Минимальная технология возделывания культур кратко

Обновлено: 16.05.2024

Выращивание овощных культур на малообъемных субстратах в последнее десятилетие получило широкое распространение в мире.

В Скандинавских странах овощными культурами, выращиваемыми по новой технологии, занято более 80% общей площади теплиц, а в Нидерландах - стране классической культуры земледелия на естественных почвах - более 50% (из 4000 га площади, занимаемой овощными культурами, более 2000 га переведено на малообъемные субстраты, преимущественно на минеральную вату). В пленочных теплицах тропических и субтропических зон земного шара малообъемная технология также вытесняет старые способы выращивания.

Наибольшее распространение эта технология получила в Голландии, Испании, Финляндии, Израиле, активно используется в Америке. Интересно, что значительная часть технологических новшеств в этой сфере принадлежит России. Однако у нас в стране этот метод долгое время не шел дальше изобретений и экспериментов, в то время как за границей сразу оценили его преимущества по сравнению с традиционными технологиями.

За период с 1975 года по настоящее время годовые объемы строительства теплиц с малообъемной технологией в США, Испания, Италия и Израиле составляют уже десятки тысяч гектаров.

Основной причиной такого широкого распространения этой технологии оказалась высокая экономическая эффективность, получаемая как за счет повышения урожайности, так и вследствие значительной экономии ресурсов.

Культивирование овощей без использования почвы имеет и другие преимущества. В отличие от традиционных технологий здесь абсолютно исключено применение любых сельскохозяйственных машин, необходимых для обработки почвы, а, следовательно, и самих этих агротехнических элементов. Практически отсутствует необходимость в строгом чередовании культур, а также защите растений от сорняков.

При строгом соблюдении мер санитарии, беспочвенная культура позволяет отказаться от применения химических средств защиты от вредителей и болезней, т.е. повысить качество и биологическую чистоту овощной продукции. Большая часть операций, связанных с уходом за растениями, включая внесение удобрений и орошение, при этой технологии автоматизирована. Все это позволяет облегчить труд персонала и более экономно использовать трудовые ресурсы, качественно изменить характер сельскохозяйственного труда. Экономичность расхода воды позволяет применять эту технологию даже в засушливых районах. При культивировании овощей по данной технологии условия для выращивания и питания растений максимально выравниваются, что в свою очередь, обеспечивает высокий уровень получения стандартной продукции. Не возникает обычных при традиционном выращивании овощных культур проблем, связанных с кислотностью и агрохимическим составом почвы. Создается возможность использования для разных культур одних и тех же видов удобрений. Наконец, эта технология позволяет резко ускорить рост растений и увеличить их урожайность, так как физиологические процессы протекают в данном случае намного быстрее.

При использовании малообъемной технологии тепличные культуры выращиваются без почвы, на искусственных средах (субстратах) при помощи питательных растворов. При этом растение получает из раствора все необходимые питательные вещества в нужных количествах и точных пропорциях (что почти невозможно осуществить при почвенном выращивании).

Преимущества малообъемной технологии:

не требуется высококачественной природной почвы; при этом отпадает необходимость в периодическом трудоемком и дорогостоящем восстановлении или замене почвы в теплицах, а также ее дезинфицировании;
обеспечивается возможность контролируемого вмешательства в процессы выращивания растений, точного управления их питанием, и возможность в широких пределах компенсировать неблагоприятные климатические условия;
растение растет крепким и здоровым, и намного быстрей, чем в почве, поскольку получает все нужные ему вещества в необходимых количествах. При этом цветение декоративных растений значительно увеличиваются;
корни растений никогда не страдают от пересыхания или недостатка кислорода при переувлажнении, что неизбежно происходит при почвенном выращивании;
нет обычных при традиционном выращивании овощных культур проблем, связанных с кислотностью и агрохимическим составом почвы. Создается возможность использования для разных культур одних и тех же видов удобрений;
не возникает проблемы недостатка удобрений или их передозировки. Растения живут в условиях стабильной среды, которую очень легко контролировать. Анализ раствора проводить несравненно проще и точнее анализа грунта;
исчезают многие проблемы почвенных вредителей и болезней (нематоды, медведки, сциариды, грибковые заболевания, гнили, и пр.), что избавляет от применения ядохимикатов;
в целом облегчается весь процесс выращивания растений: трудоемкость снижается на 30% - 50% по сравнению с обычным выращиванием на почве;
так как растение получает только нужные ему элементы, оно не накапливает вредных для здоровья человека веществ, неизбежно присутствующих в почве (тяжелые металлы, ядовитые органические соединения, радионуклиды, избыток нитратов и др.), что очень важно для плодовых растений.

Настоящее и будущее малообъемной технологии определяются, прежде всего, решением многих организационных и технических вопросов, из которых наиболее важны следующие:

разработка программы развития и помощи тепличным комбинатам при ее внедрении в производство,
производство технологического оборудования для новых систем - узлов питания, систем капельного полива, портативных измерительных приборов и др.,
производство дешевых минеральных удобрений с качеством, отвечающим требованиям технологии,
организация агрохимического контроля и разработка рекомендаций по применению удобрений.

Решение этих вопросов даст возможность путем использования малообъемных методов увеличить производство продуктов сельского хозяйства.

Существует много субстратов для малообъемной технологии, лучший из них - специальная минеральная вата для растениеводства. Кассеты для выращивания рассады - необходимый элемент гидропонной технологии.

Растения сажают в специальные пакеты емкостью 30 л каждый, заполненные субстратом. В пакет высаживают два растения, например два куста рассады огурцов, и к каждому растению подводится индивидуальная капельница. Круглогодичный капельный полив осуществляется по специальной схеме, основанной на том, что вода подается с определенными интервалами. Схема корректируется в зависимости от реакции растения. Срок окупаемости технологии малообъемного выращивания составляет 1-2 года в зависимости от культуры.

В условиях экологического почвозащитного земледелия распространение получают более экономичные энергосберегающие технологии минимальной обработки почвы.

Минимальная обработка почвы — научно обоснованная обработка почвы, позволяющая снизить энергетические и трудовые затрат за счет уменьшения числа, глубины и обрабатываемой площади поля, совмещения и выполнения нескольких технологических операций в одном рабочем процессе.

Разновидностью минимальной обработки является нулевая, или прямой посев, предполагающий посев в необработанную почву. Для борьбы с сорной растительностью при этом применяют гербициды. Мульчирующая, консервирующая и иные обработки объединяют различные по интенсивности и глубине технологии плоскорезной, чизельной обработок с сохранением на поверхности поля более 30% стерни и растительных остатков. Растительная мульча позволяет сократить потери влаги на испарение, защитить почву от перегрева и эрозии. Поэтому минимальную обработку относят к почвозащитной.

Значение минимизация обработки почвы

Необходимость минимальной обработке почвы обусловливается снижением энергетических и трудовых затрат на ее проведение. В современных технологиях возделывания культур на обработку приходится до 25% трудовых и 40% энергетических затрат.

Интенсификация земледелия требует увеличения мощности тракторов, ширины захвата орудий, но при этом уменьшения массы и давления на почву. Например, трактор К-701 при массе 12 т, оказывает давление ходовыми системами колес 1,7-1,8 кг/см 2 . Допустимая же нагрузка на почвы в состоянии физической спелости при вспашке составляет 1,0-1,2 кг/см 2 . Чрезмерное уплотнение приводит к ухудшению агрофизических свойств почвы, снижая, например, полевую всхожесть семян озимой пшеницы на 25% и урожайность на 12-30%.

Важнейшими условиями эффективного использования минимальной обработки являются:

высокий технологический уровень возделывания культур,
качественное проведение механизированных полевых работ в оптимальные сроки,
обеспеченность предприятия эффективными средствами защиты растений и удобрениями.

Минимизация обработки достигается высокой технической оснащенностью предприятия комбинированными почвообрабатывающими и посевными агрегатами, совмещающими до 4-5 технологических операций, например, обработку почвы, внесение удобрений, гербицидов, посев.

Минимальная обработка в первую очередь необходима на черноземных, каштановых, серых лесных и хорошо окультуренных дерново-подзолистых почвах с оптимальными для растений агрофизическими свойствами, чистыми от многолетних сорных растений полях. Например, уменьшение числа глубоких обработок на черноземных, каштановых, серых лесных и других почвах, возможно при равновесной плотности примерно равной оптимальной и не превышающей 1,2-1,3 г/см 3 для зерновых культур и содержанием воздуха не менее 13-15% объема почвы.

Пригодность почв для минимальной обработке определяют по ряду показателей плодородия:

содержанию гумуса,
водопрочной структуре,
коэффициенту пористости,
степени и виду засоренности поля.

Пригодными, например, дерново-подзолистые почвы считаются при содержании гумуса не менее 2%, водопрочных агрегатов, то есть частиц размером менее 0,25 мм, более 25-30% и коэффициентом пористости более 0,9. Почвы с коэффициентом пористости менее 0,9 имеют неустойчивое сложение и склонны к уплотнению, что отрицательно сказывается на урожайности.

К основным направлениям минимальной обработки почвы относятся:

сокращение числа и глубины основных, предпосевных и междурядных обработок в севооборотах на высокоплодородных почвах и благоприятными агрофизическими свойствами при условии использования (при необходимости) гербицидов;
замена глубоких основных обработок под некоторые культуры севооборота поверхностными и мелкими за счет применения широкозахватных плоскорежущих, чизельных, дисковых и иных орудий, особенно под озимые и яровые зерновые культуры;
совмещение нескольких технологических операций и приемов в одном рабочем процессе за счет использования комбинированных почвообрабатывающих и посевных агрегатов;
применение прямого посева зерновых, кукурузы без предварительной, полосной (в зоне рядка) предпосевной обработки при выращивании пропашных культур.

Выбор приемов минимальной обработки почвы зависит от уровня плодородия, увлажненности зоны, биологических особенностей культуры и степени засоренности полей. Так, на увлажненных землях Северо-Западного района Нечерноземной зоны из-за уплотнения почвы зяблевую вспашку под картофель заменяют мелкой дисковой обработкой на глубину 10-12 см.

При использовании гербицидов сокращается количество междурядных обработок в посевах пропашных. На легких почвах проводят одно предпосевное боронование под ранние яровые, а в системе основной обработки периодически заменяют глубокую вспашку мелкой или дискование на 10-12 см.

При возделывании картофеля, корнеплодов и овощных культур на незасоренных многолетними сорняками полях зяблевую вспашку исключают или заменяют её лущением. Данный прием эффективен на легких по гранулометрическому составу дерново-подзолистых почвах, темно-серых лесных и других хорошо окультуренных почвах.

Хорошее перемешивание почвы с удобрениями достигается при весеннем предпосадочном фрезеровании с использованием орудий с активными рабочими органами, например, КФГ-3,6, ПР-2,7, что способствует повышению качества обработки и росту урожайности на 10-20%.

По данным Рязанской ГСХА, на серых лесных почвах при повторном возделывании кукурузы вспашку достаточно проводить в первый год с заделкой органических удобрений, в последующие три года ее допустимо заменить дискованием на глубину 10-12 см.

Минимальная обработка почвы особенно эффективна на черноземных почвах Центрально-Черноземной зоны, Северного Кавказа, Поволжья при возделывании озимой пшеницы, идущей после зернобобовых, однолетних трав, кукурузы на силос.

Вспашку заменяют мелким рыхлением на глубину 10-12 см с использованием дисковых и лемешных лущильников, культиваторов-плоскорезов типа КПШ-9, КПШ-11, оборудованных игольчатыми боронами БИГ-ЗА и кольчато-шпоровыми катками.

Переход на mini-till подразумевает отказ от основной глубокой обработки (как отвальной, так и безотвальной), заменяя ее на мелкое дискование или культивацию.

Проблемы мини-тилл:

1. Мелкая заделка растительных остатков способствует накоплению болезней и водителей, а следовательно, требуется применение фунгицидов и инсектицидов. Без них первые 5-7 лет успешно работать по минимальной технологии не получится.

2. Будет идти накопление сорняков, особенно корневищных (пырей, вьюнок и др.), а значит, будет повышен расход гербицидов.

3. Постоянные поверхностные обработки приведут к образованию плужной подошвы, что приводит к ухудшению водного режима.

Когда землю перестают пахать, она переуплотняется, и это необходимо учесть в севообороте и чередовать растения с мочковатой и стержневой корневой системой (например, можно чередовать пшеницу, рапс и горох).

4. Низкая минерализация – это требует увеличения доз минеральных удобрений (или органических, что намного лучше).

Стоит учесть, что просто перестать пахать, а сразу посеять и осенью убрать не получится - получите не более 5 ц/га! Если отказались от вспашки, снизив затраты на ГСМ, то все равно нужно эти деньги потратить на удобрения, т.к. при севе по стерне надо поднимать дозу азота на 10-15 кг/га.

Зато потом, когда вы наработаете мульчирующий слой и введете в севооборот фитосанитарные культуры, можно будет говорить о полноценной работе по системе mini-till.

Последовательность работ при обработке почвы:

Если почва целинная, то изначально необходимо все-таки перепахать и выровнять участок (данная технология требует выровненных полей), а уж потом перейти к системе минимальной обработки.

Лущение пожнивных остатков
Обработка гербицидом (глифосат)
Обработка культиватором (например КДК-3,-4)

Закрываем влагу
Вносим гербицид
Сеем, удобряем и прикатываем
Боронуем при необходимости (если есть почвенная корка)

После уборки зерновых –лущение с внесением деструкторов стерни (при необходимости) и азотных удобрений (желательно) для разложения соломы. При уборке используйте комбайны с тщательным измельчением и равномерным распределением пожнивных остатков. Используйте минимальный срез.

Какая техника нужна для технологии мини-тилл?

Один трактор (МТЗ 1221 или Т-150).
Культиватор комбинированный
Сеялка
Опрыскиватель
Комбайн
Самосвал

Увы, на тяжелых почвах вы от вспашки не уйдете. Первое время, года-два, вы на поверхностной протянете, потом будете вынуждены перейти на комбинированную (под злаки – поверхностная обработка почвы, под двудольные и пропашные – вспашка).

Опыт агрономов:

Применяем технологию мини-тилл в Западной Сибири на черноземах более 30 лет, в зернопаровых севооборотах. Основные зерновые культуры - яровая пшеница, озимая рожь. При условии использования комплекса химизации (удобрения, гербициды, фунгициды) по урожайности практически не отличается от традиционной вспашки. Гербицидная обработка – один раз за сезон в фазу кущения, фунгицидная – один раз в фазу флаг-листа. Удобрения по зерновым – азот 60 кг/га по д.в., фосфор – 120 кг/га по д.в. один раз в пару на 4 года. Инсектициды не применяем. Делаем осеннюю обработку культиватором на глубину 10-12 см, весной - боронование и культивацию с внесением удобрений. Использование технологии ноу-тилл показало себя в наших условиях хуже минимальной, так как отсутствие обработки способствует сильной засоренности многолетними сорняками. При мини-тилле большая часть сорняков уничтожается в пару и при весенней обработке. А при ноу-тилле обработки приходится заменять гербицидами. Это к тому же резко увеличивает себестоимость продукции. Некоторое уплотнение почвы есть, но оно не выходит за пределы оптимальных величин для зерновых культур – 1,2 г/см3.

Необходимость в технологиях с минимальным вмешательством в окружающую среду возникла в связи с потребностью сохранить природные свойства почвы в долгосрочной перспективе.

Количество микроорганизмов, находящихся в почве и их активность влияет на плодородие почвы. Микроорганизмы переводят, находящиеся в грунте, полезные вещества в минеральную форму, для дальнейшего поглощения растениями.

После уборки количество полезных веществ в почве резко снижается и для восполнения запаса этих веществ вносят удобрения, подготавливают структуру почвы для лучшей работы почвенных микроорганизмов. Регулярное рыхление, как и переуплотнение почвы, негативно сказывается на воздухообмене и водном балансе грунта, что в свою очередь снижает активность микроорганизмов. Равномерное перемешивание органики (растений сидератов, остатков полевых культур) с грунтом предоставляют для почвенных микроорганизмов больше источников питания, что позволяет им лучше развиваться.

Поэтому основными задачами почвообрабатывающих процедур являются:

борьба с переуплотнением;
рыхление почвы для создания оптимальной среды обитания полезных микроорганизмов;
очищение от вредителей и сорняков;
обеспечение воздушного и водного режимов;
смешивание почвы с органикой;
профилактика эрозии грунта.

Плюсы и минусы пахоты

Основными причинами получение скудных урожаев являются недостаток влаги в летние месяцы, связанный с изменениями климата, увеличение средних температур, частые весенние заморозки и эрозия почвы.

В связи с наличием большого количества климатических факторов снижающих урожайность сельскохозяйственных культур, фермеры все чаще задумываются об использовании более щадящих технологий возделывания.

Единственным плюсом пахоты является эффективность борьбы с сорняками, благодаря большому количеству специально разработанной техники и квалифицированных специалистов.

Технология Mini-Till, как способ экономии

В отличии от классической технологии обработки почвы, минимальная технология направлена на создание близкой к естественной структуре грунта. Это обеспечивается благодаря незначительному воздействию на верхний слой грунта.

Mini-Till предусматривает использование таких операций:

выравнивание почвы в первый год внедрения минимальной технологии;
заделка соломы с одновременным внесением органических удобрений с защитными микроорганизмами;
боронование;
опрыскивание пестицидами;
рыхление, для культур со стержневой корневой системой на глубину от 30 до 32 см;
внесение гербицидов;
комбинированный посев с внесением удобрений;
измельчение и разбрасывание соломы во время уборки.

Благодаря технологии Mini-Till в течении 5-7 лет отмечается улучшение плодородия почвы в 1,5 раза, в грунте сохраняется больше влаги, что позволяет сократить объемы поливов на орошаемых участках в 2-3 раза. Также, минимальная технология защищает почву от переуплотнения.

Со временем снижаются затраты на гербициды. Уменьшается количество проходов техники, благодаря возможности выполнения нескольких операций за один проход.

Минусы технологии Mini-Till

Как и любая технология обработки почвы, минимальная обработка почвы имеет и некоторые недостатки: