків при експлуатації землі. Що стосується переваг, то найбільш привабливі сторони технології зводяться до мінімізації витрат на техніку, пальне для неї, а також до економії часу. Важливим чинником є і збереження родючих якостей землі. Згадана ерозія небезпечна не тільки сезонним зниженням врожайності, але і планомірним виснаженням, що змушує землевласників відмовлятися від обробки своїх ділянок. У даному ж випадку подібні ризики виключаються, дозволяючи фермерам розраховувати на довгострокове землекористування. Окремо фахівці відзначають і накопичення вологи в ґрунтовому шарі. Якщо традиційна культивація землі покращує її структуру, то збереження родючого шару сприяє нормалізації вологісного режиму. Ця перевага особливо значуща для степових і посушливих регіонів, де врожайність напряму залежить від погодних умов.

Недоліки технології

Для початку варто відзначити ряд обмежень, які не дозволяють використовувати дану систему в ряді ситуацій. Це відноситься, наприклад, до регіонів з переважанням зволожених і заболочених земель. Обійти цей нюанс можна в тому випадку, якщо грунт буде забезпечений якісної дренажної системою. Тут же варто відзначити обмеження по експлуатації нерівних полів, які недоцільно виправляти для таких цілей. Втім, ці ж умови оптимально підходять саме для традиційної обробки грунту, нівелюючи основні переваги, якими володіє технологія «Ноу-тілл» у типовому виконанні. Наприклад, це стосується вологісного балансу, проблеми з яким у випадку з заболоченими ділянками стоять в іншій площині. Тому використання прямого посіву на таких землях, просто недоцільно. Також незважаючи на переваги у вигляді збереження родючих якостей, система нульової обробки досить малоефективна в плані забезпечення захисних властивостей грунту. Нерідко в таких умовах поширюються патогени і шкідники, позбутися яких допомагають лише засоби активної хімічного захисту. Серед недоліків No-till відзначається і її відносна складність у виконанні. Вона врятована від необхідності виконання звичних механічних операцій, але підвищує вимоги до дотримання нормативів вирощування культури. Навіть професія агроном не завжди гарантує, що її носій зможе успішно реалізувати технологію, отримавши гідний урожай. Від фермера, зокрема, потрібна правильна підтримка сівозмін, а також знання видів та специфіки застосування різних отрутохімікатів. І це не кажучи про облік місцевих характеристик ґрунту, клімату, відомості про шкідників і т. д.

Особливості застосування технології в Росії

Передовиками з освоєння технології є агрономи Канади, Австралії та Бразилії. У свою чергу Росія показує досить скромні показники точки зору площі, зайнятої прямими посівами. І це при тому, що більша частина вітчизняних ріллі не просто оптимально підходить для реалізації методу No-till, а мають потребу в ньому. Такі землі рідко зрошуються, що підвищує актуальність питань про збереження вологості грунтової структури. На поточний момент у Росії переважають класичні агротехнічні способи збереження показників вологи, серед яких відзначаються методи штучного зрошення. Але ефективність даного способу підтримки оптимального стану ґрунту викликає побоювання агрономів. Відгуки зазначають, що засоби зрошення діють, поки в галузі не спостерігається дефіцит водних ресурсів, але і ця проблема може постати вже в найближчі десятиліття і тоді перехід до нової системи буде набагато болючіше. І все-таки певна практика використання нульової технології земельної обробки у російських фермерів є. Вони також застосовують стерневую методику збереження вологи в грунті і задіють спеціальну техніку за засіви. Зокрема, агротехнічний комплекс забезпечує споживача відвалами, глибокорозрихлювателями і плоскорізами, які у сутності дають той же ефект, що і турбоножи. Мотивує на використання нульової методики обробки грунту і економічна доцільність. Особливо це стосується власників великих площ, яким для традиційної культивації необхідні величезні вкладення в техніку і її обслуговування.

Висновок

Звичайно, головним критерієм вибору тієї або іншої системи господарювання є кінцевий результат. В даному випадку це врожайність та її якісні характеристики. Практика показує, що сучасна система землеробства у вигляді технології No-till поступається звичною схемою обробітку. Все-таки звичайна культивація з широкими можливостями добрива дає свої плоди, від яких поки деякі фермери готові відмовитися. Але в довгостроковій перспективі більш раціональним та вигідним способом експлуатації земельних угідь все ж є нульова система. Це підтверджує і багаторічний досвід її застосування у Канаді, Австралії та інших країнах, які займають перші позиції в рейтингах виробництва сільськогосподарської продукції. З іншого боку, для оцінки ефективності застосування методу слід спочатку проаналізувати склад грунту. Експериментувати з переходом на нову технологію ризикують небагато, а професійні дослідження з застосуванням спеціалізованого обладнання також коштують недешево, хоча і виконуються один раз.