Австралийский опыт в России: Нулевая технология (Zero Till), или Сберегающее земледелие (Conservation Farming)

Предисловие председателя агрокомитета Национальной технологической палаты Александра Харченко

Необходимость перемен в сельском хозяйстве сейчас ощущается очень остро, особенно в контексте вступления России в ВТО. Малопредсказуемая ситуация на зерновом рынке и постоянно растущая себестоимость зерна могут создать ситуацию финансового коллапса, если закупочные цены на зерно будут складываться ниже уровня производственных затрат.

В среде аграриев идет поиск выхода из сложившегося положения. Многие обратили свое внимание на системы сберегающего земледелия, внедрение которых вывело страны Южной Америки в лидеры на мировом продовольственном рынке. Продавцы сеялок для прямого посева также активно популяризируют новые технологии.

Однако, как показала практика, нельзя полностью доверять продавцам импортного «железа». Дело не в том, что импортные сеялки плохие, просто слишком различны условия выращивания пшеницы в Аргентине и, например, в Волгоградской и Саратовской области, Калмыкии, Ставрополье и в других сухостепных районах нашей страны.

Наш опыт работы с хозяйствами в острозасушливых районах Южного Урала помог выявить несколько технических решений и подходов, которые оказались настолько интересными, что появилась потребность поделиться этой информацией. Как оказалось, в Зауралье достаточно быстро поняли, что ни аргентинский метод, ни немецкий неприемлемы для выращивания зерновых в условиях засухи и в экстремальных условиях ведут к серьезным потерям урожая, что и наблюдалось.

Путем перебора вариантов наиболее активные фермеры Урала, посетив не только Аргентину и Канаду, но и далекую Австралию, остановились на австралийском подходе к земледелию, так как именно технологические решения австралийцев помогают получать устойчивые урожаи зерновых культур в условиях, когда вода, а не питание растений, оказывалась главным лимитирующим фактором.

Поскольку часто возникает ситуация, когда говоришь, но тебя не слышат, то начинаешь понимать смысл пословицы «нет пророка в своем отечестве». Тогда — лучше взгляд со стороны, который помогает поставить все на свои места.

Вашему вниманию предлагается статья Яна Кина (Ian Keene) — известного консультанта по сельскому хозяйству из Австралии, который внедрил технологию, улучшившую систему земледелия во многих странах, включая Судан, Казахстан, Республику Беларусь и др., а также наш небольшой комментарий.

В Казахстан Ян Кин впервые приехал в 2008 году в числе трех консультантов, которые сделали стратегический обзор в Костанайской области девяти разных хозяйств.

Осмотрев используемую технику, низкую урожайность и плохие почвенные условия из-за деградации, вызванной постоянным использованием тяжелой техники, полностью разрушающей структуру почв, Ян Кин разработал предложения по изменению технологий, которые позволят фермерам степной зоны Казахстана и России повысить производительность, снизить себестоимость и сделать свои хозяйства рентабельными. Единственный выход из сложившейся ситуации Ян Кин видит в переходе на Нулевую технологию. Им была предложена пятилетняя программа перехода. Хозяйство Казахстана приобрело австралийские посевные агрегаты с узким анкерным сошником, способным находить влагу в почве, и следующим за ним адресным тонким прикатывающим колесом.

В 2011 году были засеяны поля в трех разных хозяйствах и проведены ряд испытаний по норме высева с австралийской техникой. Впервые в этих хозяйствах урожайность превысила 20 центнеров с гектара с нормами высева от 32 до 60 кг. Ян Кин надеется, что урожайность будет повышаться по мере улучшения плодородия почвы и способности почвы удерживать в себе влагу.

Ян Кин. «Нулевая технология (ZeroTill) или Сберегающее земледелие (Conservation Farming)»

Рис. 1. Австралийский консультант по сельскому хозяйству Ян Кин выступает перед сельхозпроизводителями в Башкортостане

Сельское хозяйство Австралии и, более того, сельское хозяйство во всем мире претерпело значительные преобразования за последние четыре десятилетия после долгого периода застоя в производстве и производительности. Начиная с 1960-х годов в Австралии несколько независимых событий благоприятствовали созданию новой технологии, которая привела к быстрому росту производительности зерновых и масличных культур.

Два следующих главных фактора создали необходимость для перемен:

1. повышение себестоимости;

2. снижение урожайности из-за деградации почвы, несмотря на повышенное использование удобрений.

Нулевая технология (сберегающее земледелие) стала ключевым элементом этой перемены. Данная система земледелия значительно повысила производительность выращивания как яровых, так и озимых культур, где бы эта технология ни была внедрена.

Нулевая технология позволила производству зерна закрепиться в регионах, которые считались слишком рискованными для производства зерновых из-за недостаточного количества осадков (при традиционной технологии выращивания).

Нулевая технология вывела Австралию на лидирующую позицию в технологии земледелия после того, как австралийцы изобрели специальную посевную технику для Нулевой технологии. В настоящее время в сельском хозяйстве Австралии новая конструкция сеялок принята в качестве национального стандарта для успешного земледелия.

Рис. 2. Ян Кин с директором хозяйства «Красная Башкирия» Раилем Фахрисламовым (лето 2013 г.)

Благодаря совместной работе консультантов, ученых, фермеров и представителей бизнеса по распространению Нулевой технологии, на эту систему перешли 70% фермеров Австралии.

В результате у них снизилась себестоимость и повысилась урожайность из-за улучшения плодородия почвы и удержания влаги, что, в свою очередь, способствовало перегниванию растительных остатков в почве.

Семена посевных культур при Нулевой технологии должны высеваться прямым высевом, при котором семя помещается с помощью сеялок специальной конструкции на глубину, где сохранена влага, при этом минимально разрушая почву. Конструкция этих сеялок позволяет свободно осуществлять посев на поле с сохранением пожнивных остатков и стерни. Обязательным элементом таких сеялок является тонкое прикатывающее колесо, следующее за тонким анкерным сошником, прорезающим борозду нужной глубины. Задача прикатывающего колеса — обеспечить хороший плотный контакт семени с влажной почвой на дне борозды, что приводит к быстрому прорастанию семян и одновременным всходам.

Рис. 3. Посев анкерным сошником в стерню

Пожнивные остатки на поверхности поля, оставшиеся после предыдущей жатвы либо после химического пара, формируют мульчу, которая, разлагаясь, возвращает почве важные питательные вещества. Продуктивная почва должна иметь в себе органические вещества, и мы помогаем создать их, возвращая обратно остатки растений. Эти растительные остатки защищают почву от ветра, тем самым предотвращают ветровую эрозию. Также они предотвращают и водную эрозию, замедляя скорость стока воды после дождя и предотвращая вымывание и вынос поверхностного плодородного слоя почвы.

Рис. 4. Восстановление почвы — появление дождевых червей

При использовании Нулевой технологии при таянии снега проникновение влаги в почву повышается в 20 раз по сравнению с традиционной технологией. Это происходит благодаря нескольким факторам:

1. пожнивные остатки защищают почву от ударов дождевых капель, которые уплотняют и «запечатывают» поверхность почвы, благодаря этому почва лучше впитывает воду;

2. уменьшив скорость стока воды, мы даём ей больше времени для того, чтобы она впиталась в почву;

3. Почва, в составе которой присутствует больше органических компонентов, поглощает воду намного быстрее;

4. Перегнившие корни от растений оставляют много мелких каналов, позволяющих воздуху и воде проникать в почву; механическое разрыхление почвы разрушает эти каналы и снижает вышеописанный эффект;

5. почва становится гомогенной, в ней исчезают уплотненные слои, характерные для полей, на котоых использовалось много тяжелой культивирующей техники; а это важно, так как такие слои уплотненной тракторами почвы практически не пропускают воду.

Как Нулевая технология способствует жизнеустойчивости сельского хозяйства?

С каждым годом все больше фермеров и аграрных компаний во всех странах мира переходят на Нулевую технологию, признавая её очевидные преимущества. К таким преимуществам относятся:

1. способность к удержанию большего количества влаги в почве;

2. улучшение структуры почвы и увеличение содержания в ней питательных веществ;

3. снижение уплотнения почвы из-за уменьшения агротехнических операций на полях;

4. экономия затрат и уменьшение себестоимости из-за отказа от «лишних» культиваций.

При низкой норме осадков необходимо и важно повышать способность почвы удерживать влагу. Это и есть основная цель Нулевой технологии, так как влага является ключевым ингредиентом для выращивания любых культур.

До получения реальной прибыли с увеличением урожайности зерновых культур на 100%, по сравнению с традиционной технологией, потребуется примерно пять лет. К сожалению, многие люди имеют склонность игнорировать «скрытую прибыль», которая сразу внешне не проявляется, например, связанную с улучшением качества почвы: снижение минерализации почвы ведет к улучшению роста культур и восстановлению природной структуры почвы, а разрыхленная почва лучше впитывает влагу, что ведет к улучшению ее структуры.

Постепенно с помощью Нулевой технологии урожайность можно повысить в три раза по сравнению с посевами, сделанными по традиционной технологии. Одна из основных проблем у фермеров, работающих по традиционной технологии,—уплотнение почвы, которое приводит к ограничению роста корней и самого растения из-за недостатка воды и воздуха.

Краткое изложение преимуществ Нулевой технологии

1. Удержание ценной влаги в почве.

2. Снижение ветровой и водной эрозии.

3. Благодаря уменьшению затрат снижается себестоимость продукции.

4. Увеличивается время на проведение посевных работы, так как предварительная подготовка почвы не требуется.

5. Дождевые черви и другие биологические организмы живут в почве и создают мини-каналы. Эти каналы способствуют лучшему проникновению воды и воздуха в почву, что приводит к восстановлению её структуры, размножению микроорганизмов, необходимых для правильного развития корневой системы. Микроорганизмы также необходимы для естественного развития посеянной культуры.

6. Снижение уплотнения почвы, возникшего от применения на полях тяжелой техники. Уплотненная почва ограничивает развитие корневой системы.

7. Увеличение содержания органических веществ приводит к улучшению структуры почвы и к увеличению питательных веществ, необходимых для роста культуры, что достигается за счет отказа от механической культивации почвы, которая приводит к «сжиганию» (окислению) органических веществ, в ней находящихся.

5. Нулевая технология помогает удержать углерод в почве и уменьшает образование углекислого газа и его выделение в атмосферу

Конструкции сеялок

Многие фермеры ассоциируют точный высев с сеялками с двумя дисками, так как на рынке они появились первыми. Действительно, дисковые сеялки могут точно помещать семя на необходимую глубину, но только в тех местах, где имеется хорошая влажная почва при посеве и структура почвы не тяжелая и не суглинистая. Таким образом, в засушливых регионах, где количество осадков низкое и почва суглинистая, тяжелая, возможности дисковых сеялок ограничиваются.

Преимущество конструкции «параллелограмм» для посева по Нулевой технологии

Последствия плохого размещения семени в почве поначалу незаметны, но в итоге проявятся в виде неравномерных всходов. Как следствие неточное размещение семени в почве значительно повлияет на итоговую себестоимость продукции.

Для того чтобы повысить урожайность с помощью Нулевой технологии и технологической колеи (о её назначении смотрите ниже комментарий А. Харченко), жизненно необходимо сосредоточиться на точном размещении семени в почве, так как от этого сильно зависит скорость прорастания семян и урожайность.

Система посева при помощи конструкции «параллелограмм» когда-то считалась слишком дорогой для традиционной технологии. Но в настоящее время более 70% фермеров Австралии перешли на эту конструкцию, которая по показателям урожайности и качества посева превзошла дисковые сеялки для точного высева.

6 . Конструкция австралийской сеялки

Основные элементы конструкции «параллелограмм»:

1. стальной нож (культер), который с легкостью прорезает пожнивные остатки, он прикреплен к колесу, регулирующему глубину высева;

2. узкий анкерный сошник, настраиваемый на глубину, где есть влага;

3. следующее за ним узкое прикатывающее колесо, гарантирующее плотное прикатывание семени во влажной почве, обеспечивая хороший контакт.

7. Функция культера при посеве — разрезание пожнивных остатков

Если поверхность поля неровная, холмообразная, то наиболее точный способ контролировать глубину высева — это иметь отдельный параллелограмм для каждого высевающего блока.

8. Конструкция «параллелограмм» на австралийских сеялках

Послесловие Александра Харченко

Почему мы постоянно возвращаемся к теме нулевого земледелия? В последние годы мы все чаще и чаще сталкиваемся с проблемой микробиологической деградации почв. Еще неопубликованные данные ВНИИ фитопатологии свидетельствуют о том, что при одновременном падении супрессивности почв (показатель почвенного здоровья) происходит накопление плесневых грибов — пенициллов и аспергиллов. И если этот процесс будет продолжаться в таком темпе, то уже года через три мы можем столкнуться с совершенно непредсказуемыми последствиями. Синдром преждевременного старения зерновых наблюдается последние годы, когда мы выходим на уборку зерновых на 2?3 недели раньше. И фактор токсического действия почвенных грибов и патогенных бактерий на растения здесь достаточно значителен. Отсутствие органических удобрений, потеря из севооборотов многолетних трав по причине бедственного положения животноводства и отсутствие перспектив изменения ситуации в обозримом будущем заставляет нас обратить внимание на системы земледелия, где в наименьшем количестве происходит потеря органического вещества почвы.

У Нулевого земледелия нет альтернативы как с точки зрения решения проблемы дефицита почвенного углерода, так и с точки зрения одного из видов «сухого земледелия» в условиях изменяющегося на наших глазах климата.

Поскольку из-за крайне неумелого освоения новых технологий происходит дискредитация нового метода, приходится снова и снова обращать внимание на детали, часто выпадающие из внимания по причине стереотипов и особенностей национального характера. В последнее время встрепенулась отечественная сельскохозяйственная наука, которая увидела, что освоение интересной темы происходит без ее участия, и стала говорить, что, мол, подождите, пока мы не разберемся, что к чему.

Поэтому я не хочу оставить вас в неведении о том, что по какой-то «досадной случайности» Россельхозакадемия поручила разобраться в теме Нулевого земледелия не агротехнологам и биологам-почвоведам, а земледелам. Земледелы же всю жизнь изучали, как оказывать на почву механическое воздействие, и отсутствие необходимости это делать привело к коллапсу в ученых умах и необходимости признания абсурдности десятилетий собственной работы. Как показывает развитие событий, их оставшейся жизни не хватит, чтобы разобраться в ситуации, и логика жизни говорит, что надо начинать с чистого листа.

Наиболее близким к условиям сухостепных районов Юга России являются районы Австралии, расположенные в полосе между центральной пустыней и прибрежными районами. Австралийские фермеры также часто сталкиваются со знакомой нам проблемой, когда при посеве в верхнем слое почвы отсутствует влага, необходимая для прорастания семян. Изобретенный ими сошник с регулируемой глубиной посева прорезает щель в почве на глубину от 7 до 20 см, что позволяет класть семена в слой, где есть влага. При этом семя заделывается неглубоко — над ним всего 2?3 сантиметра почвы, которая хорошо прикатана узким адресным катком. При этом ещё и удается быть независимым от проблемы пересыхания верхних 5 см почвы весной после посева яровых. Решается также проблема перегрева почвы и отсутствия кущения яровых колосовых.(При температуре более 15 градусов Цельсия на узле кущения — яровой ячмень и яровая пшеница не кустятся, а мы уходим от этой проблемы, заделывая семя в щель). При наличии перепада температур от поверхности до глубины заделки семян создаются условия для образования «точки росы» и возможность получать за счет атмосферной ирригации даже в самую жару от 1 до 5 мм влаги в день. Иными словами, растения продолжают вегетировать даже в самую острую засуху. Улучшаются и условия перезимовки, так как узел кущения находится зимой на большой глубине. Подавляющее большинство конструкций сеялок импортного производства подобных задач не решает.

9. Схема заделки семян австралийским анкером в узкую щель с прикаткой узким адресным катком

Казахстанцы уже несколько лет переделывают сеялки со стрельчатыми лапами — «Оби» и «Омички», меняя лапу на сошник Двуреченского, который представляет собой упрощенный вариант австралийского анкера. Глубина заделки семян фиксирована на глубину 8 см от поверхности почвы. Переделанные сеялки оборудуются узкими прикатывающими колесами. Получается, как говорят в народе, «дешево и сердито». Трехметровая секция стоит порядка 250 тысяч рублей, а сцепка из четырех секций — 12 м захвата — очень бюджетна и агрегатируется с «Кировцами». Попробуй, купи импортную сеялку для нулевого земледелия за миллион! У нас в стране их выпуск освоен на одном из машиностроительных предприятий в с. Варна Челябинской области, так же, как и сошников Двуреченского и прикатывающих колес. Сейчас осваивается там же производство копирующей почву параллелограмной конструкции, аналогичной австралийской. Ее спроектировал отечественный «Кулибин» из Башкирии.

Последние два-три года в двух городах страны — Сызрани и Челябинске — начался выпуск отечественного варианта австралийских сеялок Рогро.

10. Широкозахватный посевной комплекс РОГРО-ВОЛГАРЬ (сызранский «Сельмаш»)

Сеялка ПК Муза 12 РогроRogroNo-Till — производство ООО «Челябинское монтажно-наладочное управление «Спецэлеватормельмонтаж»

11. Переделанные стерневые сеялки со стрельчатой лапой, с ее заменой на «сошник Двуреченского» плюс узкое прикатывающее колесо

12. Новая сеялка, изготовленная в ООО «Варнаагромаш», Челябинская область

13. Конструкция отечественного «параллелограмма»

14. Справа — «Кулибин» из Башкортостана — Идьдус Байбурин на фоне поля подсолнечника, выращенного по Нулевой технологии в сухих степях

Вторым отличительным признаком австралийского «нуля» является постоянная на много лет транспортная колея. Обычно, если сеялка имеет ширину 12 м, то опрыскиватель — 24 м, если сеялка — 18 м, то опрыскиватель — 36 м ширины захвата, и так далее. Это надо учитывать при комплектовании парка техники. Вот таким образом решается проблема уплотнения от проходов посевной и опрыскивающей техники. Предлагается использовать GPS-навигацию. Если нет, то можно использовать еще советский метод нарезания колеи с помощью картофельного окучника с несколькими снятыми секциями. Когда мы спрашивали австралийцев, а можно ли этого не делать, то они говорили — нет, это обязательно. В смысле — транспортная колея обязательна к исполнению, а не к рассуждению.

15. Технологическая колея

Еще вопрос — норма высева. Ян Кин не рекомендовал сеять более 90 кг/га. Оптимально — 70 кг. Объяснение было такое: если в засуху на одном гектаре будет пастись 10 баранов, а на другом — 20, то кому больше достанется? Австралийцы научились получать урожай в любую засуху. Секрет успеха — формирование мощного куста пшеницы с кущением 4?8 продуктивных стеблей и мощной корневой системой, идущей на глубину за влагой. Ширина междурядий в Австралии достигает до 50 см, в зависимости от региона. На Урале оптимум назывался, это — 30?35 см. Как это не вяжется с использованием посевных машин с междурядьями менее 20 см. Зачем вслепую копировать немецкий и аргентинский опыт узкорядного посева в земледельческих зонах, где не питание растений, а влага находится в первом минимуме? Для низких бюджетов лучше хорошо подготовить 70?90 кг семян на гектар, включая протравливание дорогостоящими инсектицидами против переносчиков бактериальных и вирусных болезней, чем закапывать в землю 4,5 млн семян для получения к уборке 3,5?4 млн продуктивных стеблей.

16. Прикатывание к борозде, норма высева – до 70 кг., 2 см во влаге

17. Кущение 3–4–5

18. Два месяца нет дождей, корни во влаге, хорошее развитие вторичных корней

19. Поле яровой пшеницы, посеянное по австралийской технологии с биологическими препаратами линейки стимикс при 70- дневной засухе. ООО «Биоресурс», юг Челябинской области (Лето 2012 г.)

20. Эксперименты по ширине междурядий. Канада, Лафон (из презентации М. Хорша)

21. Результаты экспериментов – количество продуктивных колосьев при различной ширине междурядий (из презентации М. Хорша)

Возможности с широким междурядьем:

— использование микроклиматических преимуществ высокой стерни;

— удержание снега с высокой стерней;

— возможность обрезать стерню выше для увеличения урожайности и уменьшения затрат на топливо и экономия времени;

— возможность вытягивать более широкую сеялку с той же мощностью двигателя, тем самым увеличивать своевременность сеяния.

Некоторые выводы о густоте всходов и урожае зерновых

1. Происходит некоторое уменьшение в количестве всходов при изменении ширины междурядий от 25 до 40 см.

2. Уровень азотных удобрений не имеет эффекта на количество всходов, означая, что помещение удобрений на расстоянии 37 мм от семени или 20 мм под семенным ложем является безопасным вариантом.

3. На основе наблюдений в 2010 году урожайность при ширине междурядий 25, 30 и 35 см, при оптимальном уровне азотных удобрении, приблизительно равна, но наблюдается некоторое уменьшение при 40 см.

Так, некоторые «философы» от No-Till, анализируя применение различных типов сошников сеялок прямого посева, приписывают анкерам свойство сильно повреждать почву, однако при величине расстояния между рядами более 30 см почва значительно менее повреждается узкими анкерами, чем дисковым или иным сошником с междурядьями 15?20 см.

22. Широкорядные посевы в Башкирии

23. Широкорядные посевы в Казахстане

24. Широкорядные посевы в Австралии

25. Развитие яровой пшеницы в засуху 2012 года. Широкорядные посевы в Челябинской области

Также для сеялок с узкими анкерами и широкими междурядьями требуется трактор, меньший по классу, так как сопротивление значительно меньше. А это — существенная экономия на горючем, амортизации и начальных затратах при приобретении техники.

Ян Кин предлагает использовать микробные препараты для разуплотнения почвы. В Австралии Алекс Подолински организовал систему производства органической продукции под брендом «Деметра» на 1 млн гектаров. Они применяют биоорганический препарат «500-й» для разуплотнения почвы, представляющий собой естественную синтрофную ассоциацию. Мы же предлагаем свои отечественные микробные закваски-ассоциации под брендом «Стимикс», производимые в нашей стране. Задача состоит в том, чтобы с помощью синтрофных микробных препаратов-ассоциаций запустить биологические процессы в почве и подавить вспышку болезней растений после появления свободной органики на поверхности деградированной почвы. А главное, мы должны понимать, что, отказываясь от механического рыхления почвы, мы должны запустить биологическое рыхление. Непонимание этого может сделать нашу Нулевую технологию (Zero-Till) неуспешной.

Поднятый вопрос о создании адаптивной технологии «нуля» к условиям сухих степей Юга России, с нашей точки зрения, является ключевым в вопросе внедрения нового метода. У нас нет тех десятилетий, которые ушли на эксперименты в Аргентине и Австралии. Мы бездарно растратили время.

Система мульчированного посева, известная в различных регионах мира под различными названиями: система прямого посева, система No-Till (без обработки), Zero-Till (ноль обработки) и так далее. Все эти термины — синонимы. Zero-Till — это фермерский метод. Изначально он был создан талантливыми фермерами-одиночками, когда появились гербициды сплошного действия. При господдержке в странах Латинской Америки он смог развиться до такой степени, что в Аргентине, например, он используется на 75% обрабатываемых площадей. В нашей стране этот метод внедряется несистемно. Логика здравого смысла понуждает нас немедленно обратиться к опыту фермеров, которые в одиночку, не опираясь на научную и практическую базу сельскохозяйственных НИИ и машиноиспытательных станций, смогли самостоятельно освоить и адаптировать этот метод.

Условия ВТО заставляют нас быстро измениться, если мы хотим выжить. У новой системы земледелия нет альтернатив. Давайте же научимся делать это дело хорошо.