НОВОСТИ

Уплотнение почвы и ее изменение при нулевой обработке

ТЕГИ: no-till в Австралии безпахотная обработка уплотнение почвы

Билл Крэбтри, консультант по вопросам сельского хозяйства Западная Австралия

В связи с широким применением во многих странах мира в конце 80-х гг. технологии беспахотной обработки возникли опасения по поводу уплотнения и затвердевания почвы. Однако наши открытия доказали, что нулевая обработка позволяет почве со временем оставаться мягкой — ввиду меньшего движения по ней сельскохозяйственного транспорта, сохранения почвенной структуры, природного распространения и сжатия грунтов хорошего качества, увеличения почвенных органических веществ, улучшения биоактивности почвы.

Беспахотная обработка уплотняет меньше

В связи с уплотнением почвы увеличивается плотность земли, уменьшается ее рыхлость, повышается сопротивление вдавливанию, а также разрушается структура. Такое уплотнение возникает вследствие постоянной езды по ней тяжелой сельскохозяйственной техники. За последние 50 лет вес трактора увеличился приблизительно в два раза, следовательно, уплотнение почвы зависит от интенсивности движения транспорта. Другие факторы, влияющие на уплотнение земли, — менее существенны.

Возможно, в это трудно поверить, но беспахотная обработка, на самом деле, смягчает почву. Подпахотный слой почвы уплотняется меньше, если его реже поддавать обработке, ездить с/х транспортом по нему. В условиях ограниченного развития корневой системы, верхний слой почвы (0—20 см) не поддается существенному уплотнению. Появлению урожая и развитию корневой системы препятствуют поверхностный посев и затвердевание почвы в результате ее высушивания. Несмотря на это, при влажном пахотном слое почвы, поверхностный слой достаточно мягок для полноценного развития корневой системы растений.

Примером этого может служить таблица 1, в которой показаны существенные изменения, произошедшие в сохранении структуры почвы на протяжении пяти лет (регион — Западная Австралия).

Таблица 1. Структура земли при наименьшей обработке

Уплотнение почвы в Западной Австралии

Беспахотная обработка почвы на Западе Австралии стала применяться в конце 80-хх гг. Тогда же и возникли опасения, что такая обработка приводит к затвердеванию почвы, ограничивает нормальное развитие корневой системы. Множество проведенных испытаний по глубокому разрыхлению почвы показали низкие объемы урожая зерна — 5—20% на почвах с 30-сантиметровым рыхлением — несмотря на высокую ответную реакцию растений, которая составила 15—50%. Стоимость проведения рыхления, а также низкая пригодность почвы для движения с/х транспорта послужили причинами для заимствования технологии распушивания земледельцами из южных и восточных регионов Австралии.

Некоторые почвы Западной Австралии (приблизительно 7% от всей территории страны) дают положительную реакцию на проведение рыхления. Урожай зерна на них возрос до 70%. Такие реакции происходят на желтых глинистых песках, содержащих 7—12% глины. Эти почвы могут поразительно сжиматься при отсутствии движения по ним транспорта. Большой диапазон размеров частиц, а также отсутствие качественных видов глины (каолиновой) означают, что действие одной только проникающей дождевой воды может привести к уплотнению почвы и ограничению, таким образом, роста зерновых. Гидрофобные (водоотталкивающие) почвы почти не содержат глины (менее 2%), поэтому воск из органических веществ покрывает поверхность песка, не давая воде проникнуть внутрь.

Такая гидрофобность почв изменяется путем добавления глины в верхние слои почвы с использованием тяжелого оборудования. Технология называется «оглинение». Таблица 2 показывает степень отвердения почвы. 50-сантиметровое разрыхление этой почвы дало только 9% прирост урожая зерна, в то время как после оглинения этот процесс дал 100%-й исход.

Таблица 2. Прочность почвы на глубоких песках Эсперанс

Прочность почвы

Уплотнение почвы

Уплотнение почвы в Южной Америке

Земледельцы Южной Америки не видят опасений в уплотнении почв при их нулевой обработке. Они считают, что почвы остаются мягкими при их биологической активности благодаря улучшенному плодородию почв, активному развитию корневой системы, а также защитным насаждениям.

Уплотнение почвы в Северной Америке

В тех районах Северной Америки, где возделываются зерновые культуры, существует несколько проблем, связанных с уплотнением почв. В штатах Центральной и Северной Америки результаты исследования по оценке эффективности подпочвенного рыхления показали несколько положительных результатов по сбору урожая. Исследование строилось на проведении рыхления почв, возделываемых под сахарной свеклой и пшеницей, глубиной 40 см. В большей мере преодолению уплотнения почв способствовали самовосстанавливающаяся природа самих почв, а также их деятельность по замораживанию и оттаиванию.

В популярной на территории североамериканских прерий книге «Совершенствование мастерства нулевой обработки земли» по теме уплотнения почв не сказано ничего. Эта книга была написана после того, как большинство уже приняло технологию беспахотной обработки почвы на протяжении более чем пяти лет. Доказательство этого мнения получило свое распространение и в южных штатах США. Здесь поверхность старых почв, не подвергавшихся пахотной обработке, не способна сжиматься, к той же плотности, что и поверхность традиционно культивированных почв. Ее уплотнению препятствует высокое содержание органических веществ в беспахотном слое (см. табл. 3). Если почва сжата до плотности более чем 1,4 г/см3, замедляется развитие корневой системы. Сопротивление твердометра отражает способность корней расти в почве. Так, рост замедляется при 7 кг/см2 и прекращается при 21 кг/см2.

Разрыхление уплотняет почву, разрушая ее структуру

Обработка земли может привести к уплотнению подпахотного слоя, отвал плуга, в свою очередь, — худшая из форм уплотнения почвы. Интересно, что в 1943 году Фолкнер в своей, ставшей затем противоречивой, книге «Безумство пахаря» писал: «...отвал плуга, которым пользуются земледельцы всего цивилизованного мира, — наименее подходящее орудие в обработке почвы для производства зерновых культур».

В кратком обзоре опыта нулевой обработки почвы в США говорится о том, что проблема уплотнения почвы преимущественно относится к механической обработке почвы. На рисунке со спиралью разрушения почвы, поданном ниже, — урывок из данного обзора.

В процессе обработки почвы органические вещества попадают в нее, целиком поглощаясь в теплой сырой почве, главным образом, в течение 2—3 недель. Такая обработка способствует бактериальной и противогрибковой деятельности, работе земляного червя. Несмотря на медленный выход органических веществ из поверхностного слоя остатков, это позволяет множеству микроорганизмов и земляных червей естественно и неторопливо «возделывать» почву. Такая биологическая активность создает природные возможности для разработки почвы.

Быстрая потеря органического углерода замедляет множество полезных биологических процессов. В 5 г почвы существует приблизительно 10 млн. микроорганизмов, и большинство из них предпочитает постоянное поступление энергии для здорового воспроизведения популяции.

Спираль показывает, что движение транспорта во влажных условиях уплотняет почву и тогда приходится использовать рыхление для ее смягчения, что уплотняет подпочву и позволяет почвенным микроорганизмам быстро потреблять органический углерод.

Уплотнение путем поверхностного заиления

Когда в конце 1980-ых мы приняли технологию нулевой обработки, ожидалось, что тяжелые почвы начнут уплотняться от давления колес двигающегося по ним транспорта. Мы были очень удивлены, когда этого не произошло. Причиной, стало быть, является принцип беспахотной обработки, когда во время посева семя помещается в само основание борозды. Борозда остается влажной в наших прохладных и сырых условиях для сеяния, поэтому почва не высыхает до появления всходов.

Наиболее заметным в Западной Австралии улучшение урожая зерна вследствие беспахотной обработки земли было на самых тяжелых почвах, где появление хорошего урожая предполагаться даже и не могло. Сейчас этим почвам под нулевой обработкой 15 лет. Со временем было замечено существенное смягчение почв с увеличением использования воды и более эффективными урожаями. В первые годы беспахотной обработки смягчения почв удавалось достигать также с помощью добавления гипса.

Следы колес на участке земли

Замедление раннего роста урожая с помощью нулевой обработки

При использовании технологии нулевой обработки почвы земледельцами было замечено, что рост урожая происходит медленней. Плотность почв на поверхности, обработанных таким методом, обычно составляет 0,5—2 мегапаскаля.

Зерновые культуры, обработанные беспахотным методом, растут, как правило, медленно и содержат меньше азота на ранних этапах своего развития. Хотя нас это не беспокоило, так как медленное раннее развитие урожая было главным для нас, в основном, в прошлые пять лет, четыре из которых были очень сухими. В более влажные годы проблемы не существует вообще, поскольку в качестве удобрения применяется азот.

Более медленный прирост урожая означает меньшее использование воды на ранних этапах развития зерновых. Медленный рост, тем не менее, не мешает урожаю развиваться физиологически. Более медленный рост зерновых культур, обработанных беспахотным способом, характеризирует их засухоустойчивость.

Способы снижения уплотнения

Избегайте езды транспортом по влажным почвам, применяйте нулевую обработку почвы, контролируйте движение транспорта, сохраняйте стерню — это и есть эффективные способы избежать уплотнения почвы.

Контроль за движением транспорта — популярная нынче фраза в сельском хозяйстве Австралии. Ведь следы от нулевой обработки почвы совпадают с другими линиями и следами сельскохозяйственной техники. Используя тяжелое оборудование по постоянным полосам движения и никогда не используя полосы, идущие между ними, вы сделаете эту систему более эффективной.

Одной из проблем контроля за движением транспорта является то, что со временем следы от колес транспорта становятся глубже, особенно в периоды повышенной влажности. Это требует механической обработки почвы для ее повторного восстановления.

Форма беспахотного участка

Преимущества беспахотной системы обработки

В Австралии все чаще начали использовать преимущества почвы, приготовленной для беспахотного посева. Обычная форма беспахотного участка представляет собой борозду шириной около 70 мм и глубиной 40 мм с разбивкой 250—300 мм на каждый ряд (см. диаграмму).

Это обеспечивает влажность борозде и останавливает уплотнение почвы вокруг семени, снижает риск засухи, обеспечивает быстрое появление всходов, позволяет семенам поглощать питательные вещества, находящиеся вблизи, гарантирует надежную для движения зону в междурядье. Устойчивое междурядье и борозда, находящаяся под водой, создают семенам защиту от наезда колес транспорта в процессе роста и созревания.

Когда наши земледельцы только начинали беспахотную обработку, мы опасались слишком влажных борозд, из-за которых семя могло погибнуть. С небольшой частью семян так действительно и происходило, однако залитые участки земли не были лучше. Фактически спустя некоторое время благодаря беспахотной обработке почвы значительно улучшилась структура тяжелых почв. Вода теперь способна легче проникать в глубину и уменьшить поверхностное затопление. На глубине вода становится полезной для урожая по мере необходимости.

ВИДЕО
СОБЫТИЯ