Эволюция технологий обработки почвы

Мы возвращаемся к первым шагам человечества в земледелии. В каком-то смысле человек обрабатывает почву более 10 тысяч лет. Это только в школьном учебнике после главы об ирригационном земледелии Древнего Египта может следовать глава о подсечном земледелии древних славян. Реальный исторический процесс не имеет "черных дыр" во времени - земледелие развивалось постепенно, и в этом развитии можно найти свои взлеты и падения, открытия и изобретения. Но главное - в нем можно найти закономерности.

1.1.1. Посев в лунки

Земледелие уже было в то время, когда еще не приходилось говорить о каких-либо почвообрабатывающих орудиях. Зерна сеяли в землю без всякой обработки, протыкая лунки для них простой заостренной палкой. По сути дела это и была нулевая обработка почвы, только на более низком, примитивном уровне. Борьба с сорняками и удобрение почвы проводились самым простым способом: поджигали лес, росший на месте будущего поля. Сорняки сгорали, а древесная зола была прекрасным удобрением.
1.1.2. Обработка сохой

Количество людей на Земле увеличивалось, продуктов нужно было все больше. Следующий шаг в земледелии - изобретение сохи, которую тянули люди или животные. Применение сохи позволило поднять производительность обработки почвы, но технология возделывания зерновых при этом мало изменилась. Просто вместо лунок зерна сажали в узкую борозду, образуемую лезвием сохи. Борозду заделывали вручную или, таская по полю суковатую ветку - прообраз современной бороны. Борьба с сорняками и удобрение почвы не претерпели изменений, благо лесов еще хватало (рис. 1).

Рис. 1 Древние почвообрабатывающие орудия. a) борона-суковатка, b) соха, c) плуг

1.1.3. Плужная обработка почвы

Соха была эффективным орудием, пока можно было сжигать леса, расчищая и удобряя новые поля. Но так не могло продолжаться бесконечно. На старых полях плодородие почвы падало. И тогда для повышения урожайности нашли новый способ обеспечить хорошее разрыхление почвы и борьбу с сорняками. Уже древние греки пользовались отвальным плугом, который запахивал сорняки на глубину, где они не могли прорасти. Классическая технология того времени - вспашка отвальным плугом, посев зерна вручную и

боронование для заделки зерна в почву (рис. 2).

Рис..2 Однокорпусный конный плуг Р. Сака с предплужником для культурной вспашки

1.1.4. Максимально развернутая технология обработки почвы

Повышение урожайности оставалось самым важным требованием, и экстенсивный путь развития земледелия казался единственно приемлемым. Технология обработки почвы включала все новые дополнительные операции в соответствии с тенденцией "развертывание свертывание". Наиболее развернутая технология, применявшаяся в середине XX века, включала следующие операции: вспашку, несколько культиваций, боронование и предпосевное выравнивание. Затем следовали посев и дополнительное прикатывание почвы. Мощность тракторов, глубина вспашки и ширина захвата плугов постоянно росли. Сами плуги совершенствовались, появились плуги для гладкой пахоты, не образующие развальной борозды. Казалось, была одержана полная победа над природой, но победа оказалась пирровой. Тратились огромные ресурсы, в первую очередь нефть, затраты труда на проведение большого числа операций превысили все мыслимые пределы. В результате верхний слой почвы был разрыхлен, как пух, а слой ниже плужной подошвы сильно переуплотнен колесами тракторов и сельхозмашин. В равнинных областях пересохший вспаханный плодородный слой уносился с полей пыльной бурей, оставляя за собой пустыню. Эрозия почв охватила десятки миллионов гектаров. Содержание гумуса в лучших черноземах упало с 10-12 до 5-6%. Земледелие зашло в тупик. Передовые умы забили тревогу. Отвал переворачивает почву, но почва − это в первую очередь разнородные слои земли. В верхнем слое обитают бактерии, которые дышат кислородом, их называют аэробными. А глубже живут бактерии, которые на воздухе моментально погибают, их называют анаэробными. При обороте пласта те бактерии, которые могут жить только в верхнем слое, оказываются внизу и умирают от недостатка кислорода, а те бактерии, которые существуют в глубине почвы, попадают наверх и также гибнут. А ведь эти бактерии своей жизнедеятельностью обеспечивают плодородие почвы, накопление в ней гумуса. Другая проблема, связанная с применением плуга, − образование плужной подошвы, то есть слоя переуплотненной почвы на глубине 20-25 сантиметров. В нормальных условиях влага перемещается по капиллярам, поступая то из нижних слоев в верхние, то из верхних − в нижние. А плужная подошва перекрывает почвенные капилляры, естественная циркуляция влаги в почве прекращается.

1.1.5. Безотвальная обработка почвы

Началась упорная борьба за внедрение безотвальной обработки почвы. Об этой проблеме заявил на весь мир американский ученый Эдвард Фолкнер в своей книге "Безумие пахаря", мгновенно ставшей бестселлером. Новый способ обработки исключал использование отвального плуга. Почва рыхлилась на глубину 10-15 сантиметров плоскорезами с широкими горизонтальными подрезающими ножами или чизельными рыхлителями с узкой стойкой. С точки зрения технологической эволюции началось свертывание технологии обработки почвы. Была исключена простая, но весьма энергоемкая операция − оборот почвенного пласта. Энтузиасты нового метода работали в разных странах мира. В Советском Союзе за бесплужную обработку почвы боролся известный агроном Т.С. Мальцев. Технология совершенствовалась, удалось справиться с ее "детскими болезнями", главная из которых − очистить поля от злостных сорняков без их запашки. Эта проблема была решена с изобретением гербицидов, которые через некоторое время после использования распадаются на безвредные составляющие. Безотвальная обработка начала бурно развиваться во многих странах мира, прежде всего в США и Мексике. Результат: лучшие условия для роста и развития растений,

а

экономия топлива (рис. 3).

	б

1.1.6. Минимальная обработка почвы

Следующим шагом на пути свертывания обработки почвы был переход к минимальной обработке, при которой глубина рыхления почвы равна глубине заделки семян, то есть гораздо меньше, чем при безотвальной. Основные положения этой технологии разработал в середине XIX века украинский ученый Иван Овсинский. Его взгляды жестко критиковались. Тем не менее, Овсинский создал специальные орудия для неглубокой обработки почвенного слоя и успешно применил этот метод в собственном хозяйстве (рис. 4). Новая технология решала целый комплекс задач: сохраняла плодородие черноземов, помогала справиться с засухами, избавиться от вредителей и сорняков.

Рис. 4 Культиваторы конструкции И.Е. Овсинского а - «Крестьянин», б - «Урожай»

б

а

1.1.7. Нулевая обработка почвы

Нулевая обработка почвы − это уже не обработка в обычном смысле слова, а обеспечение комплекса условий для создания оптимальной структуры почвы. То есть складывается ситуация, когда обработки нет, а функция ее выполняется. Такое определение нулевой обработки перекликается с определением идеальной системы. В идеале при нулевой обработке нет вообще никакого воздействия на почву, но, несмотря на это, почва находится в состоянии, оптимальном для роста и развития растений (рис. 5).

Рис. 5 Прямой посев в стерню

Благодаря равновесию между входящими в биоценоз организмами − травами, культурными растениями, микроорганизмами, животными и человеком необходимая работа человека сводится к минимуму. Сегодня нулевая технология - это отсутствие обработки почвы, за исключением воздействия сеялки.

По Гегелю, развитие материального мира подчиняется закону отрицания отрицания. В результате эволюции по линии "Развертывание свертывание" мы в определенном смысле опять вернулись к первым шагам человечества в земледелии (рис. 6).

Рис. 6 Эволюция технологий обработки почвы