С древнейших времен земледелец совершенствует механизацию обработки почвы и посева. Эволюционный путь от простейшей «сохи» до современного сложного плуга, от отдельных однооперационных орудий до сложных комбинированных машин, выполняющих ряд технологических операций за один проход по полю, — именно такой путь прошли аграрии и машинно-тракторный парк.
Вопросы механизации обработки почвы и сегодня остаются важнейшими в системе агротехнических мероприятий по производству продуктов растениеводства. Ведь от качества подготовки почвы во многом зависит судьба урожая возделываемых культур. Многочисленные исследования и многолетний опыт возделывания, например, зерновых показывает, что потери стеблестоя на единице площади поля могут достигать 60 %. Причины таких потерь связаны прежде всего с качеством подготовки почвы и сева, которые определяют уровень полевой всхожести, дружность всходов и выравненность растений. Чем дружнее всходы и более выравнены по мощности растения в начале вегетации, тем меньшее их количество выпадает из посева в дальнейшем развитии.
Основными задачами обработки почвы и посева являются:
- улучшение физических свойств почвы, тем самым создание благоприятных условий для протекания биологических, физико-химических и физических процессов, обеспечивающих повышение ее плодородия;
- уничтожение максимального количества сорняков, вредителей и возбудителей болезней растений;
- заделка растительных и пожнивных остатков, минеральных и органических удобрений на определенную глубину, тем самым создание однородного пахотного слоя, благоприятного для развития корневой системы растений;
- подготовка мелкоструктурного выровненного посевного слоя и подуплотненного ложе для семян, обеспечивающего благоприятные условия для заделки семян и их произрастания;
- высев семян на подуплотненное ложе, равномерное распределение их по глубине и площади поля.
В последние годы в земледельческой практике ряда развитых стран все шире применяют новую прогрессивную технологию выращивания сельскохозяйственных культур — минимальную обработку почвы Mini-Till. Применение ее стало возможным благодаря использованию специальных комбинированных машин, выполняющих за один проход по полю несколько операций, а также расширению производства гербицидов для борьбы с сорняками.
Во многих странах издавна проявлялся интерес к безотвальной обработке. В конце XIX века И. Е. Овсинский предложил «Новую систему земледелия». Заключалась она в замене глубокой отвальной вспашки многократными обработками на глубину 5-6 см. Во второй половине XX века безотвальная обработка начала бурно развиваться во многих странах мира, прежде всего в США, Канаде и Мексике.
Минимальная обработка почвы Mini-Till — это научно обоснованная технология обработки почвы, позволяющая снизить энергетические и трудовые затраты за счет уменьшения числа, глубины и обрабатываемой площади поля, совмещения и выполнения нескольких технологических операций в одном рабочем процессе.
Разновидностью минимальной обработки почвы является нулевая, предполагающая посев в необработанную почву, мульчирующая, консервирующая и иные обработки, которые объединяют различные по интенсивности и глубине обработки, чизельной обработки с сохранением на поверхности поля более 30% стерни и растительных остатков. Растительная мульча позволяет сократить потери влаги на испарение, защитить почву от перегрева и эрозии. Поэтому минимальную обработку относят к почвозащитной.
Для условий Республики Беларусь и отдельных регионов России, где до 70 % пашни расположено на легких супесчаных, песчаных и торфяных почвах, минимальная обработка имеет особо важное значение для снижения эрозионных процессов почвы и сохранения ее плодородия, накопления и сохранения почвенной влаги, снижения затрат труда, времени и топлива на обработке.
Основные положения технологии разработал в середине XIX века Иван Евгеньевич Овсинский. Его взгляды жестко критиковались, тем не менее, Овсинский создал специальные орудия для неглубокой обработки почвенного слоя и успешно применил этот метод в собственном хозяйстве. Боронки специальной конструкции позволяли «надрать пуху» — то есть, хорошо измельчить верхний слой вместе с растительностью. Получалось своеобразное одеяло, надежно укрывающее землю от солнца и мороза, задерживающее влагу и образующее уютную постель для семян. Новая технология решала целый комплекс задач: сохраняла плодородие черноземов, помогала справиться с засухами, избавиться от вредителей и сорняков. Кроме того, резко снижались энергозатраты.
Прогрессирующая деградация почв стала важнейшей проблемой современного земледелия. Минимализация обработки почвы на современном этапе обеспечивает экономию времени, повышение производительности труда и сокращение сроков выполнения полевых работ, повышения урожайности сельскохозяйственных культур. На практике минимализация обработки почвы осуществляется следующими путями:
- Сокращение числа и глубины основных, предпосевных и междурядных обработок почвы в севообороте в сочетании с применением гербицидов для борьбы с сорняками.
- Замена глубоких обработок более производительными мелкими или поверхностными, использование широкозахватных орудий с активными рабочими органами, обеспечивающих высококачественную обработку за один проход агрегата.
- Совмещение нескольких технологических операций и приемов в одном рабочем процессе путем применения комбинированных почвообрабатывающих и посевных агрегатов.
При поверхностной обработке почвы на глубину 5-7 см сохраняются естественные дрены, образованные разлагающимися останками корневой системы растений, и канальцы, образованные дождевыми червями. Система естественных дрен и канальцев делают почву как бы рыхлой на большую глубину — гораздо большую чем это происходит при пахоте, способной пропускать внутрь массива почвы воздух и влагу. Наличие одновременно в почве воздуха и влаги ускоряет процессы разложения пожнивных остатков, не допуская повышения кислотности, повышает растворимость (превращение в доступные растениям формы) в избытке имеющихся в почве и необходимых для питания растений фосфора, калия, магния и других жизненно необходимых химических элементов. Всегда имеющаяся в воздухе влага конденсируется на границе между обработанной и необработанной частями почвы — выпадает дневная почвенная роса (необработанная часть почвы всегда холоднее) — происходит атмосферная ирригация. Вместе с дневной почвенной росой, растениям доставляется достаточное для их развития количество азота в виде растворенных в росе соединений.
Поверхностная обработка почвы на глубину 5-7 см позволяет снизить потребность в минеральных удобрениях, получать всходы после посева без дождя и урожаи даже в засуху. В течение одного-двух лет минимальной обработки исчезает подплужная подошва, земля начинает лучше сохранять зимнюю влагу и пропускать воздух, почва перестает закисляться.
Комбинированные схемы почвообрабатывающих агрегатов при установке дисковых рабочих органов обеспечивают заделку в почву пожнивных остатков и другой органики на глубину до 10 см, чем выполняется главное условие, обеспечивающее повышение уровня содержания гумуса в почве, а следовательно, её плодородие и урожайность выращиваемых культур. Кроме этого применение таких агрегатов для обработки почвы по сравнению с пахотой увеличивает производительность в 1,5 раза.
При внедрении минимальной обработки почвы, например, в хозяйствах Республики Беларусь необходимо учитывать следующие условия, позволяющие эффективно применять данный технологический прием без возможных отрицательных последствий либо их снижения.
1. Нецелесообразно применять минимальную обработку на:
- суглинистых и глинистых почвах;
- почвах с неблагоприятными агрофизическими свойствами пахотных горизонтов (высокой равновесной плотностью (1,4 г/куб. см и выше);
- склоновых почвах, подверженных водной эрозии, из-за усиления поверхностного стока воды (минимальную обработку целесообразно заменить глубокой безотвальной чизельной обработкой);
- почвах с низким баллом плодородия менее 25 (в Республике Беларусь это около 20 % пашни), т. к. в этих случаях будет формироваться низкая урожайность возделываемых культур.
2. Применение минимальной обработки должно предусматривать:
- предварительное уничтожение многолетних двудольных и злаковых сорняков (пырей, осот, полынь, чистец болотный и т. д.) при помощи глифосатсодержащих гербицидов с нормами расхода 6-8 л/га;
- выравнивание поверхности обрабатываемых участков;
- разуплотнение подпахотного горизонта с использованием биологических приемов (посевы редьки масличной, горчицы белой, люпина узколистного, многолетних бобовых трав), приемов механического разуплотнения — применение агрегатов для глубокой обработки (глубокорыхлителей, щелевателей, чизельных плугов и т. д.), применяя их один раз в 3-4 года осенью после основной обработки почвы на глубину до 40 - 45 см.
3. Эффективному применению минимальной обработки почвы будут способствовать:
- строгое соблюдение технологии с соблюдением качества всех операций от обработки почвы до уборки;
- применение измельченной равномерно по ходу движения комбайна соломы предшественников в качестве органического удобрения и мульчирования верхнего слоя для защиты от ветровой эрозии, сохранения почвенной влаги;
- чередование культур с большим и малым количеством послеуборочных остатков для равномерной переработки почвенными микроорганизмами без накопления соломы в верхнем обрабатываемом слое до 10 см;
- применение системы машин (отечественного производства), предназначенных для минимальной обработки почвы.
При заделке соломы в качестве органических удобрений необходимо обязательно вносить дополнительно до 10 кг д.в. азотных удобрений на одну тонну соломы.
Целесообразно проводить интегрированную защиту посевов от вредных организмов — вредителей, болезней, сорняков — селективными пестицидами с широким спектром действия; уделять внимание борьбе с почвенными вредителями — проволочниками, совками, слизнями, грызунами. При минимальной обработке почвы применять препараты для обработки семян, особо эффективные против корневых гнилей.
Кроме того, необходимо соблюдать глубину заделки семян в почву без чрезмерного их заглубления (при увеличении глубины происходит задержка, неравномерность всходов, повреждение низкими температурами, снижение эффективности подкормок удобрениями и микроэлементами, химической борьбы с вредными объектами, урожайности).
На основании результатов полевых опытов, проведенных аграрной наукой в последние 10 лет, и учета почвенно-экологических условий пахотных земель, а также биологических особенностей сельскохозяйственных культур и их размещения в севообороте, объем применения бесплужных технологий в настоящий момент может составить 800 тыс. га (по Республике Беларусь).
Негативные явления применения технологии:
- Повышается засоренность полей, особенно многолетними сорняками;
- Частые поверхностные обработки без оборота пласта при размещении зерновых по зерновым в узкоспециализированных севооборотах могут увеличить поражение их корневыми гнилями;
- При обработке почвы без оборота пласта затруднена заделка на оптимальную глубину органических удобрений;
- Минимальную обработку нельзя применять после многолетних трав.
Для устранения негативных явлений минимальной обработки почвы необходимо в ее системе в севообороте умело сочетать отвальную и безотвальную, глубокую и поверхностную обработки. Важнейшее условие эффективной минимализации обработки почвы — высокий уровень общей культуры земледелия, строгое соблюдение технологической дисциплины, проведение полевых работ в оптимальные сроки и с отличным качеством, правильное использование эффективных гербицидов, применение достаточных доз удобрений. Непременное условие применения минимальной обработки почвы — чистота полей от сорной растительности, особенно многолетней (корневищных и корнеотпрысковых).
Применение минимальной технологии Mini-Till позволяет сократить расход топлива на 10-30 %, сдерживать минерализацию гумуса, а также сохранить и увеличить продуктивность, как отдельных культур, так и севооборота в целом.
Подготовлено по материалам, опубликованным в журнале «Наше сельское хозяйство» (2023 г., январь, № 1), автор: Петроченко Н.О., магистр технических наук.
© Петроченко Н.О., магистр технических наук
