Что такое Strip Till (Стрип Тилл): преимущества и недостатки щадящей обработки почвы « БНК

Что такое strip-till

Технология Стрип Тилл — максимально щадящий метод обработки грунта, подразумевающий проведение культивирования земли полосами. Глубина рыхления, при этом, доходит до прикорневого слоя грунта. Одновременно в почву вносятся все необходимые подкормки.

Таким образом Strip-Till позволяет максимально эффективно подготовить посевное «одеяло» для растительности, оставив, при этом, нетронутый грунт на междурядьях, где не прошли рабочие элементы агрегата.

На этих междурядьях остается земля с сохраненными капиллярами, что способствует лучшему насыщению растений влагой с сохранением оптимальной почвенной экосистемы. Сверху на обработанную землю выкладывается мульча.

Междурядья умеют «работать» вместе с разрыхленными участками грунта, что позволяет наладить обменные процессы, а также создать обстановку для оптимального развития всех систем растений.

Это позволяет восстановить плодородность грунта, а добавление органики и минеральных удобрений насыщает именно корни растительности, которые наиболее всего нуждаются в питательных веществах.

Strip-Till — совокупность всех плюсов классической пахотной методики обработки грунта и нулевого способа.

«полосовые» машины «велес-агро»

ООО «Велес-Агро ЛТД» (Одесса) производит и интенсивно проводит апробацию в различных хозяйствах страны четырех- и шестирядных агрегатов для полосовой обработки почвы.

Секция агрегата состоит из переднего прямого режущего диска; двух разгребателей пожнивных остатков, разрыхлительной стойки, которая разрыхляет почву на глубину 20-27 см и вносит минеральные удобрения, двух дисков волнистой формы разного диаметра, которые формируют обрабатываемую полосу почвы, благодаря чему образуется качественно обработанная поверхность; катков и пневмокамер. Задние катки выполняют функцию ловушки комков, которые выталкиваются дисками, а также мульчируют почвенную поверхность.

С помощью пневмокамер регулируют давление секции на поверхность почвы. Давление в пневмокамерах прямо пропорционально коррелирует показатель прижимного усилия рабочей секции: чем больше давление, тем больше прижимное усилие.

Вышеописанные машины предназначены для выполнения обособленной технологии стрип-тилл, то есть сначала нужно нарезать полосы на поле с одновременным внесением удобрений. А весной в сформированные полосы высевают семена определенной культуры. При необходимости нарезать полосы, вносить удобрения и проводить сев одновременно используют пневматические сеялки: Focus TD производства фирмы Horsch (Германия), Mzuri Pro-Til производства фирмы Mzuri (Англия) и др.

Kultistrip от kverneland

Норвежская компания Kvernelаnd, которая имеет производственные мощности по всей Европе, предлагает аграриям для применения технологии стрип-тилл машину Kultistrip. Kомпания производит Kultistrip в модификациях 3000, 4500 и 6000 с количеством секций, соответственно, 6, 10 и 13 шт.

Рабочая секция Kultistrip, которая крепится к раме с помощью паралелограмного механизма, состоит из дискового ножа диаметром 520 мм, двух резиновых колес, двойных очистных дисков, глубокорыхлящей стойки, боковых дисков, патрубка для внесения минеральных удобрений, прикатывающего катка. Масса одной секции — 250 кг.

В зависимости от типа почвы рабочую секцию Kultistrip можно комплектовать тремя видами стоек:

прямой — для работы на легких почвах, которая минимально смещает почву и таким образом обеспечивает в ней большее сохранение влаги;

угловой типа «бумеранг» — для работы на всех типах почв, которая обеспечивает хороший эффект рыхления и более интенсивное смещение почвы;

изогнутой типа «банан» — для обработки средних и тяжелых почв, благодаря ее работе достигают максимально интенсивного рыхления.

Каждая стойка крепится к секции двумя болтами, таким образом ее монтаж и демонтаж не создает никаких трудностей. У каждой глубокорыхлящей стойки размещен патрубок для внесения минеральных удобрений или жидкого навоза. Последний настраивают на нужный уровень независимо от выбранной глубины обработки.

Внесение минеральных удобрений выполняют с помощью фронтальных бункеров:

DF1 (один дозатор объемом 1150 л);

DF2 (два дозатора общим объемом 1650 л);

DFC2 (два дозатора общим объемом 1650 л).

При использовании последних есть возможность вносить два разных вида минеральных удобрений. Все бункеры могут быть оснащены электроприводом дозаторов, что позволяет через Isobus вносить удобрения в соответствии с электронными картами задач.

Прямые боковые диски, расположенные слева и справа глубокорыхлящей стойки, предназначены для формирования полосы, ширина которой варьирует в зависимости от изменения угла атаки этих рабочих органов.

Различные виды конструкционных решений прикатывающих катков обеспечивают качество работы в зависимости от типа почвы и необходимости ее уплотнения.

Варианты прикатывающих катков Kultistrip для технологии стрип-тилл:

прутковый — предназначен для проведения осенней обработки тяжелых почв или весенней нарезки полос на легких и средних почвах;

V-образный — для осенней обработки тяжелых и липких почв;

резиновый каток Farmflex — для весенней предпосевной подготовки на легких почвах.

Mini-till

Безотвальная методика, при которой земля культивируется на глубину не более 30-32 см. Пласты грунта также не подвергаются переворачиванию, но пожнивные остатки сохраняются на поверхности в меньших количествах, чем при No-Till.

Методика «Мини» — идеальный вариант для сухих земель, которые могут страдать от ветровой эрозии. Многие опытные фермеры называют технологию Мини-Тилл переходной от обычной до нулевой обработки.

No-till

No-Till подразумевает не обработку земли, а ее мульчирование. Также, при таком методе часто используют сидераты. Кроме того, крайне важно правильно составлять севооборот.

Всю основную работу выполняет специальная сеялка, которая разрезает и распределяет остатки растительности по земляным бороздам. Наибольшую эффективность такая технология показывает в засушливое время года.

Strip-till, no-till и mini-till: в чем разница

Все три технологии — методы минимальной обработки грунта. Тут нет классической вспашки отвалом, при которой пласты грунта переворачиваются, и это разрушает нормальную структуру земли. Но, все три методики отличаются.

Асог-8 от «агромаш»

ООО «Краснянское СП» Агромаш»» вместе с учеными ННЦ «ИМЭСХ» для реализации системы обработки стрип-тилл разработали и изготовили агрегат для полосовой обработки АСОГ-8 с шириной захвата 5,6 м. Агрегат имеет восемь рабочих секций, расположенных с шагом 70 см.

Рабочая секция АСОГ-8 состоит из разрезающего диска, двух очистных дисков, глубокорыхлительной лапы, двух рыхлительных дисков и прикатывающего катка. Каждая секция обрабатывает почвенную полосу, выполняя пять технологических операций: резку (измельчение) пожнивных остатков, очистку от них полосы, рыхление почвы на глубину до 30 см с внесением в зону разрыхления минеральных удобрений, формирование полосы разрыхленной почвы, прикатывание обработанной почвенной полосы.

Кроме того, АСОГ-8 можно использовать как отдельную единицу для отдельного выполнения стрип-тилл при осенней обработке с одновременным внесением удобрений, так и при совмещенном типе обработки стрип-тилл весной, когда к агрегату последовательно присоединяют сеялку.

Рабочие органы агрегата АСОГ-8 изготовлены из борсодержащих сталей, что повышает их надежность в полтора-два раза. Агрегатируется АСОГ-8 с тракторами мощностью от 250 до 300 л. с.

Весенний «стрип-тилл»

Классическим примером агрегата для выполнения весеннего стрип-тилл является Pluribus (DAWN). На рабочей секции размещены очиститель и три волнистых диска (возможно внесение сыпучих или жидких удобрений на глубину их работы). Стойки на секции нет, поэтому, соответственно, нет глубокого рыхления. В обработанной полосе происходит умеренное высушивание почвы: через 1-2 часа после обработки уже можно высевать.

Для выполнения осенней почвообработки по технологии стрип-тилл в комплектации секции рабочих органов для полосовой обработки обязательно есть глубокорыхлящая стойка для интенсивного рыхления почвы.

Несколько цифр напоследок

В качестве итога хочется указать некоторые важные цифры, касающиеся Strip-Till, чтобы понять, насколько эффективна эта технология в реальности.

Так, европейские землевладельцы доказали, что такая обработка повышает плодородность грунтов на 15-25% и позволяет экономить до 40% финансов на различных подкормках. Более того, начинать посевы со Strip-Till можно в среднем на 7 дней раньше привычного срока.

Обработка почвы с внесением удобрений

       Полосовая обработка почвы с рыхлением производилась с помощью Культиватора GASPARDO Zebra 8х70 с внесением удобрений на глубину до 25 см.

       Примечательно, что при этом солома практически полностью убирается из полосы, что улучшает полевую всхожесть. Боковые диски ограничивают объем сбрасываемой земли, что увеличивает скорость движения. Регулируемый задний прикатывающий ролик обеспечивает прикатывание в обработанной полосе.

      Кроме того, культиватор оснащен интегрированным устройством для внесения удобрений, которое позволяет вносить их на требуемую глубину. При глубоком внесении удобрений можно противодействовать такому явлению, имеющему место при сберегающей обработке почвы, как накопление питательных веществ в поверхностном слое почвы при одновременном истощении более глубоких ее слоев.

Если этот поверхностный слой (менее 10 см) высыхает, значительно снижается обеспечение растений фосфором и калием. При посеве всех культур (в том числе, и сахарной свеклы) использовалось серийное устройство для внесения удобрений, и были предусмотрены варианты для внесения азота, фосфора, калия и серы (частично в комбинированном виде).

Особенности техники

Чтобы обработать землю по технологии Strip-Till, необходимо обладать специальными культиваторами. К примеру, французскими Stripcat II, которые имеют такую конструкцию:

Конечно, на современном рынке предложена масса иных устройств, отличающихся своей конструкцией. Узнать о них подробнее можно на сайте компании Альфагро. Там вы найдете все о технике, которая нужна для успешного внедрения этой технологии в свой фермерский бизнес.

Отечественные разработки

До недавнего времени агрегаты для технологии стрип-тилл были представлены на рынке Украины только машинами зарубежного производства. Но поскольку украинский аграрий стремительно внедряет эту новую технологию, отечественный производитель техники тоже активизировал свою деятельность, сориентировав ее на особенности стрип-тилл, и начал конструировать и изготавливать машины для полосовой обработки почвы.

Одними из первых, кто пошел «полосным» путем в отечественном сельхозмашиностроении является ООО «Краснянское СП «Агромаш» (с. Красное, Винницкая обл.) и СТВФ «Агрореммаш» (г. Белая Церковь). При содействии УкрНИИПВТ им. Л. Погорелого был разработан, изготовлен и испытан агрегат для полосовой обработки СТА-4Н.

Четырехрядный агрегат для полосовой обработки СТА-4Н обеспечивает обособленную поочередную нарезку одинарных и сдвоенных полос с междурядьями 70 и 45 см с одновременным внесением удобрений.

Рабочая секция агрегата состоит из разрезающеого диска, очистных дисков, разрыхлительной лапы, рыхлительных дисков катка. Разрезающий диск с комбинированным опорным колесом прорезает почву с имеющимися растительными остатками перед разрыхлительной лапой.

Очистные рабочие органы — пара вырезных дисков типа «ромашка» — сдвигають разрезанные растительные остатки в междурядья, очищая полосу. Таким образом открывается поверхность почвы в полосе для дальнейшей обработки, а также обеспечивается доступ воздуха для активной аэрации и легкого проникновения солнечных лучей для прогрева земли.

Рыхлительные органы — турбодиски, волнистые диски — расположены с обеих сторон разрыхлительной лапы. Они предотвращают попадание разрыхленной почвы на междурядья, оставляя после себя гребень высотой 7,5-10 см, что способствует лучшему прогреванию почвы и дренажа влаги. С наступлением весны гребень проседает до высоты 2,5-5 см, а после посева поверхность поля становится ровной.

Каток предназначен для закрытия влаги, вместе с рыхлительными дисками он разрушает комки почвы и готовит полосы к севу.

Формирование одной полосы требует мощности, величина которой зависит от почвенных условий, настройки и комплектации орудия: на легких почвах при глубине рыхления до 20 см достаточно 12-15 л. с., А на тяжелых, с обработкой глубиной до 40 см, нужно 20- 40 л. с. на одну секцию.

Перспективы strip tillage

        Наблюдение за тем, как развивались различные культуры в рамках этой технологии, показывает, что Strip Tillage содержит в себе большой потенциал, и во многих хозяйствах со временем может стать обычной технологией возделывания. Это касается возделывания как классических пропашных культур, таких как кукуруза и свекла, так и приземистых культур, таких как рапс и зерновые.

Полосовая обработка почвы может предложить решения проблем, обусловленных севооборотом, как, например, прорастание старого рапса или распространение лисохвоста полевого. Этот метод может противодействовать тому, что «зарытые» семена спустя некоторое время прорастут в массовом масштабе.

        Путем разделения обработки почвы и посева можно значительно повысить эффективность всей системы. Затраты времени на загрузку удобрений и более низкая скорость работы культиватора не оказывают влияния на производительность сеялки по площади.

Как в любой технологии, здесь тоже имеются границы использования, так как полосовая обработка пригодна не для всех видов почв. Фактором ограничения применения данной технологии, в особенности комбинированной, являются тяжелые или влажные на момент проведения посевных работ почвы (менее сыпучие почвы тоже предъявляют свои требования).

       На сегодняшний день по данной технологии в США возделываются кукуруза, соя, сахарная свекла, хлопок, подсолнечник, картофель, а также томаты, капуста и многие овощные культуры. Технология применяется повсеместно, особенно в центральных штатах, а также многие аграрные университеты занимаются исследованием Strip-Till.

       В США насчитывается 17 компаний, производящих технику для технологии Strip-Till. На протяжении 14 лет наша компания продвигает Strip-Tillage, мы проводим исследования не только в США, где у нас имеется 11 опытных полей, но и во Франции, Африке.

На опытных участках в различных почвенно-климатических условиях проводятся сравнения полосового рыхления и других систем обработки почвы при возделывании различных культур. При этом учитываются многие факторы — расходы на ГСМ, уровень внесения удобрений и семян, урожайность и другие.

      Исходя из опыта, можно отметить целый ряд преимуществ технологии Strip-Till. Полосное рыхление позволяет получать качественные высокие урожаи, при этом рабочих операций и проходов техники на поле меньше, а значит затраты на технику, рабочее временя, дизельное топливо существенно ниже. Кроме этого, преимуществом данной технологии является то, что вместе с рыхлением одновременно можно вносить удобрение.

       Согласно наблюдениям, в течение трех лет в фермерских хозяйствах, работающих по технологии Strip-Till, расходы на химию снижаются на 30-40% по сравнению с традиционным разбросным методом. При полосовом рыхлении удобрения вносятся в почву под семенем на различную глубину на двух уровнях.

В процесс роста первого уровня растение достигает через 15 дней, а второго — через 45 дней. Благодаря этой системе растение получает подкормку тогда, когда ему это особенно необходимо – в период активного роста, именно тогда формируется будущий урожай.

При этом у растений развивается мощная корневая система. Особенно это актуально в засушливые годы – мощные корни уходят в нижние слои почвы, и растение приобретает возможность получать влагу с глубоких горизонтов. Все это позволяет получать хорошие урожаи в засуху.

По нашим наблюдениям, при полосовом рыхлении урожайность многих культур по сравнению с традиционной обработкой увеличивается в среднем на 15-20%.Кроме этого, Strip-Till сохраняет естественное плодородие почвы, снижает эрозию почв. Одновременно снижается снос почвы в результате водной эрозии, особенно это важно в холмистой местности, где эта технология открывает новые перспективы при возделывании пропашных культур.

      У полосового рыхления есть отличные перспективы для развития в России. Способствовать быстрому внедрению такой технологии может и тот факт, что техника и оборудование для нее уже разработаны в США и Европе. Благодаря возможности обработки почвы и посева с одновременным внесением удобрений раскрываются новые перспективы применения технологий точного земледелия – систем навигации и подруливающих устройств. Важными условиями применения полосной технологии помимо согласования рабочей ширины междурядий являются точное вождение по колее и прецизионная фиксация ширины колеи при помощи системы GPS. По нашим наблюдениям, наилучшего результата можно добиться при наличии системы управления типа Автопилот на основе GPS с использованием базовой станции, которая в автоматическом режиме ведет машину вдоль проложенной колеи с точностью 2-5 см.

Преимущества и недостатки стрип-тилл

Существует масса плюсов, делающих полосовую методику обработки почвы выгодной для всех фермеров:

Но, помимо таких весомых плюсов, есть у Стрип-Тилл и минусы:

Принципы работы

Методика Стрип-Тилл состоит из работ, которые, в свою очередь, разделены на 4 последовательных этапа:

1. Создание в грунте полос;
2. Засевание земли;
3. Уход за первыми всходами;
4. Сборка плодов.

1 и 2 этапы могут иметь различные вариации. Так, можно выделить раздельный и комбинированный методы рыхления и посева:

Выбор определенного способа зависит от состава грунта и особенностей окружающей среды. Например, раздельный метод годится для почвы со средним содержанием глины. А при большом содержании в земле песка оптимальнее комбинированная методика.

Пунктирный посев

      В сеялке GASPARDO MTR  разделение и укладка семян пространственно отделены друг от друга. Разделение семян происходит в центре, с помощью барабана. Затем семена пневматическим способом подаются на каждый отдельный высевающий сошник и там улавливаются и прижимаются с помощью встроенного в сошник улавливающего ролика. В рамках испытаний скорость движения варьировалась в зависимости от культуры от 10 до 15 км/час.

      Специальное устройство управления сошниками сеялок пунктирного высева обеспечивает высокую степень равномерности укладки семян с незначительным отклонением. В общем, все посевы, возделанные с использованием технологии Strip Till и пунктирного посева, несмотря на засушливую осень и холодные зиму 2009 года и весну 2021 развивались равномерно. В частности, при посеве рапса на взрыхленный почвенный горизонт происходит стимулирование развития корневой системы и ее проникновения на глубину. Подобный эффект можно также ожидать при возделывании сахарной свеклы и кукурузы. При этом не следует забывать о роли внесенного удобрения, которое, очевидно, также стимулирует рост корней вглубь.

Французский stripcat

Рабочая секция Stripcat крепится к раме с помощью паралелограмного механизма и состоит из следующих элементов: разрезывающего диска, двух резиновых колес, двух очистных дисков с серповидными зубами, глубокорыхлящей лапы дисков дефлекторов, катков, пневматических камер для регулировки прижимного усилия секций и контроля глубины обработки.

Глубокорыхлящие лапы Shield шести моделей адаптированы к агрессивной среде, поэтому с их помощью можно вносить как жидкие, так и твердые минеральные удобрения. Каждая глубокорыхлящая лапа имеет долото (с наплавкой карбида вольфрама для повышения износостойкости), которое можно легко демонтировать — буквально за несколько минут.

Рабочие органы защищены различными болтами (по желанию будущего владельца агрегата Stripcat компания может комплектовать его гидравлической системой защиты). Давление в пневмокамерах, которые установлены на параллелограмме и на заднем катке, регулируют из кабины трактора.

Выводы

Полосовая обработка как ресурсосберегающая технология с перспективой ее применения в засушливых условиях является перспективной при выращивании технических культур.

Ключевыми принципами реализации технологии стрип-тилл является или обособленный тип ее применения, когда формирование полос и сев разнесены во времени, или совмещенный — когда процессы формирования полос и посева выполняют одновременно.

Мировое машиностроение предлагает различные технико-технологические решения для внедрения технологии стрип-тилл, основанные на применении принципов обособленного и объединенного способов реализации этой технологии, при которых используют: в первом варианте — отдельные машины для формирования полос и посева, во втором — объединяют их в один агрегат и используют одну универсальную сеялку.

Отечественные производители сельскохозяйственной техники предлагают собственные разработки для технологии полосовой обработки с учетом различных размерно-ресурсных типов хозяйств.

Л. Шустик, канд. техн. наук, заведующий отделом

Л. Маринина, канд. техн. наук, старш. научн. сотрудник

С. Маринин, заведующий лабораторией, УкрНИИПИТ им. Л. Погорелого

Журнал «Пропозиція», №12, 2021 р.