Технология No-Till: путь, который мы прошли, чтобы достигнуть успеха (продолжение)

Интенсивность севооборота

Интенсивность севооборота – это показатель, который позволяет оценить степень использования фактора жизни растений, который находится в минимуме при определенном чередовании культур. Чаще всего таким фактором является влага. Уровень интенсивности должен соответствовать водоснабжению, характерному для данного региона, и уровню его сохранения в почве при данной технологии. В связи с тем, что при технологии No-till отмечается увеличение накопления и сохранения влаги в почве, севообороты в таком случае должны быть более интенсивными, чем при использовании традиционной отвальной обработки почвы. Например, севооборот пшеница–пар можно заменить на севооборот пшеница–кукуруза–пар или пшеница–кукуруза–просо–пар.

Включение в севооборот культур, требующих значительно большего количества воды (люцерна, кукуруза, соя), повысит его интенсивность. Выращивание двух культур за один год и отказ от пара также повышают интенсивность.

Промежуточные культуры (обычно бобовые) при технологии No-till не убирают ни на зерно, ни на зеленый корм, их задача – использовать излишек влаги, поддерживать биологическую активность микроорганизмов почвы, улучшать среду семенного ложа и (если это бобовая культура) накапливать дополнительный азот. Проводятся опыты по изучению возможности и целесообразности выращивания различных промежуточных культур при их севе разбросным способом в различных звеньях севооборота (например, после пшеницы, до посева кукурузы).
Широкая практика подтверждает, что использование технологии No-till повышает содержание влаги в почве и ее доступность. Если вы эту дополнительную влагу не используете, а рассматриваете исключительно как успех в борьбе с засухой, то вы, конечно, уменьшаете самый очевидный риск, но при очень больших затратах. Затраты здесь – это потерянная возможность выращивания культур, которые могут использовать дополнительную влагу. Дополнительная влага приравнивается к фактору увеличения потенциальной прибыли, если ее использовать с высокой интенсивностью. Неспособность использовать дополнительную влагу в почве, обрабатываемой при помощи метода No-till, не только оценивается как потеря потенциальной прибыли, но и создает проблемы, связанные с ростом растений, качеством почвы и проведением технологических операций на поле. Таким образом, недостаточная интенсивность может оказать свое отрицательное влияние.

Использование в севообороте, по крайней мере, трех из четырех основных типов культур позволяет дифференцировать их по потребности в воде. Необходимость использования культур с различной потребностью в воде будет зависеть от количества накопленной доступной влаги. На почвах с высокой способностью накапливать влагу можно применять севооборот большей интенсивности, чем на почвах с легким механическим составом. При одинаковом уровне выпадения осадков более холодный климат способствует большей интенсивности земледелия, чем теплый. Если поля постоянно слишком влажные, то используемому севообороту не хватает интенсивности. Если поля слишком сухие, интенсивность севооборота также слишком высока.

В каждом регионе эмпирическим путем, благодаря опыту нескольких поколений, определен соответствующий уровень интенсивности севооборотов для технологий, основанных на отвальной обработке. Но этот опыт нельзя автоматически переносить на технологию No-till. Наша практика и расчеты свидетельствуют, что в условиях Великих Равнин США при переходе на технологию No-till с малым разрушением структуры почвы обычно можно увеличить интенсивность производства на 33-100%.
Рост интенсивности может быть измерен путем изучения некоторых общих изменений в севообороте, возникших из-за успешного внедрения метода No-till. Сравнивая севообороты при традиционной технологии и No-till, рациональнее начинать анализ интенсивности севооборотов с анализа природной растительности региона, а не количества осадков.
Поскольку природная растительность района отражает уровень осадков, температуру, высоту над уровнем моря и почвенные условия, она является обобщающим индикатором подходящей интенсивности системы выращивания при No-till. Понимание естественной растительности региона служит основанием для развития программы севооборотов при No-till.

1. Природная растительность представлена лесом: больше воды, чем тепла.

А. Почвы быстро становятся слишком влажными.

Б. Почвенно-климатические условия позволяют вести высокоинтенсивные севообороты с выращиванием двух культур в год или посевом промежуточных культур.

2. Высокотравье прерий, смешанное с деревьями: типично для региона Кукурузного пояса.

А. Поддерживает достаточную интенсивность.

а) В севообороте допустимо до 100% культур с интенсивным водопотреблением или посев промежуточных культур, а также возможно выращивание нескольких культур за один год.

б) Высокотравье прерий, смешанное с малым количеством деревьев:

Б. Слишком сухо в засушливые годы для очень интенсивных севооборотов (все культуры с высоким водопользованием).

В. Севообороты можно насыщать до 75-100% культурами с высоким водопотреблением или высевать промежуточные культуры. В отдельные годы можно выращивать несколько культур за один год.

3. Смешанные травы прерий:

А. В основном слишком сухо для очень интенсивных севооборотов.

Б. Севообороты можно насыщать до 50-75% культурами с высоким уровнем водопотребления.

В. Нельзя заниматься возделыванием нескольких урожаев за один год. Малое количество промежуточных культур.

4. Низкотравье прерий: почти всегда слишком сухо для очень интенсивных севооборотов.

А. Севообороты можно насыщать до 50% культурами с высоким уровнем водопотребления.

а)Необходимы длительные периоды между каждым выращиванием культур с высоким уровнем водопотребления.

Б. Некоторые производители могут использовать малый процент паров.

В. Севообороты с переменной интенсивностью подходят для отдельных производителей.

5. Низкотравные прерии с преобладанием устойчивых к засухе видов растений: почти всегда слишком сухо для культуры с высоким уровнем водопотребления.

А. Небольшое количество или отсутствие в севообороте культур с высоким уровнем водопотребления.

а)Севообороты с паром и гибкой эластичностью.

По природной растительности Великие Равнины США делятся на две зоны.

А. Зона прерий со смешанной травянистой растительностью и низкотравьем. Сюда относятся западная часть Северной Дакоты, северно-центральная, южно-центральная часть и юго-восток Южной Дакоты, а также восточная часть Колорадо и северо-запад Канзаса.

Б. Зона прерий со смешанной травянистой растительностью и высокотравьем. Она занимает северо-восток и юго-восток Южной Дакоты, центральный Канзас и южно-центральную часть Северной Дакоты.

Центральную и западную часть Южной Дакоты классифицируют как экосистему прерий со смешанной травянистой растительностью. Но определенные местности этой зоны имеют почвы с некоторыми ограничениями, которые обуславливают развитие низкотравья в экосистеме прерий.

Севообороты традиционной системы земледелия в этом районе состояли из пшеницы (яровая пшеница – на севере, озимая – на юге) и пара. С переходом на технологию No-till севообороты стали гораздо разнообразнее, их интенсивность увеличилась. Севообороты в западной и центральной части Южной Дакоты на данный момент имеют следующие схемы чередования культур:

1) яровая пшеница–озимая пшеница–кукуруза–широколистная культура;

2) пшеница–кукуруза–широколистная культура;

3) яровая пшеница–кукуруза–горох–озимая пшеница–соя;

4) яровая пшеница–озимая пшеница–горох–кукуруза–просо–подсолнечник;

5) пшеница–кукуруза–«химический пар»;

6) яровая пшеница–озимая пшеница–подсолнечник–сорго–«химический пар» и пр.

При продвижении к востоку через Южную Дакоту природная растительность меняется: смешанная травянистая растительность переходит в высокотравье прерий. Именно в восточной части Южной Дакоты традиционно практикуют севооборот кукуруза–соя. Следовательно, здесь целесообразно включить в севооборот холодостойкие злаковые растения, что в результате повысит разнообразие культур в севообороте и увеличит его интенсивность. Этого можно достичь и с помощью введения промежуточных культур, что обеспечивает выращивание двух культур за один год. Примеры возможных схем чередования культур в севообороте для данной местности:

1) яровая пшеница–озимая пшеница–клевер–кукуруза–соя–кукуруза–соя;

2) яровая пшеница–озимая пшеница–фуражное сорго–кукуруза–соя–кукуруза–соя;

3) яровая пшеница–озимая пшеница–просо–соя–кукуруза–кукуруза–соя;

4) яровая пшеница–озимая пшеница–клевер–кукуруза–кукуруза–соя–соя и пр.

Если наблюдается недостаток интенсивности, можно выращивать промежуточные культуры чаще. Другие способы поддержания разнообразия и увеличения интенсивности севооборотов в условиях высокотравных прерий включают добавление в севооборот многолетней культуры, например люцерны.

В северо-западной части Канзаса и восточного Колорадо (низкотравье) после перехода на технологию No-till традиционный севооборот с чередованием культур пшеница – летний пар заменили на севообороты, сходные с севооборотами центральной части Южной Дакоты:

1) пшеница–пшеница–кукуруза–просо;

2) пшеница–пшеница–кукуруза–подсолнечник;

3) пшеница–пшеница–сорго–сорго–«химический пар» и пр.

Более высокий уровень выпадения осадков и более длинный вегетационный сезон в центральном Канзасе (высокотравье) позволяют выращивать две культуры в год. В этом регионе севооборот с монокультурой пшеницы (при использовании интенсивной механической обработки почвы) с переходом на No-till заменен на следующие схемы чередования культур в севообороте:

1) пшеница–сорго–кукуруза–соя;

2) пшеница–сорго–соя–кукуруза–кукуруза–соя;

3) пшеница–фасоль–кукуруза–кукуруза–фасоль и пр.

В более засушливых районах выращивание двух культур за один год уменьшено или исключено в пользу промежуточных культур, например гороха.

Как обсуждалось ранее, сорго и кукуруза занимают одну и ту же нишу в севообороте, хотя существует разница в их приспособленности к экстремальным климатическим условиям, потенциале урожайности, водопотреблении, восприимчивости к вредителям и чувствительности к гербицидам. В засушливых условиях центральной части Канзаса всегда сеяли сорго, а в южно-центральной части Канзаса и северо-центральной части Оклахомы – очень редко. Однако центр Канзаса находится намного дальше от юга и запада засушливых районов, в которых традиционным способом выращивали кукурузу.

Предпочтение кукурузе в этой засушливой местности не было бы устойчивым, если бы не технология No-till, смягчающая периоды засухи. Хлопок и сою редко выращивали в центральной части Канзаса. Соя давала здесь урожаи ниже, чем в самой западной точке засушливой зоны, а для хлопка это слишком холодный район. С внедрением технологии No-till и других агрономических мероприятий урожаи сои в засушливой зоне центрального Канзаса иногда превышают ее урожайность при орошении, но урожаи сильно колеблются по годам.
Перемещение выращивания хлопка в центральную и южно-центральную часть Канзаса почти не связано с внедрением технологии No-till (хотя выращивание хлопка в No-till успешно). Это происходит благодаря отсутствию долгоносика хлопкового, а также из-за того, что новые производители не пытаются выращивать хлопок в монокультуре.

В центре Канзаса с каждым годом набирает популярность выращивание теплолюбивых зерновых культур (кукуруза и просо) по технологии No-till. При этом выращивание пшеницы смещается в более засушливые районы. В более влажных зонах промежуточные культуры или две культуры, выращиваемые в один год, позволяют в следующем году в этих условиях высевать пшеницу, хотя данное положение еще не до конца изучено. Последующий посев широколистных культур возможен там, где нет проблемы водной эрозии, хотя сегодня его еще не практикуют на склоновых участках из-за неравномерного покрытия поверхности почвы растительными остатками широколистных культур и плохого состояния почв после длительного применения отвальной обработки. Мы надеемся, что промежуточные культуры могут улучшить почвенную структуру, а это позволит в дальнейшем выращивать широколиственные культуры на таких полях.

Планирование севооборотов

Разнообразие и интенсивность являются лишь гранями многосторонней и согласованной по территории и времени системы земледелия.

Например, изменения набора культур в севооборотах должны быть согласованы с внедрением посева с низким разрушением структуры почвы (технологии No-till), т.к. разнообразие в севообороте – это мера борьбы с болезнями и сорняками. Рост интенсивности земледелия при переходе на No-till зависит от скорости улучшения почвенной структуры и уровня накопления поверхностных остатков. Для того чтобы способствовать накоплению растительных остатков, повышению влажности почв и стабильности в урожайности различных культур, мы вынуждены в соответствии с новыми задачами постоянно менять оборудование.

В планировании севооборота необходим системный подход, что позволяет учитывать не только агрономические и экономические, но и инженерно-технические и организационные факторы. Помимо интенсивности и разнообразия при планировании и оценке севооборота необходимо учитывать множество других факторов. Например, два севооборота с одинаковым разнообразием и интенсивностью могут существенно различаться в доходности из-за особенностей чередования или набора культур. Одна из культур может обеспечивать высокую стабильность урожайности в засушливые годы, а другая – только во влажные, при этом их чередование помогает снизить проблему заболевания растений. К другим факторам, которые необходимо учитывать при планировании севооборота, относятся:

• водопотребление культур, входящих в севооборот;

• средний многолетний график выпадения осадков и их колебания по годам;

• способность растительных остатков к снегозадержанию;

• потенциальная возможность поражения боленями;

• цикличность появления определенных вредителей;

• фитотоксичность растительных остатков;

• цвет и количество растительных остатков предшественника;

• особенности защиты каждого вида растений от сорняков;

• возможность чередования применения гербицидов различного способа действия;

• возможное последействие гербицидов;

• отношение прибыли к риску;

• необходимость в дополнительном оборудовании;

• оптимальная ширина междурядий;

• даты посева и уборки;

• наличие пиков нагрузки рабочего времени и их протяженность;

• индивидуальные особенности и доступ на рынки.

Амплитуда и величина эффективности выбора того или иного чередования еще недостаточно изучены.

Севооборот является лучшим способом снижения риска и увеличения эффективности земледелия. Каждый фермер должен сбалансировать разнообразие и интенсивность своего севооборота для достижения желаемого уровня затрат и прибыли. Севооборот с высокой интенсивностью, но недостаточным разнообразием (пшеница–горох) дает возможность получения потенциально высокой прибыли, но при высоком уровне риска – возникновения больших проблем. Умеренно интенсивные и разнообразные севообороты (яровая пшеница–озимая пшеница– кукуруза–подсолнечник или яровая пшеница–кукуруза–соя) менее рискованны, однако обеспечивают меньшую валовую прибыль на акр. Такой севооборот помогает распределить рабочую нагрузку и фиксированные затраты, уменьшить зависимость от цены и неблагоприятных погодных условий, облегчить проблемы, связанные с сорняками, болезнями, насекомыми. В результате он может быть более прибыльным за продолжительный период времени. Снижение интенсивности, но повышение разнообразия (озимая пшеница–просо–канола, озимая пшеница–кукуруза–овес и горох ) гарантируют меньший риск в засушливые годы, но и меньший валовой доход в годы с умеренными погодными условиями. Севообороты с малой интенсивностью и недостаточным разнообразием (пшеница–рапс, пшеница–пар, постоянно выращиваемая пшеница) малоэффективны при использовании технологии No-till. Они имеют большие фиксированные расходы на акр, несут больший риск и сниженный валовой доход с единицы площади.

Фитосанитарное состояние посевов

Предупредительные меры направлены на сокращение распространения нежелательных организмов (сорняков, болезней, вредителей). Одним из важных санитарно-профилактических мероприятий является своевременное внесение гербицидов для предотвращения образования семян сорняков. Другой пример – обкашивание границ поля для предотвращения расространения семян многолетними сорняками (семена могут быть перенесены и рассеяны по полю комбайнами при уборке). Обязательны очистка и подготовка семенного материала, а также мытье и очистка оборудования. Краевая обработка полей инсектицидами способствует предотвращению миграций насекомых с поля на поле. В целом, предупредительные меры является более важными в системе No-till из-за отказа от механической обработки почвы, которая позволяла сокращать популяции некоторых вредителей.

Повышение конкурентоспособности культурных растений

Все фермеры, использующие технологию No-till, стали осознавать важность здорового конкурентоспособного посева как авангардного момента в защите растений от вредных организмов. Применяются следующие конкретные действия для повышения конкурентоспособности культурных растений противостоять сорнякам: более высокая густота стояния, узкие междурядья, качественный посев, удобрения, перемещение растительных остатков с ряда и протравливание семян. Использование этих приемов, особенно в комплексе, дает возможность культуре быстро сформировать растительный полог и затенить сорняки.

Здоровое состояние растений играет важную роль в минимизации ущерба культур вследствие болезней, а также поражений некоторыми насекомыми. Состояние культур, выращиваемых по технологии No-till, может быть лучше, чем у соседних культур, возделываемых традиционным способом, по ряду причин, например, увеличение влаги, умеренные температуры (благодаря растительным остаткам), защита полезных микроорганизмов, повышение уровня абсорбции питательных веществ (благодаря большей доступности влаги и деятельности микоризы), улучшение почвенной аэрации и состояния стоков. Состояние культур, возделываемых по технологии No-till, может улучшиться и благодаря изменению окружающей среды под влиянием севооборота (например, пониженный уровень повреждения озимой пшеницы), круговороту питательных веществ в природе и благотворному действию почвенных организмов. Таким образом, положительные аспекты состояния культур подкрепляют друг друга, и культура становится более стойкой к различным отрицательным факторам.

Всем известно, что здоровые культуры меньше страдают от болезней. Но, несмотря на это, предположение, что здоровые культуры отражают нападения насекомых, все еще считают нелепым. По мнению одного из авторов (Хэгни), некоторые насекомые, например тля злаковая и другие виды тли, обычно поражают растения, ранее подвергшиеся воздействию вредителей. Так как растения и насекомые совместно развивались в течение длительного промежутка времени, может быть правдоподобным то, что растения прибегают к механизмам химической защиты для противостояния некоторым насекомым, и эта защита перестает действовать, если растение ослаблено. Хотя существуют некоторые виды насекомых, повреждающие полевые культуры вне зависимости от их состояния.

Помимо непосредственных предупредительных мер защиты, технология No-till создает условия для снижения вероятности поражения болезнью или нападения насекомых-вредителей. Таковой является отличная среда для формирования и сохранения популяций организмов паразитов, которые удерживают количество вредителей и возбудителей заболеваний под контролем.

Источник