«No-till», а спасет ли он пашню Западной Сибири?



Появление земледелия является важнейшим историческим поворотом в развитии человечества. Выращивая для своего пропитания растения, человек мог относительно свободно жить, расселяться и осваивать новые территории. Эпоха земледелия на Земле, как отмечают ведущие археологи, началась в VII-VI веке до нашей эры и до настоящего времени ее отдельные элементы постоянно совершенствуются. За века человечество изобрело множество способов обработки почвы и выращивания на ней растений, начиная с подсечно-огневой системы, где расчищались территории за счет выжигания леса и, заканчивая современным адаптивно-ландшафтным и органическим земледелием, которые позволяют получать продукцию без вреда природе. Все известные человечеству системы земледелия объединяет тот факт, что постоянно идет поиск путей решения увеличения урожайности и снижения ее себестоимости, в последние десятилетия аграрии стали обращать внимание и на другие факторы — плодородие почвы и экологически чистую продукцию.

Время от времени возникают жаркие дебаты по поводу эффективности той или иной системы обработки почвы — приводятся опыты передовых предприятий различных стран, делаются научные расчеты и попытки моделирования почвообразовательных процессов с использованием компьютеров и международных баз данных. Периодически появляется информация о том, что можно почву не обрабатывать, а просто сеять и убирать. Сейчас такую технологию называют модным словом «No-till», хотя многие специалисты аграрного сектора знают ее и под другим именем — нулевая обработка почвы. Читая публикации по данной технологии, которая несет аграриям только плюсы в виде снижения затрат на топливо, амортизацию машинотракторного парка, стабилизацию почвенного плодородия и получение экологически чистой продукции, начинаешь сомневаться и искать какой-либо подвох. Обычно в таких случаях я начинаю искать аналогии в окружающей нас природе, которую, как известно не обманешь.

Первый вопрос, который можно задать самому себе — почему наши предки, использовавшие “No-till” на заре земледелия еще в каменном веке отказались от него, решив пахать примитивными орудиями и на живой тягловой силе? Разве они не думали о снижении затрат? Однако всё равно перешли на обработку почвы, а теперь, в настоящее время, почему то активно нам навязывается мысль об эффективности No-till.

Давайте разберем новомодную систему земледелия более детально и, чтобы не быть голословными, мы приведем в качестве доказательств результаты многолетних исследований кафедр общего земледелия; почвоведения и агрохимии ГАУ Северного Зауралья, исследования которых охватывают временной промежуток в 20–40 лет. Все исследования проводились в стационарных условиях, что указывает на высокую точность полученных результатов. Исследования кафедры земледелия показали, что общая порозность пахотного слоя (0–30 см) на отвальном фоне составляет 54, тогда как на нулевой — 49 % от объема [1]. Отвальная обработка почвы за 32 года не повлияла на общую порозность пахотного горизонта, которая оценивалась как отличная. Безотвальное рыхление и нулевая обработка негативно влияют на порозность, которая снизилась до 47–52 % от объема почвы.

В литературе представлено достаточное количество информации о том, что отказ от вспашки способствует стабилизации гумуса в пахотных почвах. Теоретически это возможно, так как ежегодные механические обработки приводят к усилению аэрации гумусового слоя и стимулируют аэробную микрофлору, которая минерализует органическое вещество почвы (растительные остатки и гумус). В этом случае высвобождаются дополнительные питательные вещества для растений, что положительно сказывается на их урожайности [2,3].

При использовании технологии “No-till” растительные остатки в виде измельченной соломы остаются на поверхности почвы. Органические удобрения, надземная масса сидератов — не заделываются в почву, так как принципиально отсутствует оборот пласта. Как мы уже говорили, усиление аэрации стимулирует микробов, которые разрушают органическое вещество — так почему же люди думают, что солома, навоз или сидераты, находясь на поверхности почвы, будут перерабатываться в гумус, который в дальнейшем просочится вглубь почвы и стабилизирует гумусное состояние пашни? Для того, чтобы узнать конечный результат разложения растительных остатков на поверхности почвы, следует обратиться к естественным (целинным) почвам, где эта же ситуация присутствует.

В природе есть места, где растительные остатки накапливаются преимущественно на поверхности — это сомкнутые (густые) леса, где из-за недостатка света травянистая растительность угнетена. В качестве растительных остатков выступает или хвоя или листва. В таких местах никогда не образуются плодородные почвы, а только подзолистые, светло-серые и бурые лесные — любой агроном скажет, что перечисленные почвы являются крайне неплодородными. В результате минерализации растительных остатков на поверхности почвы, один из главнейших элементов питания — азот, не поступает в почву, а легко и быстро улетучивается в виде газообразных оксидов азота. В верхних слоях почвы этого не происходит за счет сорбции и обменных реакций в почвенно-поглотительном комплексе. Так почему же в природе растительные остатки на поверхности минерализуются, а на пашне, почему-то должны трансформируются в гумус? В этом случае можно дать объяснение с точки зрения обогащения верхних слоев почвы за счет корневой системы растений, которая после отмирания может под действием микрофлоры трансформироваться в гумус. Это логично, так как общеизвестно, что самые плодородные почвы, черноземы, сформировались именно под травянистой растительностью, однако биомасса корней многолетних трав в разы больше того, что оставляют после себя зерновые культуры и этого явно недостаточно для стабилизации гумусного состояния [4].

Для доказательства вышесказанного обратимся к исследованиям кафедры земледелия, где изучались отвальная, безотвальная и нулевая системы основной обработки почвы (табл. 1). Как мы видим, ежегодная отвальная обработка с обязательной заделкой соломы стабилизирует содержание гумуса в слое 0–30 см, глубже — происходит снижение содержания гумуса с 4,68 до 4,57 %, что объясняется дефицитом растительных остатков в этом слое. При безотвальной и нулевой системах основной обработки, которые объединяет тот факт, что измельченная солома остается на поверхности, содержание гумуса за 32 года возросло только в слое 0–10 см с 8,25 и 8,33 до 8,85 и 8,0 % соответственно. Глубже 10 сантиметров минерализация гумуса идет полным ходом.

Таблица 1

Послойное содержание гумуса вчерноземе выщелоченном при различных системах обработки,% [5]

Слой почвы, см	Отвальная		Безотвальная		Нулевая
	1977г.	2008г.	1977г.	2008г.	1977г.	2008г.
0–10	8,05	8,32	8,25	8,85	8,33	8,90
10–20	8,71	8,71	8,52	7,84	8,44	7,75
20–30	7,73	7,23	7,68	6,21	7,76	7,00
30–40	4,68	4,57	4,68	3,84	4,68	4,02

Расчеты показали, что 32-летнее использования безотвальной системы основной обработки привело к минерализации 35 т/га гумуса в слое 0–50 см; при использовании нулевой технологии — 22 т/га.

Другим положительным моментом технологии “No-till” считают создание мульчирующего слоя из измельченной соломы и пожниных остатков. С этим можно согласиться, но только в тех районах, где существует проблема дефицита влаги. В условиях Западной Сибири проблема недостатка воды в почве присутствует, но не стоит забывать о том, что в наших условиях необходимо учитывать неблагоприятный температурный режим почв. Почвы Сибири характеризуются сильным промерзанием, достигающим 2 метров, а на отдельных территориях к этому прибавляется близкое залегание грунтовых вод. Оттаивание почвы в условиях Сибири происходит от поверхности вглубь. Эти факторы приводят к тому, что наши почвы достаточно хорошо прогреваются только в первой половине лета, когда зерновые культуры уже находятся в фазе выхода трубки. При близком залегании грунтовых вод (1–2 метра) температура пахотного слоя не превышает 10–12 0С, что негативно сказывается на активности микрофлоры и корневой системы зерновых культур [6]. Почему же мы не задумываемся о том, что мульчирующий слой из соломы является прекрасным теплоизолятором, препятствующий быстрому оттаиванию и прогреванию пахотного слоя? Пониженная температура в корнеобитаемой зоне негативно влияет на почвенную микрофлору, формирующую питательный режим пашни, что выражается снижением урожайности зерновых культур в условиях Тюменской области при использовании технологии No-till.

Если вспомнить историю появления технологии нулевой обработки почвы или No-till, то необходимо отметить, что они появились и использовались в сухом, жарком климате, где процесс оттаивании и прогревания пахотного слоя не актуален, а в первую очередь внимание обращается на сохранение воды в почве. Почвенный покров сельскохозяйственной зоны Тюменской области представлен преимущественно почвами с тяжелым гранулометрическим составом, со склонностью образования почвенной корки [6]. Отсутствие глубоких обработок почвы приводит к переуплотнению пахотного слоя, что негативно сказывается на водопроницаемости пашни. Результатом этого является непродуктивная потеря воды: вместо того, чтобы ей пройти вглубь почвенного профиля через рыхлый пахотный слой, вода, теряется в виде физического испарения или поверхностного стока. В таком случае запасы воды в корнеобитаемой зоне не пополняются должным образом, что опять же негативно влияет на урожайность сельскохозяйственных культур [7].

Многолетние исследования В. В. Рзаевой [8] показали, что урожайность зерна яровой пшеницы и зеленой массы однолетних трав на отвальной обработке выше, чем при нулевой технологии, поэтому переход на технологию No-till в Западной Сибири нецелесообразен.

Рис. 1. Урожайность зерна яровой пшеницы и зеленой массы однолетних трав при использовании различных систем основной обработки почвы, т/га (1994-2012 гг.) [8]

Получение экологически чистой продукции на полях с применением NO-till также будет проблематичным. Ведь отвальная обработка предусматривает оборот пласта и сброс всех семян сорных растений на дно борозды. Большинство однолетних сорняков прорасти с такой глубины, уже не могут — тем самым осуществляется агротехнический метод борьбы с засоренностью посевов. При использовании технологии No-till все семена сорняков остаются на поверхности, где и прорастают на следующий год. Исследования кафедры земледелия показали, что засоренность посевов на отвальном фоне в период кущения составляет 37,7 шт/м2 при степени засорения 7,10 %, в то же время данные показатели на нулевой обработке почвы составили 60 шт/м2 и 12,31 % соответственно [9]. Данный факт убедительно показывает, что без гербицидов на полях, где применяется технология NO-till не обойтись.

Таблица 2

Засоренность (шт/м2) истепень засорения (%) посевов яровой пшеницы при различных системах основной обработки почвы, 2005–2012гг. [9]

Системы основной обработки почвы	Кущение		перед уборкой
	Засоренность, шт/м2	Степень засорения,%	Засоренность, шт/м2	Степень засорения,%
Отвальная	37,7	7,10	7,0	1,47
Нулевая	60,0	12,31	11,0	2,67

Необходимо отметить, что перед уборкой засоренность посевов также отличалась по вариантам, что обусловлено прорастанием новых сорняков после обработки гербицидами.

Заключение

Технология No-till в условиях Западной Сибири не может обеспечить стабилизацию гумуса пахотных почв, ухудшает температурный и водный режимы пашни, нарушая нормальную деятельность почвенной микрофлоры, и не гарантирует получения экологически чистой продукции вследствие необходимости обязательного использования средств химической защиты растений. По сравнению с отвальной системой обработки почвы урожайность сельскохозяйственных культур при использовании технологии No-till заведомо ниже.

Литература:

1. Рзаева В. В. Динамика плотности сложения и общей порозности чернозема выщелоченного при длительном сельскохозяйственном использовании в Северном Зауралье/В. В. Рзаева, Д. И. Ерёмин//Аграрный вестник Урала.-2010. -№ 4.-С. 62–65.
2. Ерёмин Д. И. Скорость разложения соломы яровой пшеницы при различных системах основной обработки почвы в лесостепной зоне Зауралья /Д. И. Ерёмин, А. А. Ахтямова //Вестник Государственного аграрного университета Северного Зауралья. 2015. № 1(28). С. 16–21.
3. Абрамов Н. В. Азот текущей нитрификации и хозяйственный вынос как факторы программирования урожайности яровой пшеницы в условиях Северного Зауралья /Н. В. Абрамов, Д. И. Ерёмин //Сибирский вестник сельскохозяйственной науки. 2009. № 2. С. 25–29.
4. Ерёмин Д. И. Научно-обоснованный подход к выбору севооборота — залог стабилизации гумусного состояния пахотных черноземов /Д. И. Ерёмин, А. Н. Моисеев //Агропродовольственная политика России. 2014. № 6(18). С.48–50.
5. Рзаева В. В. Гумусное состояние черноземов выщелоченных при различных системах основной обработки в условиях Северного Зауралья /В. В. Рзаева, Д. И. Ерёмин //Аграрный научный журнал. — 2010. № 7. С. 31–34.
6. Каретин Л. Н. Почвы Тюменской области / Каретин Л. Н. // Новосибирск: Наука. — 1990. — 285 с.
7. Еремин Д. И. Динамика влажности чернозема выщелоченного при различных системах обработки под яровую пшеницу в условиях Северного Зауралья /Д. И. Ерёмин, О. А. Шахова //Аграрный вестник Урала. 2010. № 1(67). С. 38–40.
8. Рзаева В. В. Системы основной обработки почвы в земледелии Северного Зауралья: дисс. д-ра с.-х. наук. Тюмень. 2014. 529 с.
9. Рзаева В. В. Сорные растения в пшеничном агрофитоценозе при основной обработке почвы в Северном Зауралье /В. В. Рзаева //Инновации в науке. 2013. № 25. С.86–91.