Засуха последних двух лет. Кто виноват и что делать?

Засуха, которая началась летом 2019 года, и на которую многие не обратили серьезного внимания, продолжает набирать обороты и грозит стать основным фактором, определяющим валовой сбор не только сахарной свёклы, кукурузы и бобовых, но уже и подсолнечника и озимой пшеницы.

На юге России традиционно процесс увлажнения почвы состоял из двух циклов – накопления в осенне-зимний период и расходования в весенне-летний.

Такая система создавала в верхнем слое почвы переувлажнение в период с декабря по середину марта, когда коэффициент увлажнения (Ку) превышал величину 2.

Это позволяло получать стабильные урожаи озимой пшеницы, что и предопределило её главенствующее положение в Севообороте. Дефицит влаги обычно имел место с середины апреля по начало ноября, но распределялся по территории неравномерно с усилением в северо-восточном направлении, что и создавало зональность для размещения сои, кукурузы и сахарной свеклы.

Рисунок 1. Осадки и испарение на метеостанции Ростов на Дону.

 

Рисунок 2. Коэффициент увлажнения почвы Ростовской области.

Прошлой осенью в осенне-зимний период выпало в полтора раза меньше осадков, что снизило запасы влаги в метровом слое почти повсеместно. И первым звонком стала ситуация, сложившаяся в апреле, когда прошло сильное похолодание в начале месяца, которое уже нельзя было назвать заморозками, это были настоящие морозы! А пшеница уже начала завязывать колоски на первых 2-3 стеблях, которые в итоге погибли. Но сюрпризом стала засуха во второй половине апреля. Она на значительной территории от Ейска до Тихорецка с запада на восток и от Кореновска до Семикаракорска на север окончательно подорвала озимую пшеницу. Во многих хозяйствах в этой зоне урожай был в два раза ниже предыдущего.

А летом началось второе наступление – уже на пропашные. Сюрпризом для многих стало резкое снижение урожая подсолнечника, который в обычные летние жаркие июли доставал влагу с нижних горизонтов почвы, и в отличие от кукурузы формировал урожай. Похоже, летом 20-го ему нечего было доставать…

Содержание влаги в метровом слое осенью 20го продолжило снижаться до рекордно низких значений. Сейчас ситуация значительно хуже, чем год назад.

 

Рисунок 3. Влажность почвы на глубине 0-40 см на 20 декабря 2020г.

Посмотрите на рисунок 3 – это ситуация на 20 декабря 2020г. Весь север Кубани – это влажность в 40 см слое ниже 20%, в то время как в среднем за 10 лет она была на уровне 50%. И это декабрь!

Многие агрономы, наблюдая нарастание засухи повторяют себе как мантру, «это вот-вот закончится, ну не может же быть зима без осадков!»

Хорошо бы, но факты и погодные тренды говорят о другом.

Потепление на планете создало два глобальных процесса, которые определяют погоду у нас. Это ослабление Гольфстрима и усиление среднеазиатского антициклона.

Снижение активности Гольфстрима наблюдают европейские ученые уже более десяти лет. Летом 20 го года северная часть Германии и Польши испытали необычную засуху с июня по сентябрь, и даже сейчас там запасы влаги ниже обычного в два раза.

Одновременно с этим температура воздуха в пустынных областях планеты увеличилась значительно сильнее, чем в океанах, что привело к усилению континентальных антициклонов. Для нас это среднеазиатский антициклон, который располагается в зоне от Казани до Алма-Аты.

Вот его типичная позиция.

Рисунок 4. Атмосферное давление на Русской равнине на 20 декабря 2020 г.

Этот антициклон не подпускает к себе циклоны, что понятно для теплого периода года, но для зимы, это весьма необычно. В условиях ослабленного Гольфстрима это и создает ситуацию, когда месячные осадки не достигают нормы с конца мая для большей части юга России.

Вполне вероятно, что в течение зимы Гольфстрим сможет сформировать два-три мощных циклона, но общий тренд, говорит о том, что нормы осадков не будет ни в январе, ни в феврале, не говоря о пополнении накопленного дефицита. Что нас может ожидать к марту 21 года? Скорее всего еще меньший уровень запаса влаги в метровом слое почвы, чем был в прошлом, 20-м году.

Давайте посмотрим на проблему с разных сторон.

Надо понимать, что различные растения используют на формирование урожая разное количество влаги и используют как влагу из запасов почвы, так из выпадающих в период вегетации осадков. Поэтому точную цифру не стоит высчитывать, но важно понимать масштаб. Для формирования урожая озимой пшеницы и кукурузы на уровне 100 ц/га, растение возьмет из почвы около 130 мм воды. Плюс из 200 мм, которые обычно выпадали, например в Тихорецке с мая по август, кукуруза еще могла забрать до 70 мм воды. Но среднегодовой уровень для Тихорецка за 20 лет был почти 600 мм, куда же уходила оставшаяся влага?

Примерно 250-300 мм испаряется за год в зависимости от температуры почвы и поверхности испарения, 190 уходили в грунтовые воды и наполняли ручьи и реки, а от 80 до 150 удерживала почва до начала августовской засухи. Вот эта влага и должна нас интересовать. От чего зависит это количество?

В первую очередь от водоудерживающей способности почвы, которая определяется следующими факторами (по степени важности):

1. Естественной физической структуры почвы – от соотношения глины, песка и ила;
2. Структуры почвенных агрегатов и микроагрегатов – площади поверхности, способной удерживать воду;
3. Доли почвенного органического вещества (ПОВ), большей частью которого является гумус;
4. Объема и активности микрофлоры и микрофауны почвы;

До начала использования почвы юга России для целей товарного производства зерна и корнеплодов водоудерживающая способность была до двух раз выше.

Физическая структура Южных черноземов – глина 61-64%, Ил – 28-32%, Песок – 3-5%, ПОВ 3,5-5%.

Такой тип почвы в залежи обладает одной из лучших влагоемкостью:

Рисунок 6. Водоудерживающая способность почвы в зависимости от её типа (по сути -соотношения песка-ила и глины).

Тем не менее в интенсивном земледелии эта почва потеряла водоудерживающую способность по двум взаимосвязанным причинам – переуплотнение движителями техники приводит к снижению объема пор, что заставляет проводить интенсивное рыхление, которое разрушает почвенные агрегаты и даже микроагрегаты и разрушает ПОВ, разрушает микоризу, канальца созданные микроорганизмами и т.д., что также снижает водоудерживающую способность почвы.

Получается, что наша хозяйственная деятельность ухудшила плодородие почвы не только в части снижения содержания гумуса, но и её способности удерживать влагу. И пока режим переувлажнения в осенне-зимний период позволял получать урожай озимой пшеницы, мы на проблему деградации почвы особо не обращали внимания.

Например, в 2015 году в КУБГАУ вышла книга «Гумусное состояние чернозема выщелоченного в агроценозах азово-кубанской низменности». Приведем только одну цитату:

«За поcледние 30–40 лет чернoземы Азово-Кубанской низменноcти потеряли в верхнем слое более 30% гумуса от его исхoдного cодержания, что значительно ухудшило их агрофизические, агрoхимические и микробиологичеcкие свойства».

Пояснения в цифрах. До распашки (1930) эти почвы имели от 5,5 до 7% гумуса, к 1985 году осталось 4,8%, а к 2015 – 3,8. Несложно подсчитать, что через 20 лет эта цифра упадет до 3%.

Насколько это катастрофично?

Аргумент из-за океана. Американские почвоведы на основе полевых тестов установили и доказали, что:

«Увеличение содержания органического вещества почвы на 1% помогает 30 см слою почвы удерживать больше на 25000 галлонов воды на акр»

Или 25х3,785/0,405 = 233642 л/га или 234 тонны, или 23,4 л/м², или +23,4 мм осадков.

Учитывая, что растения, например кукурузы, способны на Юге России использовать из почвы от 60 до 100 мм влаги, то это дополнительно 23-39%.

Это 1%. А мы уже потеряли 2,5-3%, т.е. снизили водоудерживающую способность почвы на 60 мм!

И как только за зиму не произошло переувлажнение почвы, мы сразу это почувствовали.

Да в изменении климата нам себя сильно винить не стоит, а вот за снижение водоудерживающей способности нашей почвы отвечаем только мы, земледельцы юга России от агронома, до профессора университета. Потому что не обращали внимания, на то, во что превращается ценнейший чернозем, который мы получили просто так, по факту проживания. И с упорством уничтожаем со скоростью 50% за сто лет, чтобы нашим правнукам ничего уже и не осталось. А засуха только высветила до чего мы дошли в этом процессе.

Рисунок 7. Плакат МСХ США о влиянии ПОВ (гумуса) на водоудерживающую способность почвы.

Мы без углубления в проблему попытались разобраться с ситуацией, даже не затронув такую модную сейчас тему как углеродный баланс, которая для нас по сравнению с неспособностью почвы удерживать влагу отошла на задний план. Наш агробизнес может «схлопнуться» в ближайшие десять лет и баланс углерода будет нам «до одного места».

Если у нас хватит ума остановить и повернуть вспять деградацию почвы, то есть надежда, что наши потомки будут работать на этой земле и не будут нас проклинать.

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.

Шаги по его снижению, по степени простоты внедрения:

1. Снижение давления движителей в 1,5-3 раза;
2. Изменения в агротехнологиях, позволяющие не проводить обработку почвы в период её избыточной и недостаточной влажности;
3. Увеличение ширины захвата орудий для снижения доли зоны уплотнения;
4. Снижение интенсивности обработки почвы;
5. Снижение химической нагрузки от пестицидов и минеральных удобрений на почвенную биоту;

Снижение давления движителей в 1,5-3 раза.

Какие есть варианты?

1. 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.
2. использовать в течение года сдвоенные шины;
3. работать в поле на минимально допустимом давлении в шинах;
4. При покупке нового трактора сразу требовать от поставщика сдвоенные шины класса SFT.
5. перейти на еще более щадящие шины – СНД (сверх низкого давления), что позволяет снизить давление еще на 30-40%, но за это придется заплатить.
6. 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 объем 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.

Рисунок 8. Широкозахватный агрегат BEDNAR Swifterdisk 12200 PROFI

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.

Это 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 все понятно, но на практике не все так просто. Основная идея – увеличить биологическую активность почвенной биоты в несколько раз.

Оптимальная структура почвы.

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.

Хорошо известная в научных кругах диаграмма:

Рисунок 9. Оптимальная (слева) и переуплотненная (справа) почва.

Или таже диаграмма, но в более понятном физическом процессе: 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 1,32…1,4 г/см³

Рисунок 10. Оптимальная (слева) и переуплотненная (справа) почва.

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 NoTill не стоит и говорить.

Таким образом, если мы уменьшили общий объем уплотнения в два 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.

Рисунок 11. Схема агрегатного строения почвы.

 

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 объемный 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 объем 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 разнотравие, 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 20 года. Влага, выпавшая за осенне-зимний период, проникла на глубину 35-40 см и не «сомкнулась» с влагой горизонта АБ – т.е. 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 междурядии при дефиците осадков может образоваться зона недостаточного увлажнения, от которого пострадают сорняки в междурядии. 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 +/-2-2,5см.

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 двух-четырех 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.

Рисунок 12. Координатное щелевание с внутрипочвенным внесением аммофоса в Песчанокопском районе

Почему это важно?

Мы сразу решаем четыре задачи!

Первая – совмещаем две операции за один проход.

Вторая – увеличиваем КПД использования удобрений, т.к. они располагаются в зоне роста корней культурного растения и в зоне максимального увлажнения.

Третья – снижаем долю затрат на удобрения в конечной продукции.

Четвертая – 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 не пересушенной почве (см рисунок 5) требует 23-28 л/га, что по сравнению с традиционной системой – разбрасывание, вспашка – выравнивающая культивация, в полтора-два 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 т.д. и при определенном состоянии почвы не позволяет получить щели – происходит «подрыв» всего горизонта. В этом вопросе может быть интересен американский опыт возделывания свеклы с междурядиями 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 междурядием 56 и 70 см. Сейчас технически переоборудовать прицепные американские свеклоуборочные комбайны под такое междурядие не представляется сложным. Это может позволить снизить затраты и не потерять урожайность.

Рисунок 13. Развитие коревой системы растения при локальном внесении удобрений.

Другой вариант, технология CTF которая набирает популярность в Австралии и уже заняла там около 3 миллионов 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!

Австралийский опыт.

Климат Австралии начал теплеть первым на планете и этот процесс там продолжается. На приведенной карте показаны сельхозугодья на которых производится зерновая продукция.

Рисунок 14. Изменение режима увлажнения в регионах растениеводства Австралии за 100 лет.

Показано изменение влажности почвы за 100 лет. Серый цвет – влажность не изменилась, зеленые – выросла, оранжевые уменьшилась. Несложно увидеть, что на большей части условия стали значительно хуже.

Начались проблемы с влагой в центре восточного побережья и на Юго-Западе Австралии около 30 лет назад. В остальных регионах ситуация была относительно нормальной. Именно поэтому, именно в этих провинциях начались поиски новой Системы Земледелия, позволяющей противостоять изменениям климата.

30 лет назад в южной половине зоны Юго-Запада (см эту долину Австралии на карте) выпадало 500 мм осадков, сейчас меньше 400.

Профессиональные исследования с 1988 по 2000 год показали, что применяемая в то время технология обеспечивала недостаточную водоудерживающую способность почвы.

Основными причинами, снижающими эту способность признали:

• уплотнение почвы колесами самоходных и прицепных машин;
• разрушение почвенных агрегатов в процессе разуплотнения и культивации почвы;
• снижение уровня симбиотической арбускулярной микоризы и в целом почвенного органического вещества (гумуса).

Решением этих проблем стала технология с постоянной колеей, названная в стране происхождения- Англии – CTF – controlled traffic farming - земледелие с контролируемым (ограниченным в пространстве) передвижением.

Рисунок 15. Идеальная модель соотношения ширин в технологии CTF

В Австралии эта технология была модифицирована и направлена не только на решение проблем движения в условиях переувлажнения, а в целом как система, исключающая уплотнение почвы вне постоянной колеи.

Идея следующая:

Выбирается ширина жатки 9(9,1) или 12(12,2) м, вся техника подбирается под ширину жатки и ширину колеи комбайна – 3 м. Устанавливается навигация уровня РТК для обеспечения точности +/-2см и постоянства треков год от года. Ширина опрыскивателя в идеале -3 ширины жатки, чтобы даже с краю поля заходить в загонку и работать.

Переход на новую систему большинство австралийских фермеров делают поэтапно - за несколько лет, но уже в первые годы наблюдают положительный результат – влаги в почве сохраняется больше и растения подвергаются меньшему стрессу, чем в традиционной технологии.

Рисунок 16. Дорожки колеи засыпаются соломой (а), засеваются многолетней травой (b) или культурой (с).

В начале фермеры сами переделывали ходовую систему тракторов, комбайнов и прицепов под колею 3 м, но в последние годы в связи с появлением заводской комплектации на колею 3,05м процесс перехода на технологию CTF стал проще и этот процесс ускорился.

Рисунок 17. Гусеничные тракторы и комбайны отлично вписались в технологию CTF.

Самой популярной в последние 10 лет стала система с применением гусеничных движителей. Это позволяет применить все выгоды от исключения обработки вне колеи и решить проблему щелевания при большой ширине рабочей полосы, т.к. это требует тягового усилия 6-9 Тс, что способны обеспечить гусеничные тракторы мощностью 500-600 л.с. Сейчас самой перспективной стала модель с шириной рабочей полосы 12,2м, и появились проекты с шириной даже 15,2 м (что в первую очередь становится проблемой жатки с такой шириной).

На фермах, применяющих CTF удобрения используются более эффективно (больше зерна выращивается за такое же количество удобрения на миллиметр осадков вегетационного периода). В качестве альтернативы, может потребоваться меньше удобрений для роста того же урожая при том же количестве осадков в период вегетации.

Это, по мнению австралийских ученых, связано с улучшением здоровья почвы, улучшением условий для развития положительной микрофлоры, снижния развития патогенов и улучшения баланса азота в почве и как следствие - увеличения водоудерживающей способности. Улучшение здоровья почв в CTF, происходит из-за более пористой и легко дренируемой микроструктуры, уменьшающей частоту и продолжительность переувлажнения зимой, а также поощрение почвенной макрофауны (червей, муравьев и термитов). Было зафиксировано, что в CTF на суглинке увеличилась деятельность термитов у которых обнаружены азот-фиксирующие бактерии в кишечнике. Обильная термитная активность наблюдалась и на фермах CTF на песке и суглинках в Северо-Восточной части пшеничного пояса, а обильная активность дождевых червей наблюдалась на ферме с высоким количеством осадков на глинистой почве вблизи г. Эсперанс.

Детальное изучение влияний биологии почвы в CTF в Юго-Восточном Квинсленде показало, что CTF смогла увеличить популяцию дождевых червей, клещей и ногохвосток на 160%, 40% и 40% соответственно, по сравнению с обычным No Till.

Сочетание снижения потери денитрификации в виде закиси азота и уменьшенной потери питательных веществ в сточных водах, наряду с уменьшенным выщелачиванием и улучшенной биологической активностью почвы, могло бы объяснить повышение урожайности при одновременном уменьшении внесения питательных веществ.

Рисунок 18. «Живая» почва после нескольких лет под CTF

Сочетание твердой поверхности колеи и отсутствие уплотнения на остальной части рабочей полосы обеспечивают снижение потребности в мощности на метр ширины захвата. Плюс при использовании гусеничных тракторов, имеющих незначительное буксование можно использовать более узкую гусеницу. Более низкая капитальная стоимость трактора меньшей мощности обеспечит преимущества более низкой амортизационной стоимости и лучшую стыковку с другими внутрихозяйственным операциям (таким как опрыскивание, разбрасывание удобрений и использование бункеров-перегрузчиков). Эти преимущества дополнительно стимулируют фермеров Австралии на переход на технологию CTF.

Рисунок 19. Озимая пшеница с покровной культурой – клевером.

Любая машина для основной обработки почвы, которая не повреждает постоянную колею, может использоваться в CTF; даже полная обработка почвы, такая как вспашка, вписывается в технологию при периодическом её применением, например, если нужно внести органику или мелиорант. Использование постоянной колеи ведет с снижению тягового сопротивления в остальной части поля и постепенному снижению потребности в рыхлении путем снижения глубины и периодичности. В итоге общие затраты на основную обработку снижаются в несколько раз. Недавние наблюдения на одной ферме показали, что на давно переведенной на CTF почве эффект от глубокого рыхления сохраняется десять лет.

Меньшая плотность подпочвы позволяет лучше перехватывать выщелачивающие питательные вещества корнями в течение зимы. Это может позволить постепенно снижать норму удобрений, без снижения урожайности.

Рисунок 20. Кукуруза на силос со злаковой покровной культурой

В настоящее время ученые и фермеры первопроходцы Австралии исследуют и тестируют следующее поколение технологии CTF – BIO CTF - использование в междурядии постоянного покрова из местных бобовых трав, а также кормовых трав типа люцерны и клевера.

Многие отечественные специалисты считают, что постоянная покровная культура заберет на себя дефицитную влагу и культурному растению её достанется меньше, но на практике никто в России серьезно не проверял этого, тем более в технологии CTF.

Австралийский опыт показывает, что здесь можно найти рациональное зерно. Во-первых, бобовые эндемики растут при очень небольшом потреблении влаги и не создают большой надземной массы.

Во-вторых, постоянный покров снижает температуру почвы и общее испарение летом, и при этом перехватывает из воздуха дополнительную конденсатную влагу при достижении в приземном слое воздуха точки росы. А это явление в континентальном климате наблюдается с августа по ноябрь! Засуха лета-осени 20 года привела к тому, что на границе Зерноградского и Крыловского районов с августа по ноябрь осадков выпало в 3 раза меньше нормы, озимая на многих полях даже не взошла, а пырей в локальных залежах отрос и набрал массу за счет большего сохранения в почве и конденсации влаги из воздуха. (см. рисунок 21)

Рисунок 21. Пырей на залежном «кармане» возле поля за ноябрь 20 года отрос, хотя осадков выпало

Эксперимент в Альтаир Агро 2.

Расскажем про два направления :

1. Снижение затрат и общего рыхления почвы за счет применения мелкой вспашки с выравниванием и прикатыванием.
2. Тестирование технологии CTF с адаптацией под наш севооборот.

Появление в производственной программе компании KUHN корпусов «Т» для мелкой вспашки позволило провести тесты новых способов вспашки полупара и основной обработки почвы.

Рисунок 22. Вспашка на 15 см.

Корпуса «Т» отличаются от обычных геометрией отвала, которая позволяет выполнять вспашку с полным оборотом пласта на глубине от 14 до 25 см.

Наши тексты в течение двух лет подтвердили, что эти корпуса действительно выполняют этот процесс с очень высоким качеством как по стерне без лущения, так и после лущильника.

Уменьшение глубины позволило уменьшить тяговое сопротивление и как следствие расход топлива – на глубине 15 см он составил от 15 до 18 л/га. Этот факт позволил также увеличить ширину захвата на 40%.

На рисунке 22 вы видите трактор Пума 210 с 6 корпусным плугом KUHN Multi Leader 6х45, шириной захвата 2,8 м в положении On-Land.

Для трактора Magnum 340 при глубине вспашки 25 см используем плуг KUHN Multi Leader 8х40, а при вспашке на 15 см – 8Х50, или 9х45, что увеличивает ширину захвата с 3,25 до 4,1 м, и сменную выработку в 1,3…1,4 раза (за счет увеличения скорости на 1 передачу).

В случае использования нового плуга KUHN Multi Leader XL 8, с прикатывающим катком получается следующая комбинация для трактора Magnum 340 – на 25 см KUHN Multi Leader 8х40+ Каток, а на 15 см - 8Х45+Каток или 8х50+каток (в зависимости от состояния почвы.

Рисунок 23. Вспашка с прицепным катком.

В ГК Альтаир три года назад начат эксперимент, основанный на технологии CTF с рабочей полосой 9м. Помимо изучения изменений в почве проводится подбор способов управления лимитирующими факторами, опыты с добавлением спор арбускулярной микоризы при посеве пшеницы и подсолнечника, подбираются машины и рабочие органы к ним а также подбирается организационный план внедрения технологии CTF без резкого изменения машинно-тракторного парка и больших разовых инвестиций.

В условиях нерентабельности в последние 4 года зерновой кукурузы в Зерноградском районе, возникли сложности с составлением оптимального севооборота.

Было принято решение использовать 6-ти польную модель:

Озимая пшеница -Подсолнечник - Озимая пшеница – Горох -Озимая пшеница -Нут.

Да, севооборот не идеален с точки зрения чередования культур и насыщенности бобовыми, но в ситуации обострения дефицита влаги в почве, мы нашли лучшей альтернативы.

В начале эксперимента – осенью 2018 года весь массив был обработан глубокорыхлителем на 42 см всплошную.

Поле разбито на две равные части с кратностью 9 м.

Рисунок 24 Схема рабочей полосы и колеи на опытном поле. Подсолнечник.

Весной выполнили предпосевную культивацию.

На одной половине весной зерновой сеялкой KUHN Premia 9000 с трактором CASE IH PUMA 210 посеяли яровой ячмень (из-за выполнения рыхления в октябре) а на второй - посеяли Нут этой же сеялкой. Химические обработки производили самоходным опрыскивателем с раздвинутой на 3 м колеей и штангой 27м. Уборку производили комбайном CASE IH AF6140 с 9,1м жаткой CASE IH 3020.

На второй год после нута выполнили уничтожение многолетних сорняков гербицидами и посеяли озимую пшеницу сеялкой CASE IH PRD500-9,1 м, а после ячменя – подсолнечник (под который с осени выполнили координатное щелевание с междурядиями 60 и 70 см агрегатом BEDNAR Ferti Strip за два прохода, т.к. агрегат имеет ширину около 4,5м, с внутрипочвенным внесением 120 кг/га Аммофоса на 25 см, а весной – предпосевную культивацию. Посев производили сеялкой KUHN Planter 9м, с раздвинутыми рядами на координаты щелей. Сеяли гибрид по технологии Clearfield+. Уборку подсолнечника производили комбайном AF6140 с жаткой Zaffrani Sanflow 940.

Рисунок 25. Первый проход на опытном поле с оставлением дорожек по 80 см на колее 3,05м

Видеоотчет за 2020 год: https://www.youtube.com/watch?v=49Y_YXEUO6A

После уборки подсолнечника обработали стерню катком-измельчителем DalBo MaxiCut 920 c трактором CASE IH Magnum 340 с движением по колее 3 м.

Через месяц посеяли озимую пшеницу сеялкой CASE IH PRD500-9,1 м c этим же трактором.

Рисунок 26. Трактор Magnum 340 на колее 3 м и каток измельчитель MaxiCut 920 на опытном поле.

Виде о работе катка: https://www.youtube.com/watch?v=oYq7xWLwp88

При уборке озимой пшеницы солому интенсивно измельчали усиленным измельчителем на комбайне AF 6140 и разбрасывали на ширину полосы – 9 м.

В октябре по стерне выполнили щелевание с внутрипочвенным внесением аммофоса под весенний посев подсолнечника (см. рисунок 23).

По нашему мнению, при наличии дисковой сеялки для посева пропашных можно сеять подсолнечник без предпосевной культивации. Если у нас это случится – мы попробуем.

По этой технологии глубокое рыхление почвы требуется раз в шесть лет под подсолнечник. В остальные пять лет или минимальная поверхностная обработка дисковыми лущильниками BEDNAR Swifterdisk XE10000, или KUHN Optimer 9000L. Или методы NoTill по контролю сорняков. Весной при наличии зерновых сеялок прямого посева – посев без предварительных обработок, при применении стандартных дисковых сошников – одна предпосевная культивация Bednar Swifter 10000 в облегченной комплектации c уменьшенной шириной захвата до 9,2м, или CASE IH Tiger Mate 255-9,1 м. Оценка общих энергозатрат на один гектар в сравнении с классическим севооборотом нам дала цифру снижения на 32-40%.

При этом вся техника движется в колее 3 м по дорожкам по 70 см, за исключением одного раза в шесть лет, когда выполняется щелевание под подсолнечник ( но щелеватель сразу рыхлит почву за колесами трактора).

Первые впечатления:

1. Почва в колее не протаптывается так сильно, ка мы ожидали. Реально сейчас глубина колеи около 3 см.
2. Пшеница после нута дала на 12% выше урожайность чем тот же сорт после гороха на классике. Но это пока первый урожай. В 21 году будет второй.
3. Нут показал результат аналогичный контролю – по вспашке на 23 см – 16,7 ц/га.
4. Порадовал подсолнечник. Он вегетировал на 2 недели дольше чем на контроле по вспашке. Отличие было только в основной обработке почвы. Контроль – 16,2 ц/га, - CTF – 25,3 ц/га. Также это первый урожай и выводы делать рано. По нашему мнению, сыграло роль перераспределение влаги в щели. На пахоте она дошла до глубины вспашки и на этих полях корневая система сформировала мочку в верхнем слое, а по щелям корни пошли вглубь на 50-60 см. (см рис. 27) Когда в июле верхний слой 30 см высох, эти растения стали сохнуть. Ждем результатов второго урожая в 21 году.

Рисунок 27. Слева подсолнечник с контроля по вспашке на 25 см, Справа – подсолнечник, растущий по 40 см щели в технологии CTF.

В предстоящем сезоне мы будем наблюдать за развитием озимой пшеницы, посеянной после подсолнечника. Всходы мы получили поздно – в ноябре, но в зиму поле выглядело одним из лучших в нашем хозяйстве.

На подсолнечнике мы повторим схему посева этого года, для корректной статистики. После озимой пшеницы в 22 году будет горох, и мы постараемся минимизировать обработки, а после подсолнечника – озимая пшеница, по технологии этого года.

Кравченко Д.И. – директор по развитию ГК Альтаир.

Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.