Журнал «Агротехника и технологии»
Осознание проблемы переуплотнения почвы ставит перед хозяйствами множество вопросов. Как определить масштабы переуплотнения на своих полях, что можно сделать прямо сейчас и какие орудия помогут разрушить переуплотненный горизонт?
Можно ли восстановить плодородие почв и их агрегатный состав, если перейти на радикальный контроль передвижения техники по полям — технологию постоянной колеи — и каковы ее перспективы в нашей стране? В тонкостях борьбы с переуплотнением почвы разбирался корреспондент журнала «Агротехника и технологии».
Деградация почвенного покрова, отрицательный баланс гумуса и формирование уплотненного горизонта, препятствующего эффективному дренажу влаги ниже глубины обработки, становится основной темой для дискуссий в контексте засух и снижения урожайности. Земельные ресурсы нашей страны огромны, именно поэтому о проблеме сохранения почв в России заговорили позже, чем в Европе, где земельные наделы значительно меньше и передаются от отца к сыну многие поколения. «На таких столетиями возделываемых полях проблема снижения урожайности встала значительно раньше, — констатирует директор по навесному оборудованию компании CNH Industrial Александр Загинайлов. — Кроме того, на Западе, в том числе и в Америке, исторически поколение фермеров-отцов было уверено, что эту землю нужно передать дальше, а значит? позаботиться о ее плодородии».
В России же последние сто лет форма собственности на землю не предполагала личной заинтересованности каждого конкретного человека в поддержании плодородия почв, поэтому и отношение к этому вопросу в массе было более безответственным. И, по наблюдению директора по развитию ГК «Альтаир» Дмитрия Кравченко, во многих агропредприятиях такая политика, к сожалению, сохраняется: агроресурсы используются «до последнего», а когда урожайность начинает стремительно снижаться, начинают искать «волшебные таблетки» — средства, которые мгновенно поднимут урожайность. В худшем случае поля бросают или перепродают новым хозяевам.
Тем не менее, по мнению Александра Загинайлова, все больше серьезных инвесторов и вдумчивых сельхозпроизводителей уже задаются вопросом, где искать причину падения урожаев.
Масштаб бедствия
О том, что проблема переуплотнения приобрела в хозяйстве серьезные масштабы, можно догадаться по косвенным признакам: пониженная урожайность, не уходящая с полей влага, вымочки или, наоборот, быстрое испарение воды, плохая впитываемость и стекание по рельефу. Есть много способов «подтвердить диагноз», то есть определить переуплотнение и его границы. Самый простой из них — с помощью обычного ножа.
«Выкапывается небольшая яма глубиной 35-45 см, и в стенку этой ямы чуть ниже глубины обработки почвы (которую обычно применяют на данном поле), втыкается нож, — объясняет управляющий продажами компании «Кун Восток» по ЮФО Матвей Пащенко. — Он ведется вверх до момента соприкосновения с более плотным слоем — это нижняя граница переуплотненного горизонта. А далее проделывается то же самое, но сверху вниз, чтобы определить его верхнюю границу и таким образом узнать толщину переуплотненного слоя почвы».
Примерно так же подтвердить и выявить проблему переуплотнения можно с помощью специальных приборов — пенетрологгеров, которые «оцифровывают» глубину и мощность переуплотненных горизонтов, замечает генеральный директор компании «Агроноут», к.б.н. Алексей Трубников. По сути, это щуп с датчиком, который вставляют в почву на глубину до 60 см. Точки измерения можно фиксировать по координатам и наносить на карту для дальнейшей выработки стратегии и тактики работы с переуплотнением. Такой прибор, по мнению специалиста, должен быть в арсенале каждого хорошего фермера и агронома.
«Помимо этого, сопротивление пенетрации можно измерить специальными датчиками (датчик компактности), которые устанавливаются на трактор, квадроцикл или автомобиль-внедорожник, — продолжает он. — Во время измерений запись показателей идет в онлайн-режиме, и в среднем один датчик делает около 20 замеров в час». Используя эти данные, можно также составить карты залегания переуплотненных горизонтов.
Еще более глубокий анализ, в результате которого устанавливается степень переуплотнения, можно сделать в агрофизических лабораториях, куда отправляются образцы почв, отобранные специальным образом из разрезов (шурфов), добавляет Алексей Трубников. Это не массовый вид анализа, и делают их в основном в лабораториях факультетов почвоведения ВУЗов, например в Тимирязевской академии. «Один из главных показателей сложения почвы — объемный вес (вес одного куб. см почвы) — в идеале должен составлять 1,1 г/см3, если же почва избыточно уплотнена, это значение будет свыше 1,3 г/см3, — объясняет специалист. — Для суглинистых почв оптимальная плотность находится в пределах 1-1,3 г/см3, а для супесчаных — 1,2-1,5 г/см3».
Кстати, слишком рыхлая почва также имеет большие недостатки: если объемный вес почвы 0,9 и ниже, то в ней будет много воздуха и, соответственно, мало контакта корней с влагой, а это значит, что всходы будут плохими. Поэтому опытные агрономы знают, что не рекомендуется делать предпосевную обработку ниже глубины заделки семян, если стоит задача получения дружных всходов и высоких урожаев.
Одной из первостепенных мер, позволяющих быстро исправить переуплотнение, ученые считают глубокое рыхление. Именно механическим рыхлением можно быстрее всего разуплотнить переуплотненные горизонты и наладить дренирование почвы. По мнению Алексея Трубникова, глубину рыхления (на 25-35-40 см) следует выбирать в зависимости от ситуации и глубины переуплотненного горизонта,
Механическим рыхлением можно быстрее всего разуплотнить переуплотненные горизонты и наладить дренирование почвы
Не так страшен плуг
В силу почвенно-климатических условий и особенностей возделывания некоторых культур (например, сахарной свеклы) большинство хозяйств в Центральной России не могут отказаться от обработки почвы плугом, отмечает Игорь Иванов, руководитель направления по плугам компании «Квернеланд Груп СНГ». А появление плужной подошвы в традиционной технологии во многом зависит от работы на одну и ту же глубину (отсюда и пошел термин «плужная подошва»). Но этого можно избежать благодаря специальным приспособлениям, позволяющим рыхлить почву ниже глубины вспашки, утверждает специалист.
«Плужная подошва» — устаревший термин, считает Алексей Трубников. И переуплотненный слой, который понимается под этим термином, возникает вовсе не всегда от использования плуга. Более того, бороться с плужной подошвой зачастую можно, как раз используя плуг, но применяя специальные наральники или эко-сошники. Например, такие решения есть у компаний «Квернеланд Груп» (эко-сошник), Amazone (подпочвенный рыхлитель для плуга) и др.
Как объясняет Игорь Иванов, такое приспособление устанавливается на полевую доску корпуса плуга, его конструкция очень простая и надежная, в ней используются стандартные (оборотные) долота плуга. «Эко-сошник работает на 10 см ниже заданной глубины плуга, разрушая плужную подошву и способствуя проникновению влаги в нижние слои горизонта, — поясняет он работу такого устройства. — Кроме того, это экономично — вспашка и глубокое рыхление почвы одновременно».
«В последние годы хозяйства, массово уходя от основной обработки почвы и, в частности, пахоты, ударились в другую крайность — занялись повальным бесконтрольным мини-тиллом», — рассказывает Алексей Трубников. В результате в большинстве сельхозпредприятий обработка почвы долгое время велась исключительно дисковыми машинами. Причем зачастую тяжелыми дисковыми боронами и дискаторами. «Про глубокорыхление и вспашку забыли, а где-то даже разучились правильно пахать — отмечает он. — Характерно, что на выставке “Юг-Агро” в 2009 году не было представлено ни одного глубокорыхлителя. Это было время тотального увлечения дискаторами».
Все это привело к тому, что ширина слоя уплотненного горизонта увеличилась. «И если после вспашки уплотненный слой залегает на глубине 25-30 см и имеет обычно толщину не более 5-7 см, то при постоянной исключительно дисковой обработке почвы тяжелыми машинами, которая затрагивает только верхний слой почвы, устойчивый спрессованный слой начинается уже на отметке 10-15 см, и толщина его проникает до 20-15 см вглубь, — разъясняет Алексей Трубников. — То есть, вопреки распространенному мнению, постоянная вспашка приносит гораздо меньше неприятностей с точки зрения переуплотненного горизонта, чем неразумный mini-till». У почвоведов даже появился такой термин — «поля убитые минималкой», замечает специалист. Однако после засухи 2010 года маятник качнулся обратно, и на полях и выставках массово появились плуги и глубокорыхлители.
Постоянная вспашка приносит гораздо меньше неприятностей с точки зрения переуплотненного горизонта, чем неразумное следование технологии mini-till
Для «классики» и «нуля»
«Глубокое рыхление необходимо проводить осторожно, чтобы не выносить на поверхность неплодородный слой (например, глину), особенно там, где его залегание достаточно близко, — замечает региональный представитель по ЮФО компании HORSCH Вячеслав Векленко. — Именно поэтому к глубокорыхлителям применяют повышенные требования: рабочий орган (лапа, долото) должен иметь относительно узкую форму, чтобы разрушать верхний слой, но не поднимать почву из нижних неплодородных слоев на поверхность, и в то же время не делать широких щелей, чтобы верхний слой не проваливался на дно борозды».
Производители техники рекомендуют работать на 2-3 см ниже нижней границы уплотненного слоя, но не глубже. Иначе, по словам Матвея Пащенко, обработка превратится в бесполезную трату горючего, и будет напрасно нарушаться структура почвы ниже уплотненного горизонта. «Рабочий орган глубокорыхлителя, заходя под нижний слой переуплотненной почвы, подцепляет его и поднимает вверх целым пластом, — объясняет специалист. — Таким образом происходит взламывание уплотненного горизонта без выдергивания нижезалегающих неплодородных слоев. А появившиеся трещины позволяют воде дренировать». В настоящее время для этих целей рынок предлагает два типа орудий: диско-лаповые и чисто лаповые (только с долотьями).
Если в хозяйстве работают по классической технологии или по mini-till, особенно в южных районах, где имеется большое количество пожнивных остатков, то такую обработку нужно проводить по принципу «мелко перемешивать, глубоко рыхлить». В этой связи участники рынка советуют обратить внимание на диско-лаповые орудия, призванные выполнять глубокую обработку и активное поверхностное перемешивание стерневых остатков дисками на различную глубину.
«Как правило, это комбинация дисковой батареи (или двух) и чизеля — лапового орудия, работающего на большую глубину и взламывающего плужную подошву и уплотненные нижние горизонты почвы. А диски в таком орудии занимаются заделкой стерни в верхний слой почвы», — объясняет менеджер категории почвообработка компании «АГКО-РМ» Михаил Базан.
К таким агрегатам относятся, например, John Deere 2720 и 2730, HORSCH Tiger, Kverneland DTX, KUHN Краузе DMR4855 (Dominator) и PERFORMER, новые Massey Fergusson 4511 и 4412, Case IH Ecolotiger и др.
Если же в хозяйстве придерживаются нулевой обработки, и по технологии важно оставить стерню, то глава компании «Грейт Плейнз Агро» Руслан Тимов советует обратить внимание на глубокорыхлители линейного типа, имеющие небольшие тонкие стойки, которые не выворачивают комья, не трогают стерню, но при этом разрушают плужную подошву по всей ширине захвата.
Машины такого плана есть в линейке многих компаний, в том числе John Deere (2100, 913, 915), Great Plains (SS1300(A), SS1700(A), SS1800(A), SS2000(A)), KUHN Краузе Ripper 4830, Massey Fergusson (серии 2500), а также у некоторых латиноамериканских и отечественных производителей.
«Строго говоря, нулевая технология не подразумевает никакой почвообработки, — замечает Михаил Базан. — Тем не менее, переходя на прямой посев, многие сельхозпроизводители сталкиваются с уплотнением и, соответственно, не могут повысить свою урожайность». Разрыв уплотненного слоя, по его словам, позволит достичь оптимальной влагообеспеченности в течение следующего года.
Тренды
Экологизация (восстановление) почвы — процесс длительный. Одним из первых шагов на этом пути, по словам Дмитрия Кравченко, должно стать внесение основного фосфорного или калийного удобрения осенью не по всему почвенному горизонту, а локально. В этой связи особого внимания, по мнению специалиста, заслуживают глубокорыхлители с внутрипочвенным внесением гранулированных или жидких удобрений (например, Terraland- Ferti Cart BEDNAR), позволяющие заложить основное удобрение в осенний период в нужном месте, в том числе координатно полосами с шагом 45 или 70 см, с последующим посевом по этим же трекам яровых культур.
Матвей Пащенко отмечает, что возможность закладки удобрений при почвообработке является мировым трендом, и многие производители сельхозтехники работают над внедрением этой опции в свои глубокорыхлители.
Но главное направление, в котором движутся все мировые производители, по словам Александра Загинайлова, — полная автоматизация полевых работ, в том числе почвообработки.
Например, у компании John Deere на комбинированном глубокорыхлителе серии 2730 появилась новая опция TruSet, которая позволяет оператору изменять глубину обработки и прижимное давление прикатывающих катков из кабины трактора.
Бренд Case IH в прошлом году представил разработку программного обеспечения Soil Command, позволяющего на основе комплекта датчиков глубины работать с дифференцированным заглублением по карте-предписанию. Все это, как объясняет Александр Загинайлов, позволит связать воедино почвообрабатывающий агрегат с электроникой и механикой трактора. «Таким образом, можно будет производить запись информации о плотности (агрофизике) почвы, параметрах трактора в онлайн режиме и в процессе работы в дальнейшем регулировать положение стоек. А это, по сути, уже дифференцированная почвообработка», — замечает специалист.
На данный момент система обкатывается на предпосевном культиваторе, а в дальнейшем будет адаптирована для глубокорыхлителя. В России у этой технологии большое будущее уверены эксперты.
По постоянной колее
Однако главной задачей агрономов всего мира, по словам Дмитрия Кравченко, остается не столько разуплотнение почвы, сколько восстановление ее объемного веса и создание экологически благоприятной ситуации для роста корней, симбиотических грибов и бактерий в почве. «Повышение содержания органического вещества почвы (гумуса) на 1 % позволяет удержать в верхних 30 см почвы на 25 тыс. галлонов воды больше, что в пересчете на гектары составит +234 т/га, — отмечает он, ссылаясь на исследования компании Case IH. — Обязательное условие для этого — исключить уплотнение почвы в зоне роста культурных растений».
Специалист убежден: необходимо радикально снизить нагрузку на почву. И самый привлекательный из реальных способов, по его мнению, — выделить на поле зоны для движения техники и зоны для роста растений. Иными словами, одним из перспективных направлений в решении данной проблемы он видит переход на технологию с постоянной колеей — CTF (controlled traffic farming). «К 2015 году в Австралии эту технологию применяли 21 % сельхозпредприятий на площади 2,65 млн га., — приводит данные Дмитрий Кравченко. — И это позволило им в условиях засушливого климата увеличить на 25 % водоудерживающую способность почвы и, как следствие, просто фантастически взлететь в урожайности: за 10 лет валовый сбор зерна в Австралии вырос почти в 2 раза».
Сторонниками продвижения такой технологии сейчас выступают в основном американские компании — John Deere и Сase IH, а из европейских производителей эту идею горячо поддерживает и продвигает глава компании HORSCH Михаэль Хорш.
Суть технологии CTF состоит в том, чтобы ограничить движение всей техники только определенными выделенными колеями. Частично эта идея уже реализуется во многих хозяйствах европейских стран в части опрыскивания, подкормок и посева. Но глобально задача технологии CTF — свести к строго регламентированным путям всю технику, выезжающую на поля. Соответственно, главным условием успешной работы по CTF становится кратность ширины захвата всей техники в хозяйстве (жатка, сеялка, опрыскиватель
«Например, если ширина захвата сеялки составляет 12 м, то у разбрасывателей и опрыскивателей должна быть 36 м — объясняет Алексей Трубников. — Тогда не будут возникать перекрытия, огрехи и другие проблемы неэффективной реализации агротехнологии».
«Рабочая полоса может быть равной 9, 12 или 15 м, а колея движения самоходных машин 3 или 3,5 м, — продолжает Дмитрий Кравченко. — Это позволяет использовать современные комбайны с небольшой адаптацией по длине шнека. При этом тракторы должны “раздвинуть” колеса или гусеницы на принятую колею». Идеальная схема, по словам Дмитрия Кравченко, — сочетание опрыскивателя на 3 рабочих полосы,
Обязательным условием для реализации этой системы будет наличие устойчивого сигнала от БС РТК, а лучше сети РТК, как например Сеть БС РТК «Кубань», подчеркивает Дмитрий Кравченко.
Кстати, в опытном хозяйстве компании «Альтаир» заложили эксперимент по технологии CTF: поле разделено на две части с рабочими полосами 9 м, а самоходный опрыскиватель имеет ширину штанги 27 м. При этом используется шестипольный севооборот с чередованием озимой пшеницы и яровых культур — гороха, подсолнечника и нута. Результаты опыта, по словам Дмитрия Кравченко, можно будет оценить через несколько лет в динамике.
А исследования и практика австралийских сельхозпроизводителей свидетельствуют о том, что переход на технологию CTF позволяет освободить 86 % почвы на поле от проблем с переуплотнением, сконцентрировав уплотнение на оставшихся 14 % в виде дорожек. После восстановления оптимального объемного веса почвы в зоне роста культурных растений и отсутствия уплотнения произошло восстановление микоризы и колонии симбиотических бактерий, что привело к увеличению водоудерживающей способности почвы, отмечает директор по развитию ГК «Альтаир». На фермах, применяющих технологию CTF более 10 лет, наблюдается рост содержания гумуса, качества зерна, а также урожайности при существенном снижении себестоимости.
Применение технологии CTF в Австралии позволило увеличить водоудерживающую способность почвы на 25%. Переход на технологию CTF позволяет освободить 86% почвы на поле от проблем с переуплотнением, сконцентрировав уплотнение на оставшихся 14% в виде дорожекФото: John Deere
Не так все просто
Однако на данный момент трудностей для перехода на такие рельсы не меньше, чем возможностей, считает Алексей Трубников. Во-первых, вся техника в хозяйстве должна иметь единую ширину колеи, а при пестром машинно-тракторном парке российских сельхозпредприятий такое решение реализовать непросто.
«Тракторы надо “раскатывать” на колею 3 м, и если у большинства американских производителей имеется возможность раздвинуть задние колеса на 3 м, то для европейских тракторов все гораздо сложнее — нужны специальные проставки, — обращает внимание Дмитрий Кравченко. — Для передних колес проставки нужны в любом случае. Аналогичная ситуация и с прицепами и бункерами-перегрузчиками: большинство из них не позволяют получить колею 3 м».
На рынке есть решения тракторов с изменяемой колеей, например, Case IH производит гусеничные тракторы Quadtrac и Magnum Rowtrac c изменяемой колеей от 2,5 до 3,5 м, что позволяет без проблем использовать их в технологии CTF.
Но и кратность ширины захвата также обеспечить нелегко, и главное слабое звено в этой цепочке — комбайн. «В Австралии работают с широкими жатками — по 12-18 м, которые кратны ширине захвата опрыскивателя, — отмечает Трубников. — А у нас самые распространенные жатки — 7-9 м».
Но даже если кратные по ширине орудия найдутся, то возникает проблема выгрузки зерна на расстояние 7-9 м: перегрузчик или другой транспорт не сможет подъехать ближе. А длина шнека у комбайнов в основном не превышает 4 м.
И это вопрос тоже решаемый: у некоторых производителей (в том числе «Ростсельмаш», CLAAS, New Holland) существуют специальные проставки, позволяющие увеличить длину выгрузного шнека до 7 м. А у некоторых производителей, например, у John Deere есть шнеки длиной 7,9 м без проставок.
«Но как быть с координацией выгрузки на таком расстоянии? — задается вопросом Дмитрий Кравченко. — В этом случае синхронизировать движение тракторов и комбайнов, глядя в зеркало, довольно тяжело». У ведущих производителей техники существуют специальные программы синхронизации, например, John Deere (Machine Sync), Case IH (V2V) и др., но в России они пока мало испытаны и почти недоступны.
«Пока к технологии CTF слишком много вопросов. Например, сейчас российские аграрии производят почвобоработку в разных направлениях, чтобы поле было ровным, а CTF-технология не позволит их чередовать», — добавляет Алексей Трубников. — А при работе в одном направлении есть риск возникновения искусственных неровностей, нагребания гряд и пр.».
Но самый главный минус CTF в том, что эта технология пока еще слишком дорога для применения в российских хозяйствах. «Мы хотели бы работать по технологии CTF, но пока приводим в порядок наши поля (рекреация, выравнивание, чистка
Тем не менее, в перспективе это — самый разумный вариант для сохранения почвы и восстановления ее урожайности, резюмирует Александр Загинайлов. Что же касается увеличения гумусного слоя, то здесь, по его мнению, необходимо больше работать с органикой, которая должна поступать в почву ежегодно в соответствии с требованиями каждой конкретной культуры. В среднем по 15-20 тонн /га, добавляет специалист.
«Однако животноводство, пришедшее в упадок за последние десятилетия, еще не восстановилось в полном объеме, поэтому органики не хватает», — сетует руководитель отдела технического маркетинга компании CNH Industrial. Интересным вариантом для тех регионов, где животноводство развито слабо или превалирует растениеводство (например, Ростовская область, Краснодарский край), он называет применение сидерального пара или бинарных посевов. При таком подходе покровные культуры компенсируют процессы нехватки органики в почве и своими корнями разуплотняют ее. Правда пока эта технология находит слабый отклик в России.
Не тратить зря
При всем многообразии методов разуплотнения существуют крайне склонные к самоуплотнению почвы — слитые, которые будут слипаться, несмотря на старания агрономов и механизаторов, в силу природных качеств. «Они расположены по всему миру независимо от количества осадков до широты 45 градусов к северу и к югу от экватора, — поясняет Алексей Трубников. — Площадь полей с такими почвами во всем мире составляет 248 млн га. Они есть и в Кении, и в Индонезии, 80 млн га из них расположены в Восточной Австралии, 72,5 млн га — в Индии. Довольно приличная их часть находится в ЮФО России (Краснодарский и Ставропольский края, Ростовская область и др.)».
Такие почвы особенно трудно разуплотнять, и глубокорыхление на них проводить сложно, так как они имеют очень узкий диапазон оптимальной для глубокого рыхления влажности. «Улучшить их практически нельзя: ни фосфогипс, ни органика не в состоянии изменить их генетическую природу, — замечает генеральный директор компании «Агроноут» (почвовед по образованию). — К ним можно только адаптировать нормы высева и внесения удобрений при помощи технологий точного земледелия. То есть фактически просто снизить норму высева и минимально тратить удобрения».
