Wheat on no-tillage field (Endla Reintam)

No-tillage (Эстония)

Otsekülv

Описание

No-till farming (also called zero tillage or direct drilling) is a way of growing crops or pasture from year to year without disturbing the soil through tillage.

The technology is applied in sub-humid climate with an average of 696 mm of precipitations per year, from which more comes from July to October and less in March and April. Average annual temperature is +4 C, length of the growing period is 180-195 days. The territory is mostly flat, the southern part is hilly with slopes of 6-10%. Average altitude from the sea level is 50 m. About half of the Estonian territory is above 50 m and half is below it. Soils are from very shallow (less than 0.1 m) in the north to very deep (> 120m ) in the south. Soil cover is very variable. In the agricultural area the soils are medium textured with low (< 1%) to high (>5%) organic matter in topsoil. Groundwater is near the surface in wet soils and deep in hilly areas. Biodiversity varies from high to low depending on soil and landscape. Market orientation of production system is mixed and off-farm income is less than 10%. Relative level of wealth is average from individual households to cooperatives. Soil management is mechanized. Land belongs to land users, but is leased also in case of bigger farms (over 100 ha).
The purpose of the technology is to reduce soil disturbance and with that to reduce erosion and leaching, increase carbon storage, water infiltration and biological activity. Only 5-10% of the soil surface is disturbed during sowing. The drilling is made by special machinery and thus no-till farming requires specialized seeding equipment designed to plant seeds into undisturbed crop residues and soil. Drilling depth depends on the specific needs of the culture. If the straw remains on the field, it should be chopped to smaller pieces (25-40 mm). For direct seeding it is good if the previous culture was seeded with wider spacing, for example 25 cm and harvest height is 15-20 cm. New sowing will be done between previous crop rows. The highest investment to this technology is the new drilling machine. At the same time there is no need for special tillage machines. In order to help eliminate weed, pest and disease problems, crop rotations and pesticides are used. The system is not suitable for root crops. The no-till system is suitable for cereal based cropping systems as well as for renewing grasslands. The suitable crop rotation, for exampe, is: winter oilseed rape - winter wheat - pea (or bean) - winter wheat - spring barley undersown with red clover - red clover. The main benefit is the reduced working time, fuel costs and with that the lower net-cost of the product, but also the better soil structure. The adoption of the technology may increase weediness and pests and decrease the yield due to the preliminar soil compaction of upper 10-20 cm soil layer. If the soil surface of the field is not enough levelled out, the uniformity of the depth of the seedlings can suffer. There is also increased use of pesticides to control weeds, pests and diseases compared to minimum and conventional tillage. The technology is most suitable for medium-texture soils.

Местоположение

Местоположение: Tartu county, Meeri; Põlva county, Puuri, Tartu county, Põlva county, Эстония

Число исследованных участков, где применяется Технология: 2-10 участков

Географическая привязка выбранных участков
  • 26.49143, 58.28434
  • 27.03776, 58.05095

Пространственное распространение Технологии: равномерно-однородное применение на определенной площади (approx. 1-10 км2)

На постоянно охраняемой территории?:

Продолжительность применения Технологии: менее 10 лет назад (недавняя)

Тип внедрения/ применения
Sowing into the last year plant residues with CROSS-SLOT seeder (Peeter Viil)
Soil is covered by plant residues (Endla Reintam)

Классификация Технологии

Основная цель
  • повышение производства
  • снижение или предотвращение деградации земель, восстановление нарушенных земель
  • сохранение экосистем
  • защита бассейнов рек (приводораздельной части/ нижнего течения) – в сочетании с другими Технологиями
  • сохранение/ повышение биоразнообразия
  • снижение риска стихийных бедствий
  • адаптация к изменению климата / экстремальным погодным явлениям и их последствиям
  • смягчение последствий изменения климата
  • создание благоприятных экономических условий
  • создание благоприятных социальных условий
  • reduce tillage cost
Землепользование

  • Пахотные угодья и плантации
    • Однолетние культуры: зерновые культуры - ячмень, зерновые культуры - овес, зерновые культуры - рожь, wheat
    Число урожаев за год: 1
Водоснабжение
  • богарные земли
  • сочетание богарных и орошаемых земель
  • полное орошение

Цель, связанная с деградацией земель
  • предотвращение деградации земель
  • снижение деградации земель
  • восстановление/ реабилитация нарушенных земель
  • адаптация к деградации земель
  • не применимо
Тип деградации, на борьбу с которым направлена
  • водная эрозия почв - ВЭп: поверхностная эрозия/смыв верхних почвенных горизонтов
  • ветровая эрозия почв - Эп: утрата плодородного слоя почвы
  • ухудшение химических свойств почв - Хп: Снижение плодородия и уменьшение содержания органического вещества (вызванное не эрозией, а другими причинами)
  • ухудшение физических свойств почв - Фу: уплотнение
Категория УЗП
  • Улучшение почвенного/ растительного покрова
  • Минимальная обработка почв
Мероприятия УЗП
  • Агрономические мероприятия - A3: Поверхностная обработка почв

Технический рисунок

Технические характеристики
The agrotechnology in case of no-tillage depends on available equipments (drill). If the straw remains on the field, it should be chopped to smaller pieces of 25-40 mm. For direct seeding it is good if the previous culture was seeded with wider spacing, for example 25 cm. Harvest height is 15-20 cm. New seeding will be done between previous crop rows.
Author: Endla Reintam

Запуск и текущее обслуживание: мероприятия, необходимые ресурсы и затраты

Подсчет вложений и затрат
  • Подсчитанные затраты: на технологическую единицу (единица: per hectare)
  • Денежные единицы, использованные для подсчета затрат: EUR
  • Обменный курс (к доллару США): 1 USD = 1.18 EUR
  • Средний размер дневного заработка для нанятых работников: 36-40 EUR/day + taxes
Наиболее значимые факторы, влияющие на стоимость затрат
Fuel price, labour costs.
Мероприятия, необходимые для начала реализации
  1. New direct seeder (Сроки/ повторяемость проведения: None)
Стоимость вложений и затрат по запуску (per per hectare)
Опишите затраты Единица Количество Затраты на единицу (EUR) Общая стоимость на единицу (EUR) % затрат, оплаченных землепользователями
Оборудование
Direct seeder (3m) piece 1,0 25000,0 25000,0 100,0
Общая стоимость запуска Технологии 25'000.0
Общие затраты на создание Технологии в долларах США 21'186.44
Текущее обслуживание
  1. Sowing together with fertilization (Сроки/ повторяемость проведения: before drilling (spring crops in spring (April), winter crops in autumn (August)))
  2. Plant protection (Сроки/ повторяемость проведения: in spring 2 weeks before sowing, herbicides, during growth period depending on the needs ca 3 times)
  3. Fertilization during growth period (Сроки/ повторяемость проведения: For winter crops in spring after snowmelt in the beginning of growth, for spring crops in the beginning of intensive growth)
  4. Harvest and grain transport (Сроки/ повторяемость проведения: At the end of season (end of July to beginning of September depending of the crop))
  5. Drying of grain and soil tillage (Сроки/ повторяемость проведения: after harvest)
Стоимость вложений и затрат по эксплуатации (per per hectare)
Опишите затраты Единица Количество Затраты на единицу (EUR) Общая стоимость на единицу (EUR) % затрат, оплаченных землепользователями
Оборудование
Sowing with fertilization times 1,0 55,9 55,9 100,0
Plant protection times 4,0 11,2 44,8 100,0
Fertilization during growth period times 1,0 16,2 16,2 100,0
Harvest and grain transport times 1,0 118,4 118,4 100,0
Drying and after harvest activities times 1,0 132,1 132,1 100,0
Посадочный материал
seeds kg 200,0 0,28 56,0 100,0
Удобрения и ядохимикаты
Ammonium nitrate (2x per season) kg 147,0 0,84 123,48 100,0
Complex fertilizer (27 kg N, 40 kg P and 112 kg K per ha) (450 kg of fertilizer per ha) kg 179,0 0,74 132,46 100,0
Herbicides (2 times) times 2,0 27,0 54,0 100,0
Fungicides (1 time) times 1,0 33,2 33,2 100,0
Insecticides (1 time) times 1,0 3,6 3,6 100,0
Retartants times 1,0 14,0 14,0 100,0
Общая стоимость поддержания Технологии 784.14
Общие затраты на поддержание Технологии в долларах США 664.53

Природные условия

Среднегодовое количество осадков
  • < 250 мм
  • 251-500 мм
  • 501-750 мм
  • 751-1000 мм
  • 1001-1500 мм
  • 1501-2000 мм
  • 2001-3000 мм
  • 3001-4000 мм
  • > 4000 мм
Агроклиматическая зона
  • влажная
  • Умеренно-влажная
  • полузасушливая
  • засушливая
Дополнительные характеристики климата
Среднегодовое количество осадков в мм: 696.0
Average 696 mm, almost equally spread over the year, more from July to October, less in March and April.
Название метеостанции: Tartu Tõravere
LGP 180-195 days
Склон
  • пологие (0-2%)
  • покатые (3-5%)
  • покато-крутые (6-10%)
  • крутые (11-15%)
  • очень крутые (16-30%)
  • чрезвычайно крутые (31-60%)
  • обрывистые (>60%)
Формы рельефа
  • плато/ равнины
  • гребни хребтов/холмов
  • склоны гор
  • склоны холмов
  • подножья
  • днища долин
Высота над уровнем моря
  • 0-100 м над уровнем моря
  • 101-500 м н.у.м.
  • 501-1000 м н.у.м.
  • 1001-1500 м н.у.м.
  • 1501-2000 м н.у.м.
  • 2001-2500 м н.у.м.
  • 2501-3000 м н.у.м.
  • 3001-4000 м н.у.м.
  • > 4 тыс. м н.у.м.
Технология применяется в
  • в условиях выпуклого рельефа
  • в ситуациях вогнутого рельефа
  • не имеет значения
Мощность почв
  • поверхностные (0-20 см)
  • неглубокие (21-50 см)
  • умеренно глубокие (51-80 см)
  • глубокие (81-120 см)
  • очень глубокие (> 120 см)
Гранулометрический состав (верхнего горизонта)
  • грубый крупнозернистый/ лёгкий (песчаный)
  • средние фракции (суглинистый, супесчаный)
  • тонкодисперсный/ тяжёлый (глинистый)
Гранулометрический состав (на глубине более 20 см)
  • грубый крупнозернистый/ лёгкий (песчаный)
  • средние фракции (суглинистый, супесчаный)
  • тонкодисперсный/ тяжёлый (глинистый)
Содержание органического вещества в верхнем почвенном горизонте
  • высокое (> 3%)
  • среднее (1-3%)
  • низкое (< 1%)
Уровень грунтовых вод
  • на поверхности
  • < 5 м
  • 5-50 м
  • > 50 м
Доступность поверхностных вод
  • избыток
  • хорошая
  • средняя
  • недостаточны/ отсутствуют
Качество воды (без обработки)
  • питьевая вода хорошего качества
  • питьевая вода плохого качества (необходима обработка)
  • исключительно для сельскохозяйственного использования (орошение)
  • непригодная для использования
Качество воды относится к:
Является ли солёность воды проблемой?
  • Да
  • Нет

Повторяемость затопления
  • Да
  • Нет
Видовое разнообразие
  • высокое
  • средняя
  • низкое
Разнообразие местообитаний
  • высокое
  • средняя
  • низкое

Характеристика землепользователей, применяющих Технологию

Рыночная ориентация
  • натуральное хозяйство (самообеспечение)
  • смешанный (натуральный / коммерческий)
  • товарное/ рыночное хозяйство
Доходы из других источников
  • < 10% всех доходов
  • 10-50% всех доходов
  • > 50% всех доходов
Относительный уровень достатка
  • очень плохой
  • плохой
  • средний
  • обеспеченный
  • весьма обеспеченный
Уровень механизации
  • ручной труд
  • тягловая сила
  • механизировано/ есть автотранспорт
Осёдлый или кочевой
  • Осёдлый
  • Полукочевой
  • Кочевой
Индивидуальное или коллективное хозяйство
  • частное/ домовладение
  • группа/ община
  • кооператив
  • использующее наемных работников (компания, государство)
Пол
  • женщины
  • мужчины
Возраст
  • дети
  • молодёжь
  • средний возраст
  • пожилой
Площадь, используемая домохозяйством
  • < 0,5 га
  • 0,5-1 га
  • 1-2 га
  • 2-5 га
  • 5-15 га
  • 15-50 га
  • 50-100 га
  • 100-500 га
  • 500-1000 га
  • 1000-10000 га
  • > 10000 га
Масштаб
  • мелкое
  • среднего размера
  • крупное
Собственность на землю
  • государственная
  • частной компании
  • общинная/ поселковая
  • коллективная
  • индивидуальная, не оформленная в собственность
  • индивидуальная, оформленная в собственность
Права на землепользование
  • неограниченное (неконтролируемое)
  • общинное (контролируемое)
  • аренда
  • индивидуальное
Права на водовользование
  • неограниченное (неконтролируемое)
  • общинное (контролируемое)
  • аренда
  • индивидуальное
Доступ к базовым услугам и инфраструктуре
медицинское обслуживание

плохой
x
хорошая
образование

плохой
x
хорошая
технические консультации

плохой
x
хорошая
занятость (вне хозяйства)

плохой
x
хорошая
рынки

плохой
x
хорошая
электроснабжение

плохой
x
хорошая
транспорт и дорожная сеть

плохой
x
хорошая
водоснабжение и канализация

плохой
x
хорошая
финансовые услуги

плохой
x
хорошая

Влияние

Социально-экономическое воздействие
Продуктивность сельскохозяйственных культур
снизил.
x
увеличил.


In different years the crop production may be higher than by ploughing, but another year lower. There has been decrease of spring barley yield by 0.1 t/ha. Winter wheat yield has been ca 1.4 t/ha higher than by ploughing.

качество урожая
снизил.
x
увеличил.


No statistically significant difference has been found. However, winter wheat 1000 grain weight was reported 39.6 g by no-tillage and 38.5 g by ploughing.

управление землями
усложнилось
x
упростилось


No need for soil tillage. Instead of several machinery to till the soil, one compact sowing machine is needed.

сельскохозяйственные издержки
увеличил.
x
снизил.


Less cost for fuel because 50% less fuel is needed compared with ploughing.

доходы хозяйства
снизил.
x
увеличил.


Even if the yield is a little bit lower or the same as with ploughing, the unit cost to produce barley or winter wheat is 8-11 EUR less than with ploughing.

объем работ
увеличил.
x
снизил.


No time to be spent for tillage. Even extra spreading of pesticides takes less time than ploughing and other tillage operations.

Социальное и культурное воздействие
продовольственная безопасность/ самообеспечение
снизил.
x
улучшил.


Unit cost of the production is lower and thus it is possible to sell production cheaper.

знания в области УЗП/ деградации земель
снизил.
x
улучшил.


If land was eroded before and soil was on the road, everybody can see the differences after establishment of the grasslands. It is not so severe in case of peatlands, however, less tractors will stuck in to the mud on rainy period.

Экологическое воздействие
сбор воды/ водоудержание (поверхностный сток, роса, снег и т.д.)
снизил.
x
улучшил.


Residues remaining on the soil surface help to catch more snow during the winter.

поверхностный сток
увеличил.
x
снизил.


Plant residues protect soil surface structure from raindrop effects, allowing water to infiltrate quicker in the soil.

водный дренаж
снизил.
x
улучшил.


Undisturbed soil pore structure allows water quicker to drain in the deeper soil layers. Water permeability of long-term no-till soil is 2 times higher than under conventional management.

испарение
увеличил.
x
снизил.


Residues on the soil surface do not allow quick evaporation, protecting soil surface.

влажность почв
снизил.
x
увеличил.


Soil moisture content was 3% higher than by ploughing, but not significantly.

почвенный покров
снизил.
x
улучшил.

Количество до применения УЗП : 0
Количество после применения УЗП: 100%
The soil is covered by plants or by plant residues during the whole year.

утрата почв
увеличил.
x
снизил.


Residues and plant cover stop both wind and water erosion.

аккумуляция почвенного материала (намыв, эоловая, и др.)
снизил.
x
увеличил.


Reduced decomposition of organic matter increases organic carbon content by 0.1-0.2%.

образование корки на поверхности почв/ запечатывание
увеличил.
x
сократил.


No crust after applying no-tillage as plant residues protect the soil surface.

уплотнение почв
увеличил.
x
сократил.


Increased from the top (by 0.04 g/cm3) but decreased deeper in the soil by 0.08 g/cm3) compared to the ploughing. No plough pan. Soil penetration resistance was 1 MPa lower between 20-40 cm under no-tillage compared to ploughing.

круговорот/ восполнение питательных веществ
снизил.
x
увеличил.


Due to the decreased decomposition of organic matter and the increase of organic carbon, more nitrogen remains in the soil.

почвенное / подземное органическое вещество/ углерод
снизил.
x
увеличил.


It was found that there was slight increase of organic carbon (Corg) by 0.1-0.2% in upper 5 cm of soil compared to ploughing.

растительный покров
снизил.
x
увеличил.


Plant/residue cover is during the whole year.

биомасса/ содержание углерода в надземной биомассе
снизил.
x
увеличил.


As there is no tillage, all residues remain on the soil surface.

разнообразие флоры
снизил.
x
увеличил.


Due to the need of changes in crop rotation, more diverse rotations instead of monoculture to suppress weeds. Weeds diversity might increase and change due to the reduced tillage intensity.

разнообразие фауны
снизил.
x
увеличил.


More spiders, beetles, ants compared with ploughing.

полезные виды (дождевые черви, опылители, некоторые хищники)
снизил.
x
увеличил.

Количество до применения УЗП : 2 species of earthworms
Количество после применения УЗП: 3-4 species of earthworms
More earthworm species and higher abundance compared with ploughing.

разнообразие местообитаний
снизил.
x
увеличил.


No-till areas create different pattern to the landscape.

борьба с вредителями/ болезнями
снизил.
x
увеличил.


Some diseases and pests are surpressed, but there is increase of slugs and snails.

выбросы углекислого газа и парниковых газов
увеличил.
x
снизил.


Due to the reduced use of fuels for tillage, less greenhouse gases will be released. 0.05 kg/ha less greenhouse gases per kg yield is reported by no-tillage compared to ploughing.

риск пожаров
увеличил.
x
снизил.


Dry plant residues are a high risk in spring.

микроклимат
ухудшил.
x
улучшил.


Due to the residue cover the soil temperature and water content fluctuations are smaller.

Влияние за пределами территории применения
буферная/ фильтрационная способность (почв, растительности, водно-болотных угодий)
снизил.
x
улучшил.


Due to the higher amount of organic matter, the nutrients and water holding capacity is higher.

отложения, переносимые ветром
увеличил.
x
сократил.


No wind erosion after applying no-tillage.

ущерб прилегающим полям
увеличил.
x
сократил.


No sediments from the field to the neighbours fields.

ущерб объектам инфраструктуры общего/ частного пользования
увеличил.
x
сократил.


In case of erosion, no soil is carried by water or wind to the ditches and on the roads.

воздействие парниковых газов
увеличил.
x
сократил.


Due to the reduced use of fuels for tillage, less greenhouse gases will be released. 0.05 kg/ha less greenhouse gases per kg yield is reported by no-tillage compared to ploughing.

Анализ эффективности затрат

Насколько получаемый результат сопоставим с первоначальными вложениями
Эффективность затрат в краткосрочной перспективе
крайне отрицательно
x
очень позитивное

Эффективность затрат в долгосрочной перспективе
крайне отрицательно
x
очень позитивное

Насколько получаемый результат сопоставим с затратами на техническое обслуживание
Эффективность затрат в краткосрочной перспективе
крайне отрицательно
x
очень позитивное

Эффективность затрат в долгосрочной перспективе
крайне отрицательно
x
очень позитивное

Изменение климата

Постепенное изменение климата
среднегодовые температуры увеличилось

очень плохо
очень хорошо
Ответ: не известно
сезонные температуры увеличилось

очень плохо
очень хорошо
Сезон: зима Ответ: не известно
сезонные температуры увеличилось

очень плохо
очень хорошо
Сезон: весна Ответ: не известно
среднегодовое количество осадков увеличилось

очень плохо
очень хорошо
Ответ: не известно
сезонное количество осадков увеличилось

очень плохо
очень хорошо
Сезон: зима Ответ: не известно
сезонное количество осадков увеличилось

очень плохо
очень хорошо
Сезон: осень Ответ: не известно
Экстремальные явления, связанные с изменением климата (стихийные бедствия)
местные ливневые дожди

очень плохо
очень хорошо
Ответ: не известно
местные грозы

очень плохо
очень хорошо
Ответ: не известно
местный град

очень плохо
очень хорошо
Ответ: не известно
местные снежные бури

очень плохо
очень хорошо
Ответ: не известно
местные ураганы

очень плохо
очень хорошо
Ответ: не известно
экстремально холодная погода

очень плохо
очень хорошо
Ответ: не известно
экстремальные зимние условия

очень плохо
очень хорошо
Ответ: не известно
другие природные пожары

очень плохо
x
очень хорошо

Внедрение и адаптация

Доля землепользователей (в процентах), применяющих Технологию
  • отдельные случаи/ эксперимент
  • 1-10%
  • 11-50%
  • > 50%
Среди применяющих Технологию землепользователей, какова доля лиц, применяющих её по собственной инициативе, т.е. без какого-либо материального стимулирования со стороны?
  • 0-10%
  • 11-50%
  • 51-90%
  • 91-100%
Число домохозяйств и/или площадь применения
7% from agricultural land
Была ли Технология УЗП модифицирована в недавнее время с целью адаптации к меняющимся условиям среды?
  • Да
  • Нет
К каким именно изменяющимся условиям среды?
  • изменения климата/ экстремальные погодные явления
  • изменяющиеся условия рынка
  • доступность рабочей силы (например, из-за миграции населения)

Заключительные положения и извлечённые уроки

Сильные стороны: по мнению землепользователей
  • Decreases work load and time, also fuel consumption, increases income.
  • Increases soil biological activity, soil organic matter content, better structure and infiltration, decreases erosion.
Сильные стороны: по мнению составителя или ответственных специалистов
  • Decrease of soil organic carbon decomposition, decrease of erosion, increase of soil biological activity.
Слабые стороны/ недостатки/ риски: по мнению землепользователейвозможные пути преодоления
  • High preliminary investment (seeder), increase of weediness and pests, Investment support, better crop rotation.
Слабые стороны/ недостатки/ риски: по мнению составителя или ответственных специалистоввозможные пути преодоления
  • Higher use of pesticides and therefore risk to soil and water pollution. Suggestion of changes in crop rotation, cover crops.

Справочные материалы

Составитель
  • Endla Reintam
Editors
Рецензент
  • Ursula Gaemperli
  • Gudrun Schwilch
  • Alexandra Gavilano
Продолжительность применения Технологии: 9 августа 2017 г.
Последнее обновление: 27 марта 2019 г.
Ответственные специалисты
Полное описание в базе данных ВОКАТ
Связанные данные по УЗП
Документирование осуществлялось при участии
Организация Проект
Ключевые ссылки
  • Minimeeritud harimine ja otsekülv. 2017. P. Viil. Eesti Taimekasvatuse Instituut. ISBN 978-9949-9742-2-1: ISBN 978-9949-9742-2-1
Ссылки на материалы по теме, доступные онлайн
This work is licensed under Creative Commons Attribution-NonCommercial-ShareaAlike 4.0 International