На вопрос «Кто виноват?» мы ответ, похоже, нашли. А теперь более сложный вопрос - «Что делать?».
К сожалению, для почвенно-климатических условий юга России нет универсального решения, а в условиях непредсказуемого изменения климата и быть не может. Всё, что мы можем сделать - это выбрать направление развития системы земледелия для прекращения деградации почвы и восстановления ПОВ до исходного уровня.
Для начала рассмотрим варианты снижения негативного влияния нашей хозяйственной деятельности на почвенное плодородие.
Затем обратимся к мировому опыту и успехам в некоторых регионах в решении подобных задач. И в заключении, коснемся нашего опыта и способов движения в нужном направлении.
Деградация почвы: переуплотнение и измельчение
Ниже предлагаем шаги по его снижению в зависимости от простоты внедрения:
- Снижение давления движителей в 1,5-3 раза.
- Изменения в агротехнологиях, позволяющие не проводить обработку почвы в период её избыточной и недостаточной влажности.
- Увеличение ширины захвата орудий для снижения доли зоны уплотнения.
- Снижение интенсивности обработки почвы.
- Снижение химической нагрузки от пестицидов и минеральных удобрений на почвенную биоту;
Снижение давления движителей в 1,5-3 раза
Какие есть варианты?
- Самый простой – при очередной смене покрышек купить шины повышенной флотации, что маркируется аббревиатурой «SFT». При одинаковой грузоподъемности они позволяют снизить рабочее давление в шинах с 2,1 до 1,2, а на спарке на предпосевной культивации и до 0,8 атмосфер.
- Использовать в течение года сдвоенные шины.
- Работать в поле на минимально допустимом давлении в шинах.
- При покупке нового трактора сразу требовать от поставщика сдвоенные шины класса SFT.
- Перейти на еще более щадящие шины – СНД (сверх низкого давления), что позволяет снизить давление еще на 30-40%, но за это придется заплатить.
- При замене тракторов и комбайнов приобретать машины на полугусеничном или полностью гусеничном ходу. Это позволит уйти на уровень давления 0,3-0,5 атмосфер, и в отличие от спарки или спарки СНД иметь габарит в районе 3- 3,5 м против 4-6 м.
Изменения в агротехнологиях, позволяющие не проводить обработку почвы в период её избыточной и недостаточной влажности
Первая цель – это выполнение выравнивания и культиваций осенью в самом конце сезона, с целью не выполнять обработку почвы весной, или свести её к одной операции боронования или культивации «драпачами» на 5 см, при этом использовать трактор с максимально выгодным соотношением Ширина захвата/давление на почву.
Это позволит не только уменьшить площадь и объём переуплотнения, но и исключить пластическую деформацию переувлажненной почвы культиваторными лапками.
Вторая цель – не проводить обработку почвы в период пониженной влажности обрабатываемого слоя почвы, т.к. это приводит к переизмельчению почвы, разрушению микроагрегатов в пыль. Это как правило период с августа по октябрь, но в 20 году на значительной площади это продолжалось до середины декабря.
Увеличение ширины захвата орудий для снижения доли зоны уплотнения
Цель этого процесса – уменьшить долю уплотняемой части почвы. Решение – увеличение ширины захвата за счет изменения технологий, позволяющих уменьшить глубину обработки почвы, а также использование максимально мощных тракторов, особенно при решении вопроса снижения давления движителей на почву. Эта работа требует времени, терпения и целеустремленности.
Снижение интенсивности обработки почвы
Здесь имеется в виду следующее – отказ от агрессивных способов обработки (например, фрезерными культиваторами) в пользу более щадящих орудий путем изменения применяемых технологий и как следствие замена парка с/х машин. Проблема состоит в том, что никто не проводил оценку разрушающего воздействия различных способов обработки почвы и не составил рейтинг среди них, что позволило бы обоснованно говорить какой вид обработки «вреднее».
Снижение химической нагрузки от пестицидов и минеральных удобрений
Имеет смысл только при комплексном подходе к решению проблемы восстановления плодородия почвы. В этом вопросе есть несколько направлений, во многих странах имеется положительный опыт. В целом, это замена химических методов на механические или электрические, замена химических пестицидов на биологические, и химических удобрений на органические. Теоретически всё понятно, но на практике не все так просто. Основная идея – увеличить биологическую активность почвенной биоты в несколько раз.
Решив проблему минимизации механической деградации почвы от переуплотнения и измельчения можно переходить ко второму уровню – созданию оптимальной структуры почвы – уровню порозности, оптимальному для растений в севообороте. Поясним, о чем идет речь.
Ниже две хорошо известные в научных кругах диаграммы.
При уплотнении почвы сжимаются поры, что не позволит воздуху и воде наполнять эти агрегаты почвы.
Проблема для южных черноземов состоит в том, что в естественном залежном состоянии он имеет высокий удельный вес на уровне 1,3-1,4 г/см³. И объем пор не достигает идеального уровня в 45-50%. Такие растения, как пшеница и ячмень, не испытывают никаких сложностей в такой плотной почве, чего не скажешь про такие важные для нашего региона культуры, как сахарная свекла и кукуруза.
Это одна из фундаментальных причин, по которой возделывание этих культур без разуплотнения почвы в зоне основной части корневой системы этих растений на наших черноземах будет убыточно.
А если учесть, что по полю все-таки будет ездить техника, и уплотнение почвы будет накапливаться, то ни о каком No-Till не стоит и говорить.
Таким образом, если мы уменьшили общий объем уплотнения в 2 и более раз за счет использования шин SFT или замены колесных машин на гусеничные, а также за счет увеличения ширины захвата и снижения количества проходов по полю, то имеет смысл переходить на следующий уровень экологизации – создания благоприятного уровня порозности почвы для конкретной культуры.
Сахарная свёкла. Самая чувствительная к фактору плотности почвы культура. Она предпочитает рыхлые почвы с объемным весом 1,1 г/см³. Для её возделывания на юге России на большинстве почв необходимо производить разуплотнение почвы, как минимум в полосе посева, шириной 20 см на глубину 35-45 см.
Кукуруза важная культура для животноводов, т. к. из нее заготавливают силос. Она хоть и менее требовательная к плотности почвы, но и она на залежи расти не будет, следовательно почву надо также разуплотнять, как минимум в полосе посева шириной 20 см, на глубину 30-40 см.
Подсолнечник допускает объёмный вес почвы примерно до 1,25 г/см³, следовательно на необрабатываемом 5-7 лет черноземе он начнет испытывать дискомфорт и снижать продуктивность.
Это мы рассмотрели факторы с точки зрения физических условий для развития корневой системы.
Влага
В 2020 году мы столкнулись с ситуацией, когда за зиму в метровом слое не накапливается достаточный объём влаги и возникает задача для агротехнолога – найти способ накопить и удержать воду в зоне основного расположения корней культурных растений, а у каждого растения она своя.
Актуальной становится система обработки почвы, позволяющая увеличить количество удерживаемой влаги в корнеобитаемом слое. Каким образом у черноземов юга России при их сегодняшнем уровне деградации можно увеличить водоудерживающую способность?
Если почву просто оставить в покое, то на ней сначала бурно начнут расти сорняки - амброзия, марь белая и т. д., но постепенно эндемики начнут их подавлять, а почва начнет самоуплотняться. Через 5-7 лет начнет формироваться степное разнотравье, а в почве восстанавливаться естественная структура и увеличиваться влагоемкость.
Проблема в том, что если после семи лет «выгулки» мы начнем без рыхления выращивать культурные растения, то желаемого уровня урожайности можно ожидать только от пшеницы и ячменя. Все остальные культуры будут чувствовать себя плохо.
Как же совместить желание увеличить влагоемкость почвы и получать рентабельный уровень урожайности товарных культур?
Рассмотрим ситуацию весны 2020 года. Влага, выпавшая за осенне-зимний период, проникла на глубину 35-40 см и не «сомкнулась» с влагой, находящейся на глубине 60 и более см. В результате мы лишились возможности подъема грунтовой влаги по капиллярам к верхним горизонтам, а в условиях «смыкания» капиллярная влага была важнейшим источником в июне-июле для сахарной свеклы, кукурузы, сои и подсолнечника.
Как можно в таких условиях получить «смыкание» влаги?
Если выполнить координатное щелевание, например с шагом 70 см на глубину 40 см, то влага по ширине профиля начнет перераспределяться и в зоне щели достигнет глубины 70-80 см и «сомкнется» с грунтовой влагой, а в междурядье при дефиците осадков может образоваться зона недостаточного увлажнения, от которого пострадают сорняки в междурядье. Если мы произведем посев культурного растения точно по щели, то обеспечим его более благоприятным водным режимом.
Технология навигации с использованием стационарных базовых станций коррекции получила название RTK. Она хорошо технически отработана и позволяет сохранять «треки» бесконечное число лет, в отличие от чисто спутниковых способов, таких как Center Point, у которого высокая мгновенная точность, но «трек» не привязан к местности и через год дрейфует. Современный уровень точности технологии RTK обеспечивает точность +/-2 см.
В Краснодарском крае развернута уникальная система – сеть базовых станций RTK Кубань. Она обеспечивает еще более высокий уровень точности, и стабильности треков с годами, за счет перекрытия сигнала от 2-4 наземных БС. Таким образом технически на представляется сложным выполнить координатное щелевание осенью, а весной посеять яровую культуру точно по координатам щели.
При таком щелевании нужно сразу решить и другую задачу – внести минеральное (или органическое) удобрение внутрипочвенно и локально.
Почему это важно? Мы сразу решаем четыре задачи!
1. Совмещаем две операции за один проход.
2. Увеличиваем КПД использования удобрений, т. к. они располагаются в зоне роста корней культурного растения и в зоне максимального увлажнения.
3. Снижаем долю затрат на удобрения в конечной продукции.
4. Мы улучшаем экологию почвы. Т.к. химически повреждаемая от солей удобрений зона почвы локализована и в остальном почвенном горизонте микориза и микроорганизмы почвы могут свободно развиваться.
При этом мы получаем еще и прямую экономическую выгоду, т. к. на практике щелевание с шагом 70 см на глубину 40 см на непересушенной почве требует 23-28 л/га, что по сравнению с традиционной системой (разбрасывание, вспашка, выравнивающая культивация) в 1,5-2 раза меньше только по прямым затратам.
Сложнее в этой технологии ситуация с сахарной свеклой. Щелевание с шагом 45 см требует ощутимо больших затрат мощности, ГСМ и при определенном состоянии почвы не позволяет получить щели – происходит «подрыв» всего горизонта. В этом вопросе может быть интересен американский опыт возделывания свеклы с междурядьями 56 и даже 76 см. В условиях дефицита влаги это не снижает, а даже увеличивает урожайность за счет лучшей выполненности корнеплодов. Следует рассмотреть вариант посева с междурядьем 56 и 70 см. Сейчас технически переоборудовать прицепные американские свеклоуборочные комбайны под такое междурядье не представляется сложным. Это может позволить снизить затраты и не потерять урожайность.
Другой вариант, технология CTF которая набирает популярность в Австралии и уже заняла там около 3 000 000 гектаров (из 13) в первую очередь в зонах, ранее страдавших от засухи. Похожая на нашу история, которая началась в Австралии 25 лет назад и за последние 20 лет технология CTF показала впечатляющие результаты – на фоне продолжающегося ухудшения водного режима происходит рост урожайности до-18%, в среднем по стране на 10%, но самое главное – увеличение чистой прибыли в среднем в два раза!