Технологии

Minimum Tillage [Российская Федерация]

Минимальная обработка

technologies_1315 - Российская Федерация

Просмотреть разделы

Развернуть все Свернуть все
Завершённость: 73%

1. Общая информация

1.2 Контактные данные специалистов и организаций, участвующих в описании и оценке Технологии

Ответственный (-ые) специалист (-ы)

Специалист по УЗП:
Название проекта, содействовавшего документированию/оценке Технологии (если применимо)
Book project: Making sense of research for sustainable land management (GLUES)
Название проекта, содействовавшего документированию/оценке Технологии (если применимо)
Sustainable land management in the Russian steppes (KULUNDA / GLUES)

1.3 Условия, регламентирующие использование данных, собранных ВОКАТ

Составитель и ответственный(-ые) специалист(-ы) согласны с условиями, регламентирующими использование собранных ВОКАТ данных:

Да

1.4 Декларация по устойчивости описываемой Технологии

Вызывает ли описанная здесь Технология проблемы деградации земель настолько, что ее нельзя назвать природосберегающей?

Нет

1.5 Ссылка на Анкету (ы) по Подходам УЗП (документируется с использованием ВОКАТ)

Field days
approaches

Field days [Российская Федерация]

Field days are events for regional stakeholders, mainly farmers in the study area, to discuss their demands regarding scientific help, and to be informed about the activities and results of new methods and technologies for conservation agriculture.

  • Составитель: Peter Liebelt

2. Описание Технологии УЗП

2.1 Краткое описание Технологии

Определение Технологии:

Minimum tillage is a one-pass operation combined with sowing, using a classic Russian seeder modified for seedbed preparation and soil mixing. It can include shallow stubble cultivation after harvesting.

2.2 Подробное описание Технологии

Описание:

Minimum tillage is a key element of the "adapted Soviet cropping system", which aims at more sustainable land use but based on predominantly local technologies. For successful implementation of minimum tillage, adaption of the whole cropping system is required, including crop rotation. Rotation includes a succession of cereal crops (e.g. spring wheat), legumes (peas), and oil seed crops. Stubble cultivation in autumn is best performed with the "Catros" compact disc harrow for a quick, shallow operation. Seedbed preparation is carried out using a classic Russian seeder modified with wing shares for shallow seedbed preparation including soil mixing. In general, the performance of this drill is very close to that of a cultivator.

Minimizing tillage, saves time and fuel, and also helps to reduce evaporation, as well as protecting the soil against erosion. Shallow tillage with disc harrows after harvest ensures better stubble mixing and stimulates the germination of weed seeds. The adapted seeder, SZS 2.1, works with wing shares that open the soil and place the seed. Thus traditional deep tillage operations for the preparation of the seedbed can are omitted: that helps to reduce costs. With respect to crop protection, the first and most important element is to implement a full crop rotation. To control late germinating weeds and seeds of the previous crop, a disc harrow is used for shallow cultivation – this can be supplemented by the application of a non-selective herbicide if there is germination - to avoid the risk of flowering before the hard frost sets in. Fertilization becomes more important, because of the decreased mineralization rate under minimized soil tillage, especially at the beginning of the conversion of the cropping system.

The Technology including crop rotation was tested in the field in 4 test plots with 4 repetitions at the test site in Poluyamki. Results showed that the intensity of soil tillage and seeding methods used had a great influence on crop establishment and expected yields. It was demonstrated that minimizing tillage leads to higher water use efficiency and highest yields. Positive effects were also observed regarding soil structure and soil fertility already after 3 years. Minimized soil disturbance led to higher aggregate stability, which leads to a lower risk of wind erosion, increased soil organic carbon storage and soil fertility as well as available soil water content. The adapted Soviet system is more profitable, due to higher gross margins.

The test site in Poluyamki is located in the dry steppe of the border region next to Kazakhstan, where, due to the climatic conditions, no natural afforestation occurs, and the planted windbreaks don’t grow vigorously due to the prevailing aridity. The annual precipitation is under 300 mm a year. Probably the greatest climatic influence factor is the precipitation - in terms of quantity and space/ time distribution and, due to high summer temperatures, the high rates of evapotranspiration. The total yearly precipitation rate is the primary yield-limiting factor in all steppe regions. The ratio between precipitation and evaporation is negative. In the late weeks of spring, prolonged droughts must be expected in 5-year cycles, limiting germination and crop establishment. The soils are classed among those of cool-tempered grasslands. Due to their physical and chemical characteristics, these soils (Chernozems and Kastanozems) have high agronomic potential.

2.3 Фотографии, иллюстрирующие Технологию

2.5 Страна/ регион/ места, где применяется Технология, информация о которых собрана в данной Анкете

Страна:

Российская Федерация

Административная единица (Район/Область):

Russian Federation/Altai Krai

Более точная привязка места:

Mikhaylovski district (Pavlovski district, Mamontovski district)

Охарактеризуйте пространственное распространение Технологии :
  • равномерно-однородное применение на определенной площади
Если технология равномерно занимает территорию, укажите площадь покрытия (в км2):

0,13

Если точная область неизвестна, укажите приблизительную площадь:
  • 0,1-1 км2
Пояснения:

Boundary points of the Technology area: Centre latitude: _52° 4'3.00"N Centre longitude: 79°54'26.16"E Test site Poluyamki
Total area covered by the SLM Technology is 0.13 km2.
The total investigation area of the SLM Technology “Minimum Tillage” refers to the test site areas: 1. Poluyamki, Mikhaylovskiy Rayon: 13ha ; 2. Pervomayskiy, Mamontovskiy Rayon: 10ha and 3. Komsomolskiy, Pavlovskiy Rayon: 3ha all managed by Minimum Tillage. This questionnaire is related to the test site in Poluyamki, Mikhaylovskiy Rayon

2.6 Сколько лет применяется данная Технология

Если год начала применения Технологии достоверно неизвестен, дайте примерную оценку:
  • менее 10 лет назад (недавняя)

2.7 Внедрение Технологии

Укажите, как именно Технология УЗП была внедрена:
  • в качестве научного/ полевого эксперимента
Пояснения (тип проекта и т.д.):

Already during the Soviet land use periode temporal,especially after the Virgin land campagne (1954-'63)efforts were made to minimize soil tillage intensity to obtain from conventional ploughing system. An important scientific thinker for this innovative farming systems was T. C. Malcev. But at this time the new approaches for minimized tillage systems were not seriously implemented in Russia. Only in the last decade a significant trend towards minimum soil tillage can be recodnized in the Russian agriculture

3. Классификация Технологии УЗП

3.1 Основные цели и задачи реализации Технологии

  • повышение производства
  • снижение или предотвращение деградации земель, восстановление нарушенных земель

3.2 Текущий(-ие) тип(-ы) землепользования на территории, где применяется Технология

Пахотные угодья и плантации

Пахотные угодья и плантации

  • Однолетние культуры
Число урожаев за год:
  • 1
Поясните:

Longest growing period in days: 110, Longest growing period from month to month: May-October

Пояснения:

Major land use problems (compiler’s opinion): The decrease of soil organic carbon content in the soils and loss of topsoil depth has led to a decrease in soil fertility. Additionally, the negative soil water balance due to the high summer temperatures and evaporation, and the high spatial and temporal variability of precipitation, is a serious problem relating to the lack of soil water.
Major land use problems (land users’ perception): The land users who were involved in the studies and implemented the new farming practices have a similar opinion. But there are still a lot of farmers that underestimate the ecological risks of soil degradation resulting from conventional/ traditional soil management.

3.4 Водоснабжение

Обеспеченность водой участков, где реализуется Технология :
  • богарные земли

3.5 Категория УЗП, к которой относится Технология

  • Минимальная обработка почв

3.6 Мероприятия УЗП, выполняемые в рамках Технологии

Агрономические мероприятия

Агрономические мероприятия

  • A1: Растительный/ почвенный покров
  • A2: Органическое вещество/ почвенное плодородие
  • A3: Поверхностная обработка почв
А3: Дифференцируйте системы обработки почв:

A 3.2: Reduced tillage (> 30% soil cover)

управленческие мероприятия

управленческие мероприятия

  • У2: Изменение формы/ интенсивности хозяйствования
Пояснения:

Type of agronomic measures: better crop cover, mulching, green manure, mineral (inorganic) fertilizers, rotations / fallows, minimum tillage, non-inversion tillage

3.7 Основные проблемы деградации земель, на решение которых направлена Технология

водная эрозия почв

водная эрозия почв

  • ВЭп: поверхностная эрозия/смыв верхних почвенных горизонтов
ветровая эрозия почв

ветровая эрозия почв

  • Эп: утрата плодородного слоя почвы
  • Эд: дефляция и неравномерная аккумуляция
  • Эд: косвенное влияние ветровой эрозии
ухудшение химических свойств почв

ухудшение химических свойств почв

  • Хп: Снижение плодородия и уменьшение содержания органического вещества (вызванное не эрозией, а другими причинами)
ухудшение физических свойств почв

ухудшение физических свойств почв

  • Фу: уплотнение
Пояснения:

Main causes of degradation: soil management (Conventional (intensive) soil tillage by phloughing), crop management (annual, perennial, tree/shrub) (Bare fallow (without any vegetation cover)), wind storms / dust storms (Strong wind and storm (local name: Sukhovey) from the south-western central-Asiatic semi-desert regions cause a higher risk of wind erosion especially on traditional cropland without plant cover), droughts (The frequently occurring early-summer drought periods are particularly problematic for agricultural production)
Secondary causes of degradation: education, access to knowledge and support services (The linkages between research, education, extension services and end users need to strengthened, for better knowledge creation and transfer. Need for more efficient and qualified advisory service), Capital for investments (Lack of capital for investment in modern adapted agricultural technologies)

3.8 Предотвращение и снижение деградации земель, или восстановление нарушенных земель

Укажите цель Технологии по отношению к деградации земель :
  • предотвращение деградации земель
  • снижение деградации земель

4. Технические характеристики, мероприятия по практической реализации, вложения и стоимость

4.1 Технический рисунок, иллюстрирующий Технологию

Спецификация (пояснения к техническому рисунку):

Soviet Seeder SZS 2.1 with wing shares for shallow soil mixing and seed bed preparation.
Location: Poluyamki. Altai Krai
Date: 20.05.2015

Technical knowledge required for field staff / advisors: high
Technical knowledge required for land users: high
Main technical functions: improvement of topsoil structure (compaction), increase in organic matter, increase of infiltration, increase / maintain water stored in soil, sediment retention / trapping, sediment harvesting
Secondary technical functions: control of raindrop splash, control of dispersed runoff: retain / trap, control of dispersed runoff: impede / retard, control of concentrated runoff: retain / trap, control of concentrated runoff: impede / retard, improvement of surface structure (crusting, sealing), improvement of subsoil structure (hardpan), stabilisation of soil (eg by tree roots against land slides), increase in nutrient availability (supply, recycling,…), reduction in wind speed, increase of biomass (quantity)

Better crop cover
Material/ species: Crop rotation without bare fallow
Mulching
Material/ species: stubble cultivation with disc harrow or harrow weeder
Quantity/ density: 1/year
Green manure
Material/ species: pea
Mineral (inorganic) fertilizers
Material/ species: fertilization with calcium ammonium nitrate
Quantity/ density: yearly
Remarks: (100kg/ha (spring wheat and rape), 50kg (pea)
Rotations / fallows
Material/ species: wheat-pea-wheat-raps
Minimum tillage
Material/ species: Catros (disc harrow) and Seeder СЗС2.1 (wing shares)
Remarks: Catros (depth: 10 cm) after harvest (autumn) and Seeder in May)
Non-inversion tillage
Material/ species: Catros (disc harrow) and Seeder СЗС2.1 (wing shares)
Remarks: Catros (depth: 10 cm) after harvest (autumn) and Seeder in May)

Автор:

Lars-Christian Grunwald

4.5 Поддержание/ текущее обслуживание

Деятельность Сроки/ повторяемость проведения
1. Stubble cultivation september
2. Seeding late april/early may
3. Seeding (extension)
4. Pest management period of vegetation
5. Pest management (extension)
6. Harvest september

4.6 Стоимость поддержания/ текущего обслуживания ( в год)

Опишите затраты Единица Количество Затраты на единицу Общая стоимость на единицу % затрат, оплаченных землепользователями
Оплата труда labour ha 1,0 4,34 4,34 100,0
Оборудование machine use ha 1,0 37,4 37,4 100,0
Оборудование fuel ha 1,0 47,34 47,34 100,0
Посадочный материал seeds ha 1,0 25,3 25,3 100,0
Удобрения и ядохимикаты fertilizer ha 1,0 30,83 30,83 100,0
Удобрения и ядохимикаты pesticides ha 1,0 9,42 9,42 100,0
Общая стоимость поддержания Технологии 154,63
Общие затраты на поддержание Технологии в долларах США 154,63
Пояснения:

The costs refers to 1ha land of the test field in Poluyamki.

4.7 Наиболее значимые факторы, влияющие на стоимость затрат

Опишите наиболее значимые факторы, влияющие на стоимость затрат:

The highest cost factors of minimum tillage are equipment, fuel, fertilizer and seeds. Compared to the conventional deep ploughing often without fertilizer application, fertilizer and pesticides are the main additional cost factors.

5. Природные и социально-экономические условия

5.1 Климат

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
  • полузасушливая

Thermal climate class: temperate

5.2 Рельеф

Склоны (преобладающие):
  • 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
Зона высотной поясности:
  • 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.

5.3 Почвы

Средняя 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):
  • средние фракции (суглинистый, супесчаный)
Содержание органического вещества в верхнем горизонте:
  • среднее (1-3%)

5.4 Доступность и качество воды

Уровень грунтовых вод:

5-50 м

5.6 Характеристика землепользователей, применяющих Технологию

Рыночная ориентация производства:
  • товарное/ рыночное хозяйство
Доходы из других источников:
  • < 10% всех доходов
Относительный уровень достатка:
  • средний
  • весьма обеспеченный
Индивидуальное или коллективное хозяйство:
  • использующее наемных работников (компания, государство)
Уровень механизации:
  • механизировано/ есть автотранспорт
Пол:
  • мужчины
Укажите другие важные характеристики землепользователей:

Land users applying the Technology are mainly Leaders / privileged
There are generally less woman than men in rural regions caused by rural-urban migration. Furthermore, jobs in the agricultural sector are not so attractive for woman.
Population density: 10-50 persons/km2
Annual population growth: negative

5.7 Средняя площадь земель, используемых землепользователями с применением Технологии

  • < 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
Считается ли это мелким, средним или крупным хозяйством (по местным масштабам)?
  • крупное

5.8 Собственность на землю, права на земле- и водопользование

Землевладелец:
  • государственная
  • индивидуальная, не оформленная в собственность
Право землепользования:
  • общинное (контролируемое)
  • аренда
Право водопользования:
  • неограниченное (неконтролируемое)
Пояснения:

state: 45%, the data refer to the Altai Krai

5.9 Доступ к базовым услугам и инфраструктуре

медицинское обслуживание:
  • плохой
  • средний
  • хорошая
образование:
  • плохой
  • средний
  • хорошая
технические консультации:
  • плохой
  • средний
  • хорошая
занятость (вне хозяйства):
  • плохой
  • средний
  • хорошая
рынки:
  • плохой
  • средний
  • хорошая
электроснабжение:
  • плохой
  • средний
  • хорошая
транспорт и дорожная сеть:
  • плохой
  • средний
  • хорошая
водоснабжение и канализация:
  • плохой
  • средний
  • хорошая
финансовые услуги:
  • плохой
  • средний
  • хорошая

6. Воздействия и заключительные положения

6.1 Влияние Технологии УЗП в пределах территории ее применения

Социально-экономическое воздействие

Продуктивность

производство сельскозяйственных культур

снизил.
увеличил.
Комментарий/ пояснения:

In the first years after the change of the cropping system, there is an increased risk of crop losses due not correct/suitable management of the new cropping system

Доходы и затраты

сельскохозяйственные издержки

увеличил.
снизил.
Комментарий/ пояснения:

mainly for initial investments and herbicides in the first years

доходы хозяйства

снизил.
увеличил.
Комментарий/ пояснения:

but increase of costs for herbicides and fertilizer; decrease for fuel and labor

Другое социально-экономическое воздействие

Increase use of herbicide applications

increased
decreased
Комментарий/ пояснения:

particular necessary in the first years after the imlementation of the minimum tillage system

Социальное и культурное воздействие

продовольственная безопасность/ самообеспечение

снизил.
улучшил.
Комментарий/ пояснения:

In general yes, but food security is not a problem in this region.

смягчение конфликтов

ухудшил.
улучшил.

contribution to human well-being

decreased
increased
Комментарий/ пояснения:

Technology makes a contribution to the long-term productivity of the soil – the most important factors in the rural areas of the Kulunda region. Furthermore, it leads to an increase in efficiency and to an improvement of the economic situation of farms, which might lead to a decrease in out-migration of the youth.

Экологическое воздействие

Водный цикл/ поверхностный сток

поверхностный сток

увеличил.
снизил.

испарение

увеличил.
снизил.
Почвы

влажность почв

снизил.
увеличил.

почвенный покров

снизил.
улучшил.

утрата почв

увеличил.
снизил.

уплотнение почв

увеличил.
сократил.

круговорот/ восполнение питательных веществ

снизил.
увеличил.

почвенное / подземное органическое вещество/ углерод

снизил.
увеличил.
Биоразнообразие: растительность, животный мир

полезные виды

снизил.
увеличил.
Климат и снижение риска стихийных бедствий

выбросы углекислого газа и парниковых газов

увеличил.
снизил.

скорость ветра

увеличил.
снизил.
Другие экологические последствия

Increased use of herbicide application

increased
decreased
Комментарий/ пояснения:

Especially in the first years after the implementation of the minimum tillage system.

6.2 Влияние Технологии за пределами территории ее применения

доступность воды

снизил.
увеличил.
Комментарий/ пояснения:

there is a higher content of soil moisture under minimum tillage than under traditional ploughing especially in dry weather periods / drought periods.

отложения, переносимые ветром

увеличил.
сократил.

ущерб прилегающим полям

увеличил.
сократил.

6.3 Подверженность и чувствительность Технологии УЗП к постепенным изменениям климата и экстремальным погодным явлениям/ стихийным бедствиям, связанным с изменением климата (в понимании землепользователей)

Постепенное изменение климата

Постепенное изменение климата
Сезон увеличение или уменьшение Насколько успешно Технология справляется с этим?
среднегодовые температуры увеличилось хорошо

Экстремальные явления, связанные с изменением климата (стихийные бедствия)

Погодные стихийные бедствия
Насколько успешно Технология справляется с этим?
местные ливневые дожди хорошо
местные ураганы хорошо
Стихийные бедствия климатического характера
Насколько успешно Технология справляется с этим?
засухи хорошо

Другие воздействия, связанные с изменением климата

Другие воздействия, связанные с изменением климата
Насколько успешно Технология справляется с этим?
сокращение вегетационного периода плохо
Пояснения:

The increase of air temperature and wind lead to an increase of the evapotransporation rate and consequently, as well as rainfall decrease and droughts, to a decrease of soil water content that is one of the most important limiting factor in crop production. The minimization of soil tillage intensity helps to reduce the evapotranspiration rate and thus leads to a higher soil water content. The stubble slow down the wind, that protect the soil against erosion and reduce the evapotranspiration rate.

6.4 Анализ эффективности затрат

Насколько получаемый результат сопоставим с первоначальными вложениями (с точки зрения землепользователей)?
Эффективность затрат в краткосрочной перспективе:

влияние незаметно

Эффективность затрат в долгосрочной перспективе:

позитивное

Насколько получаемый результат сопоставим с текущими расходами по поддержанию технологии (с точки зрения землепользователей)?
Эффективность затрат в краткосрочной перспективе:

слабо позитивное

Эффективность затрат в долгосрочной перспективе:

позитивное

6.5 Внедрение Технологии

Пояснения:

100% of land user families have adopted the Technology without any external material support

The 3 farms/ sites where minimum tillage was tested were already interested in conservation technologies and were able to invest in new machinery, which is not representative of the whole Kulunda region. There is a moderate trend towards spontaneous adoption, but this trend depends on different natural and socioeconomic factors, like precipitation or the economic situation and financial power of the farmers.
There is a trend towards spontaneous adoption of the Technology, but this trend depends on different natural and socioeconomic factors like the precipitation or conditions an economic situation of the financial power of the farms. For example the drier the conditions, the more sense is to minimize the tillage. But there is a need to invest in new machinery. An advantage of the tested Adapted Soviet System in contrast to the Modern Soviet System is the less need for new machinery through the use of old Soviet machinery.

6.7 Сильные стороны/ преимущества/ возможности Технологии

Сильные стороны/ преимущества/ возможности по мнению составителя или других ключевых специалистов
Increase of soil aggregate stability and improved soil structure thus better erosion control and protection of soil organic matter will improve soil fertility and water holding capacity
Minimization of evaporation losses through the mulch layer
Protection of soil organisms thus ensuring natural soil forming processes
Lower input costs (materials, fuel, labour, time) and quicker field operations.
A great advantage of the tested ‘minimum tillage’ in contrast to ‘no till‘ is that the former needs no new machinery because of the use and adaptation of old Soviet machinery.

6.8 Слабые стороны/ недостатки/ риски Технологии и пути их преодоления

Слабые стороны/ недостатки/ риски по мнению составителя или ответственных специалистов Возможные пути их преодоления/снижения?
Need for comprehensive system knowledge and risk of significant crop losses in case of incorrect implementation Knowledge transfer, Capacity building and extension services, State support (subsidies for new technologies)
Application of chemical herbicides leads to higher costs and possible ecological risks Selective spraying using the “Amaspot” system that is based on infrared detection of weeds.
Higher requirements for fertilizers, especially at the beginning, due to lower mineralization rates and less nutrient availability compared to conventional cultivation Higher fertilizer application in the first years after conversion.
Challenging straw management that leads to higher risk of fungal infestation and poorer field crop emergence Good straw management: effective straw chopping and spreading as well as stubble cultivation for an optimal straw/ soil ratio.

7. Справочные материалы и ссылки

7.1 Методы сбора/ источники информации

  • выезды на места, полевые обследования
  • опросы землепользователей
Когда были собраны данные (на местах)?

23/06/2016

Модули