Опыт использования технологии прямого посева в Венгрии. Исследуется уже почти 40 лет.
В Венгрии технологию прямого посева (ПП) начали изучать еще в далеком 1962 году. Первые результаты исследований продемонстрировали преимущества этого метода в отношении сохранения почвы, а позже были получены данные, подтверждающие его положительный экономический эффект. Однако на практике он мало применялся, тогда все еще преобладала технология глубокой механической обработки почвы. (Опубликовано в № 09.2010 г.)

В исследованиях прямого посева учеными Венгрии можно выделить пять этапов (Barikas et al., 1997 г.; Barikas, 2008 г.).
На первом этапе (1962-1981 гг.) полевые исследования ПП проводились на разных культурах, в разных климатических зонах и почвенных условиях (Мартонвашар, Кештели, Карсаг, Шегед, Нирегихаза). Среди изучаемых культур была озимая пшеница, озимый и яровой ячмень, озимая рожь, кукуруза и подсолнечник. Однако приемлемые результаты были получены только по озимой пшенице и ржи, выращиваемых на хорошо структурированных почвах.
На втором этапе (1982-1990 гг.) производственные полевые опыты проводились в хороших условиях (Кештели, Мартонвашар, Годоло, Каранчлапуйте, Комполт, Путнок). Институт сельскохозяйственной инженерии исследовал пять типов сеялок прямого посева и впервые получил первый положительный опыт применения ПП в производственном посеве (Байн, 1983-1990 гг.). Площадь озимой пшеницы, высеянной по технологии прямого посева, возросла с 30 до 500 га, а кукурузы – с 30 до 110 га. Пример Байны позволил получить ответы на важные вопросы, касающиеся ПП, включая значение севооборотов (см. табл. 1).

Таблица 1. Урожайность зерновых с перве годы проведения исследований ПП в Венгрии

На третьем этапе (1991-1998 гг.) параллельно с развитием технологии проводились научные исследования. Однако работа была ограничена территориально – для опытов было выделено всего 100 га. Точность исследований была повышена благодаря включению новых критериев, в частности, адаптируемость ПП к системам богарного земледелия, а также самовосстанавливаемость систем и их соответствие критериям рационального использования природных ресурсов.
Четвертый этап (начат в 1999 г.) был ознаменован тем, что исследования распространились на другие регионы (Бишерд, Сардасзаллас, Кишуйсаллаш, Харта, Остопан, Папа, Соросад, Васкут) и проводились на больших площадях (до 5000 га). В результате была дана всесторонняя оценка влиянию прямого посева на урожайность, почвенные условия, уровень засоренности и экономические факторы (Birkas & Gyricza, 2000). Выяснилось, что новые сеялки прямого посева подходят для работы даже в условиях тяжелых почв.
Пятый этап исследований начался совсем недавно. Сейчас ученые Венгрии изучают эффективность посева узкими полосами при рыхлении всей площади поверхности почвы в засушливых климатических условиях. Последствия глобального потепления, включая увеличение частоты засушливых периодов, могут потребовать от производителей применения более эффективных методов обработки почвы. Предполагается, что уже в ближайшем будущем минимальная обработка, система No-till и другие методы улучшения сохранения почвенной влаги будут играть огромную роль в сельском хозяйстве Венгрии (Birkas et al., 2004-2007 гг.).

Почвы и климат Венгрии

Общая площадь Венгрии составляет 9303 тыс. га, из которых 6400 тыс. га (68,8%) – сельскохозяйственные земли и 4500 тыс. га (48,4%) – обрабатываемые земли. Верхний слой почвы Венгрии имеет следующую структуру: 15% – песок, 12% – песчаный суглинок, 47% – тяжелый суглинок и 26% – глинистые почвы. На 59% почв потребности сельхозкультур можно легко удовлетворить посредством механической обработки земли, в то время как на 41% почв это сделать намного сложнее (Birkas et al., 2004 г.). Около 34,8% почв этой страны восприимчивы к деградации и уплотнению (солонцы, глесоли и лювисоли), 13,9% почв – не восприимчивы (кальцисоли, чернозем), 23% почв – характеризуются незначительной восприимчивостью (камбисоли, чернозем, гистосоли) и 28,3% – умеренной восприимчивостью (вертисоли, фаеоземы).
Климат Венгрии континентальный, хотя в последние десятилетия здесь все чаще наблюдаются предельные климатические явления. Среднегодовой уровень осадков составляет здесь от 800 мм на западе до 500 на востоке. Наибольшее количество осадков выпадает в начале лета и осенью.

 

Воздействие на почву – в пределах 10%

При использовании метода прямого посева механическая обработка исключается, семена вносятся в узкую борозду, сформированную сошником. При этом нарушение поверхности почвы составляет менее 10%. Следовательно, при использовании метода прямого посева утрачиваются некоторые агрономические преимущества, связанные с нарушением почвы при традиционном способе обработки (например, разрыхление подплужного слоя, механический контроль сорняков и разрушение корки на поверхности). Вместе с тем при его применении удается избежать многих отрицательных последствий чрезмерного рыхления почвы.

Таблица 2. Результаты изучения No-till в Венгрии

 

Мы начали экспериментальные наблюдения по проблеме прямого посева еще в 1977 году, однако продолжаем эту работу и по сей день. Некоторые данные (см. табл. 2), полученные в ходе наших исследований в засушливых регионах Карпатского бассейна, проведенных на основе полевых опытов по изучению технологии No-till, вызывают множество вопросов. Рассмотрим некоторые из них подробнее.
• Удовлетворяет ли метод прямого посева или No-till требованиям сельхозкультуры к рыхлости почвы (объемная масса)? Мы судили о возможности использования технологии No-till на определенной почве по уровню ее рыхлости. Уровень рыхлости, как правило, имеет значение для слоя, в котором находятся корни растения (глубина до 30 см – в почвах легкого механического состава и до 40 см – тяжелого). Когда почва чрезмерно уплотнена на глубину до 30 см, ее необходимо разрыхлять механическим способом (Birkas et al., 1989; Birkas, 2008) (см. рис. 1).

Рис.1. Рекомендуемые шаги в первые годы при переходе на ПП в условиях Венгрии

• Обеспечивает ли метод прямого посева почвенные условия, необходимые для озимой пшеницы и кукурузы в любой сезон? Почва в неуплотненном состоянии с достаточным содержанием питательных веществ и влаги способствует нормальному или интенсивному росту и развитию растений. Однако это преимущество можно утратить в результате проблем с сорняками, вредителями и болезнями растений. Кроме того, среди других положительных сторон ПП нужно учитывать не только достижение высокой урожайности, но и поддержание благоприятной структуры почвы.
• Как можно решить проблемы с сорняками? Первое условие: не использовать No-till на почвах, сильно загрязненных сорняками. Второе условие: необходимо обес­печить своевременный контроль за сорняками как осенью (после уборки), так и весной (после посева). Например, ранней весной сорняки предпочитают более благоприятный микроклимат в посевах озимой пшеницы, высеянной с использованием ПП. Они доминируют на участках с редким травостоем, обусловленным некачественным посевом или подтапливанием.
• Использовать ли No-till при возделывании монокультуры? Данные таблицы 1 свидетельствуют о том, что производственные показатели возрастают, если севооборот не используется. Однако севооборот сокращает риски, связанные с применением технологии ПП. Культуры-предшественники могут положительно влиять как на почву, так и на последующую культуру (в нашем примере – люцерна, горох, горчица), а также ограничивать воздействие других неблагоприятных факторов (сорняков, вредителей, заболеваний), оказывать аллелопатическое влияние. В нашем примере производство в некоторые годы пшеницы и других злаковых без использования севооборота, вероятно, повлияло на снижение урожайности.
В 1980-1990-х годах мы столкнулись и с другими проблемами применения системы No-till, подтвержденными в зарубежных литературных источниках, а именно:
а) сохранение стерни и растительных остатков на поверхности почвы;
б) плодородность глубоких слоев почвы;
в) неблагоприятная микробиологическая активность в условиях уплотненной почвы;
г) методы внесения удобрений;
д) чувствительность культуры к растительным остаткам культуры-предшественника;
е) потребность в специальном оборудовании;
ж) необходимость специальных знаний.
В этом десятилетии благодаря новым разработкам в сфере применения технологии прямого посева большинство этих проб­лем мы уже решили. Поскольку No-till требует использования специальных методов и точности на каждом этапе, было бы нера­зумно начинать использовать эту технологию на почвах, где уже существуют проблемы с уплотнением или сильным засорением (на это обращали внимание многие исследователи и фермеры Венгрии). На рисунках 2 и 3 отражены операции по применению технологии No-till, проводимые в Венгрии.

 

Рис.2. Прямой посев озимой пшеницы по стерне куркурузы на силос

Рис. 2. Прямой посев озимой пшеницы по стерне кукурузы на силос
(октябрь 2005 г., Agroprodukt Ltd., Папа, Венгрия)

Рис. 3. Подготовка к полосовому посеву по мульчирующему слою на поверхности почвы

Рис. 3. Подготовка к полосовому посеву по мульчирующему слою на поверхности почвы
(1998 г., Годолло, Венгрия)

 

Для оздоровления почвы нужно время

Как известно, почвы, которые в течение многих лет интенсивно обрабатывались, легче разуплотнить. На почвах, которые не обрабатывались, в засушливых условиях, как правило, формируются комки и наблюдается образование пыли, а следовательно, велика вероятность заливания и растрескивания почвы. Это необходимо учитывать в первые несколько лет применения технологии прямого посева.
Некоторые характеристики почвы можно улучшить в течение трех – пяти лет за счет сокращения перемещения техники, формирования мульчирующего слоя на поверхности почвы, а также снижения уровня нарушения почвенного покрова. В результате содержание почвенного органического вещества в верхнем слое почвы будет повышено. После пяти – семи лет применения метода прямого посева можно наблюдать повышение устойчивости почвы к уплотнению, хотя существует вероятность, что в течение первых десяти лет оно сохранится в глубоких слоях почвы. Повышение несущей способности грунта тесно связано с содержанием органического вещества или углерода в почве.
На основе вышеприведенных данных можно сделать вывод о том, что положительное влияние на почву, обусловленное использованием технологии No-till, проявляется в течение длительного периода. В Венгрии наблюдаются следующие преимущества прямого посева:
• сокращение водной и ветровой эрозии;
• повышение содержания почвенного органического вещества (за 5 лет на 35%) и снижение потерь углерода (на 41% за один сезон);
• снижение разрушения структуры почвы в результате механической обработки, а также сокращение уплотнения, обусловленного перемещением техники;
• улучшение структуры почвы и агрегации (уровень агрегации может возрасти на 45% за пять лет);
• повышение уровня инфильтрации;
• снижение потерь влаги во время вегетационного периода (до 45% в засушливые годы);
• снижение расхода энергии для производства культур (экономия до 33% в засушливые годы и 21% – в годы с умеренным или обильным выпадением осадков по сравнению с другими почвосберегающими технологиями);
• снижение урожайности компенсируется сокращением затрат;
• повышение активности земляных червей, которая способствует и поддерживает рыхлую структуру почвы в течение вегетационного периода.

 

Экологические преимущества ПП в Венгрии

No-till является средством устранения некоторых агрономических и экологичес­ких рисков, характерных для традиционной обработки почвы, а также улучшения качества окружающей среды в целом. В результате проведенных исследований мы определили основные экологические факторы риска, вызываемые механической обработкой почвы: уплотнение почвы, формирование комков, разрушение структуры и образование пыли, а также усиленное проявление водной и ветровой эрозии. При этом интенсивная механическая обработка приводит к снижению содержания органического вещества, повышению выбросов углекислого газа и разрушению среды обитания земляных червей (Birkas et al., 2007 г.; Birkas et al., 2008 г.). В таблицах 3-5 отражено влияние основных факторов риска различных методов посева на окружающую среду. Механическая или другая обработка считаются экологически приемлемыми, если не наблюдается их отрицательное влияние, а также когда результаты обработки соответствуют критериям почвосбережения и охраны окружающей среды. Экологические и агрономические требования отличаются (например, фермеры не проводят оценку плуга с точки зрения выбросов углекислого газа).

Таблица 3. Экологическое влияние различных методов посева на влажных почвах

Таблица 4. Экологические риски, свзяанные с использованием различных методов посева на сухих почвах

Таблица 5. Экологические риски, свзяанные с использованием различных методов посева на очень влажных почвах

Агрономические и экологические факторы риска методов посева были определены на практике. Методы посева классифицируются по степени экологического влияния (в порядке снижения).
Классификация для влажных почв следующая:
Полосовая < Подготовка семяложа и посев = ПП < Обработка-посев < Традиционная обработка.
Для сухих почв (см. табл. 4) классификация следующая:
Полосовая < ПП < Подготовка семяложа и посев = Обработка-посев < Традиционная.
На очень влажных почвах (см. табл. 5) классификация следующая:
Полосовая = ПП < Подготовка семяложа и посев = Обработка-посев < Традиционная обработка.
Таким образом, преимущества экологически ориентированных методов посева включают предотвращение негативного влияния (табл. 6), своевременное выявление потенциальных влияний и снижение затрат на восстановление почв.

Таблица 6. Снижение экологических рисков при использовании различных методов посева в Венгрии

 

Суммируем преимущества и выгоду

За последние два десятилетия в Венгрии все чаще наблюдаются засушливые условия. При этом продолжительность периодов засухи увеличилась. А фермеры все чаще задумаются о новых системах и технологиях земледелия, адаптированных к новым климатическим условиям. Технологию No-till в условиях экстенсивной обработки почвы можно легко изучить и начать рентабельно применять.
Как кратко-, так и долгосрочные исследования на крупных исследовательских участках, а также наблюдения в масштабах фермы позволили получить многочисленные данные, с помощью которых можно количественно выразить фактическую адаптируемость технологии No-till к условиям Карпатского бассейна. Эти данные свидетельствуют о том, что:
• требования культур по объемной массе можно удовлетворить при использовании технологии No-till на неуплотненных почвах;
• поддержание естественной структуры почвы обеспечивает создание более благоприятных условий для роста культуры, чем почва, подготовленная традиционным, но малоэффективным способом;
• требования к почве основных культур, возделываемых в Венгрии (пшеницы, кукурузы, подсолнечника и рапса), можно удовлетворить с помощью технологии No-till в засушливые сезоны;
• неуплотненные почвы, обеспеченные достаточным количеством питательных веществ и влаги, способствуют более раннему прорастанию, развитию и росту культуры;
• чтобы обеспечить эффективность технологии No-till, необходимо своевременно проводить операции по защите посевов от сорняков, внесению удобрений или химических препаратов, контролю вредителей и заболеваний (например, Fusarium или Diabrotica);
• технология No-till не подходит для хозяйств, сильно загрязненных многолетними сорняками;
• в Венгрии технология No-till оказалась не самым лучшим вариантом при возделывании монокультуры, особенно кукурузы;
• прямой посев может быть использован для посева любой промежуточной культуры (горчица, редька масличная, фацелия), когда их необходимо выращивать в севообороте с озимой пшеницей;
• в первые годы использования технологии No-till необходимо обеспечить достаточно высокое плодородие подпочвенных слоев.

 

М. Биркас
М. Джоланкай
А. Стингли