Контурное земледелие: как перестать терять почву и влагу на склонах

Весной поле на склоне выглядит как обычно: снег сошел, земля подсохла. Но если техника ходила вдоль склона, половина талой воды уже ушла в балку — вместе с частицами почвы, удобрениями и частью семян. Промоины видны сразу. Смыв почвы — нет: он идет по миллиметру в год, а падение урожая списывают на погоду.

Водная эрозия на длинных склонах начинается уже при крутизне 1,5°. Поле, которое на глаз ровное, зачастую именно такое. Часть склонов можно обрабатывать, часть — нерентабельно и опасно для техники. Где проходит граница, в каких случаях и как правильно применять контурную обработку, разбираем в статье.

При контурном земледелии все операции на поле идут вдоль горизонталей рельефа, то есть поперек склона: вспашка, сев, культивация, опрыскивание, уборка.

Это часть противоэрозионной, в том числе контурно-мелиоративной, организации территории. Наибольший эффект дает организация по водосборам: от водораздела до тальвега — дна балки. Тогда границы полей, рабочие загоны, лесополосы и валы проектируют от рельефа, а не от удобства нарезки.

Смежные понятия:

В СССР проекты контурного земледелия начали разрабатывать во второй половине XX века — под руководством А. Н. Каштанова создавали контурно-мелиоративные системы. Тогда контур размечали нивелиром и вешками. Сейчас есть цифровые модели рельефа и автопилоты, метод стал доступен любому хозяйству.

Борозда вдоль склона — готовый канал. При обильных осадках и особенно при снеготаянии вода в ней не впитывается, а разгоняется, формирует промоину и уносит мелкие фракции почвы вместе с гумусом.

Пропашные культуры особенно эрозионно опасны. Их широкие междурядья не образуют сплошного растительного покрова, а корневая система не скрепляет поверхностный слой почвы так же равномерно, как у зерновых культур и трав.

Что говорят цифры:

Есть и скрытый фактор — переуплотнение. Ходовые системы тракторов за предпосевную обработку и сев покрывают 30—80% поверхности поля, отдельные участки проходят 3—5 раз. Плотность пахотного слоя на суглинках превышает оптимальную на 1.0-1.2 г/см³. Уплотненная почва хуже фильтрует воду: сток растет, эрозия усиливается.

Почему проблему недооценивают: смыв не виден. В одном хозяйстве Ростовской области за 20 лет, с 1979 по 2001 год, площадь эродированных почв выросла с 43 до 80%, доля среднесмытых — с 4 до 18%.

Организация территории зависит от нескольких факторов.

Стратегия обработки почвы определяет до 60% успеха растениеводства и так или иначе влияет на 75% производственных затрат в структуре себестоимости продукции.

В сельском хозяйстве используют четыре основные технологии, или системы обработки почвы, — традиционная (отвальная и безотвальная), минимальная, полосная и нулевая. У каждой свои особенности применения и экономические показатели.

К основным факторам для выбора обработки относятся:

О природных факторах мы подробно рассказали выше. Окончательное решение о выборе стратегии обработки почвы аграрии принимают только после детального анализа всех факторов и проведения экономических расчетов. Для этого нужно:

Переход на любые новые стратегии обработки требует подготовительного периода: для минимальной обработки — 2-3 года, для полосной (strip-till) — 3-4 года, для нулевой (no-till) — 4-5 лет. В этот период урожайность может временно снижаться на 10-15%.

Засоренность полей в первые годы перехода с классической обработки почвы на strip-till и no-till возрастает на 25-35%, это требует увеличения затрат на гербициды на 20-30%. Однако к третьему году применения новой стратегии засоренность снижается на 40-50% по сравнению с исходным уровнем.

На склоновых землях крутизной более 3° обработку почвы проводят поперек склона или по контурам. При уклонах 3-7° рекомендуется безотвальная обработка для удержания влаги и предотвращения эрозии. Земли, на которых крутизна более 7°, требуют создания отдельного почвозащитного севооборота и вывода из активного использования.

Региональный режим увлажнения определяет глубину и интенсивность обработки.

В засушливых условиях, когда годовая сумма осадков менее 400 мм, нужна агротехнология, сохраняющая влагозапасы почвы. Это безотвальная обработка, strip-till и no-till.

В условиях достаточного и избыточного увлажнения, когда в год более 600 мм осадков, почву обрабатывают, чтобы улучшить водно-воздушный режим — это отвальная вспашка. Для разрушения почвенной корки и ускорения подсыхания верхнего слоя применяется минимальная или дисковая обработка.

Чтобы избежать неверных решений при выборе способа обработки почвы и не допустить потерь урожая, хозяйства используют цифровые технологии и анализ полей по спутниковым снимкам. В системе ExactFarming можно точно оценивать рельеф, увлажненность, геоэкологические характеристики и другие параметры разных участков поля, чтобы для каждого подобрать верное агротехническое решение.

Планируя обработку почвы, необходимо держать в уме всю последовательность действий на протяжении полного цикла севооборота.

В зерновых севооборотах эффективна минимальная обработка, в то время как пропашные культуры требуют более глубокой обработки.

Культуры со стержневой корневой системой и корнеплоды требуют глубокой обработки почвы — вспашка, глубокое рыхление. Культуры с мочковатой корневой системой могут возделываться с минимальной обработкой. Исключением — специальные технологии no-till, в рамках которой все культуры возделываются без обработки почвы.

Вспашка нужна в том числе для того, чтобы бороться с сорняками и болезнями. Выбор методов обработки методы зависит от степени засоренности поля:

Глубокая и достаточно интенсивная обработка почвы осложняет жизнь и зимовку многим вредителям, даже без химических обработок.

От способа обработки зависит приток кислорода, света, влаги. Агроному важны накопление гумуса, высвобождение питательных веществ и здоровье растений.

Содержание гумуса — основной показатель почвенного плодородия. Интенсивная механическая обработка ускоряет минерализацию органического вещества. При традиционной отвальной обработке ежегодные потери гумуса составляют 0,7-1,0 т/га, а при минимальной — снижаются до 0,3-0,5 т/га.

В быстро подключаемой системе для точного земледелия ExactFarming можно:

Структура почвы и размеры почвенных агрегатов, то есть комков и комочков, определяют выбор орудий обработки и глубину воздействия. Оптимальными считаются агрегаты размером 0,25-10 мм, их содержание должно составлять не менее 70% от массы пахотного слоя. На тяжелых суглинистых почвах нужно более интенсивное воздействие, а для легких супесчаных подойдет минимальная обработка.

Подпахотный горизонт связан с управлением водным и воздушным режимами. Уплотнение подпахотного горизонта выше 1,3 г/см³ сильно снижает урожайность большинства сельскохозяйственных культур. Особенно это важно помнить в хозяйствах, где есть подзолистый горизонт, характерный для северных регионов. В этом случае нужно проводить периодическую вспашку на глубину 35-40 см каждые 3-4 года для окультуривания таких почв.

Чем тяжелее применяемая на поле техника, тем серьезнее проблема переуплотнения. Тракторы создают давление на почву до 200-250 кПа, что сильно превышает допустимые 120-140 кПа.

Есть феномен подпочвенного стока: вода не может впитаться и сформировать запас ниже почвенного слоя и начинает уходить с поля вниз по склону, но сверху этого не увидеть. Не лучше ситуация, когда влага не утекает, а застаивается поверх плужной подошвы — тогда начинается процесс оглеения, мини-заболачивания. А с виду — просто рыхлая пашня. Поэтому нужно регулярно заглядывать глубже, например, с помощью пенетрометра для измерения плотности почвы.

Существуют разные методы борьбы с переуплотнением, но они максимально эффективны лишь на ранних стадиях проблемы. Когда структура почвы начинает разрушаться, еще можно исправить ситуацию относительно простыми приемами — механической аэрацией, посевами сидератов или изменением режимов обработки. Однако если уплотнение зашло слишком далеко, даже самые продвинутые технологии и дорогостоящие регенеративные меры сработают лишь частично.

От выбора системы обработки почвы зависит успех в растениеводстве и значительная часть себестоимости продукции. Каждый метод — от классической отвальной вспашки до no-till — имеет свои сильные стороны и ограничения: где-то на первый план выходит борьба с уплотнением и сорняками, где-то — сохранение влаги, гумуса и снижение затрат на топливо. Агрономы при выборе ориентируются на конкретные условия своих полей: рельеф, климат, тип почвы, севооборот и экономику хозяйства.

Полноценный эффект от перехода на новые технологии проявляется через 3-5 лет, а успех зависит от системной подготовки — регулярной диагностики почвы, обучения персонала, пошагового плана и постоянного мониторинга результатов.