Глубокая вертикальная ротационная обработка почвы - это инновационная технология обработки почвы, которая уже широко применяется в Китае и показала значительный потенциал в улучшении качества почвы, оптимизации эффективности использования воды и повышении урожайности в различных экологических и агрономических условиях. Технология использует вертикальное спиральное сверло для обработки на разную глубину, исходя из длины корней разных культур, и улучшает удержание воды, что делает ее особенно эффективной в регионах, сталкивающихся с такими климатическими проблемами, как засуха.

Портал AgroXXI.ru ознакомился со статьей коллектива исследователей из Китая (Сельскохозяйственный университет Цзянси; Научно-исследовательский институт гидравлики в Гуанси; Опытная станция орошения города Циньчжоу; Гуансийская академия сельскохозяйственных наук), в которой рассказывается о преимуществах глубокой вертикальной ротационной обработки почвы.

…Глубокая вертикальная ротационная обработка почвы (DVRT) олицетворяет собой инновационную технологию обработки почвы, которая широко продвигалась по всему Китаю в течение последнего десятилетия. Эта технология использует вертикальное спиральное сверло для тонкого измельчения и дробления почвы. Она позволяет проводить глубокое рыхление, глубокую вспашку и подготовку земли за одну операцию, сохраняя при этом вертикальную целостность структуры почвы.

Первоначально DVRT применялась при выращивании сахарного тростника в Гуанси, где она значительно улучшила удержание воды в почве от осадков и свела к минимуму потери удобрений, обеспечивая доступность воды и питательных веществ для сельскохозяйственных культур в сухой сезон.

В настоящее время DVRT широко применяется для выращивания более 50 различных культур в различных климатических зонах Китая, включая кукурузу, пшеницу, рис, хлопчатник, сою, картофель, табак и арахис. 

В последние годы усиление глобального потепления усугубило неравномерное временное и пространственное распределение осадков, в то время как частота экстремальных погодных явлений, таких как тайфуны, проливные дожди и беспрецедентные волны тепла, резко возросла.

Эти климатические сдвиги напрямую повлияли на урожайность сельскохозяйственных культур, повысили чувствительность сельскохозяйственных культур к климату, снизили устойчивость и, как следствие, снизили общую урожайность зерновых и других культур. 

Засуха широко рассматривается как одна из самых серьезных угроз глобальной продовольственной безопасности, ее воздействие на урожайность сельскохозяйственных культур потенциально превосходит совокупное воздействие других экстремальных погодных явлений. 

Следовательно, увеличение емкости для хранения естественных осадков и оптимизация эффективности использования воды в сельскохозяйственном производстве стали критическими факторами в повышении производительности сельского хозяйства. 

В ответ на этот вызов Китай разработал ряд методов сбора и хранения осадков и улучшения использования естественных осадков, таких как внедрение DVRT наряду с использованием пластиковой пленки или мульчирования соломой. Эти вмешательства не только улучшают поглощение и использование воды и питательных веществ сельскохозяйственными культурами, но и способствуют их росту и развитию, что в конечном итоге приводит к повышению урожайности и улучшению качества.

Были разработаны и адаптированы два основных метода обработки почвы с учетом разнообразия типов корней сельскохозяйственных культур (глубокие, неглубокие, стержневые и мочковатые), а также методов возделывания, местного климата и характеристик рельефа, как показано на рисунке ниже. 

Метод обработки почвы, показанный на рисунке а, включает обработку всего пахотного слоя, что делает его особенно подходящим для таких культур, как пшеница и рис. В отличие от традиционной вспашки, этот метод проводит глубокую обработку по всему полю, сохраняя при этом относительное расположение слоев почвы. Кроме того, он позволяет точно регулировать глубину обработки в соответствии с конкретными требованиями роста корней различных культур. 

Метод посадки гребнем и бороздой, показанный на рисунке b, хорошо подходит для широкорядных культур, таких как сахарный тростник и арбуз, или для использования в садах. Его преимущество заключается в обработке только части почвы, оставляя остальную часть под паром, что значительно снижает затраты на обработку почвы. Более того, он сводит к минимуму потери воды и питательных веществ в результате обработки почвы на склонах.

Две основные формы технологии DVRT: (а, b) изображают методы полнослойной обработки и интервальной (локальной) обработки соответственно.

Исследования показали, что в пределах профиля почвы 0–40 см DVRT снижает объемную плотность почвы, одновременно увеличивая ее пористость. Из-за комбинированного воздействия водоудерживающей способности почвы и потребления воды растительностью, запасы почвенной воды при DVRT значительно больше, чем при обычной ротационной обработке.

Было продемонстрировано, что DVRT повышает температуру поверхности почвы и увеличивает долю агрегатов >0,25 мм и снижает процент их разрушения. 

В результате эти изменения увеличивают проницаемость почвы, улучшают ее структуру, способствуют минерализации питательных веществ в почве и повышают эффективность использования питательных веществ культурами.

С увеличением глубины обработки почвы и количества лет, в течение которых использовалась данная технология, наблюдается значительное увеличение общего азота почвы, азота микробной биомассы, органического вещества, доступного фосфора, быстродоступного калия и активности уреазы. Зафиксировано положительное влияние на корневую систему культур. Например, по сравнению с традиционной обработкой почвы технология DVRT способствовала развитию корней кукурузы, при этом гребневая обработка показала среднее увеличение диаметра корней на 39,29%, объема на 35,25% и жизнеспособности корней на 17,14%. Значительные улучшения достигнуты по влагоудержанию.

Поскольку глубина обработки значительно увеличивается, это снижает поверхностный сток, эрозию почвы и потерю питательных веществ, вызванную осадками. Более того, DVRT разрушает плужную подошву и прерывает капиллярные поры почвы, уменьшая испарение воды из почвы и накопление капиллярных солей. При орошении и выпадении осадков скорость инфильтрации почвенной воды увеличивается на 30–50%, выщелачивая соли из верхнего слоя почвы в подпочву, что эффективно улучшает солончаково-щелочные почвы в Китае. 

Кроме того, DVRT активирует активность почвенных ферментов и разнообразие микробного сообщества, создавая новую экологическую среду, способствующую надежному росту корней и глубокому укоренению.

Интеграция DVRT с другими агрономическими практиками, такими как мульчирование пластиковой пленкой, капельное орошение и возврат соломы, может дополнительно оптимизировать здоровье почвы и устойчивость сельского хозяйства. 

Развитие проектирования машин DVRT, поддерживаемое такими мерами политики, как субсидии и общенациональное продвижение, имеет важное значение для снижения потребления энергии и повышения эксплуатационной эффективности. 

В заключение следует отметить, что DVRT предлагает реальный путь к устойчивому сельскому хозяйству в Китае, способствуя улучшению качества почвы и повышению урожайности, а также обеспечению продовольственной безопасности, при этом непрерывные исследования, инновации и политическая поддержка имеют решающее значение для более широкого внедрения и успеха.

По статье группы авторов (Вэньлун Чжан, Цзиньхуа Шао, Кай Хуан, Лимин Чен, Гуанхуэй Ню, Бэньхуэй Вэй, Гоцинь Хуан), опубликованной в журнале Agronomy 2024 на портале www.mdpi.com.

https://www.agroxxi.ru/selhoztehnika/novosti/sverlenie-pochvy-pod-pshenicu-i-drugie-selhozkultury-sozdaet-novuyu-agroyekologicheskuyu-sredu-v-kitae.html