Nowoczesna technologia uprawy gleby strip-till - omawiamy

Źródło: Pfeifer & Langen Polska S.A.

Strip-till to technologia bardzo młoda, a jej wpływ na środowisko glebowe - jej właściwości fizyczne, chemiczne i biologiczne - wykazuje małą dynamikę. 

Praktyka "Uproszczone systemy uprawy"

Technologia "Strip-till" znalazła nawet swoje miejsce w ekoschematacj a konkretnie w praktyce "Uproszczone systemy uprawy". Wymogiem dla praktyki jest prowadzenie na gruntach ornych uprawy roślin w formie uprawy konserwującej bezorkowej lub uprawy pasowej (strip - till), poprzez:

• wykonywanie zabiegów uprawowych z odstąpieniem od uprawy płużnej w zespole uprawek pożniwnych i przedsiewnych,
• pozostawienie na polu po zbiorze uprawy głównej, całości resztek pożniwnych w formie mulczu.

Przy okazji przypomnijmy, że wymogiem dla praktyki jest prowadzenie rejestru zabiegów agrotechnicznych na formularzu opracowanym przez Agencję i udostępnionym na jej stronie internetowej. W przypadku tej praktyki punkty są przyznawane do powierzchni gruntów ornych, z wyjątkiem gruntów ornych, na których jest prowadzona uprawa zerowa lub na których są uprawiane trawy lub inne zielne rośliny pastewne.

O technologii strip-till na amerykańskim uniwersytecie

Sprawdziliśmy, co na temat technologii Strip-till napisał Uniwersytet Stanowy Północnej Dakoty, który jest w gronie najlepszych instytucji badawczych w Stanach.

 - Wśród amerykańskich rolników panuje tendencja do stosowania mniejszej ilości orki do produkcji upraw polowych. Strip-till to system uprawy polowej, który łączy uprawę bezorkową i pełną w celu uzyskania upraw rzędowych - brzmi publikacja Uniwersytetu - Wąskie pasy są uprawiane na ściernisku, pozostawiając nienaruszony obszar między rzędami. Często nawóz jest wtryskiwany na uprawiany obszar podczas operacji uprawy pasowej. Uprawiane pasy odpowiadają szerokości rzędów siewnika następnej uprawy, a nasiona są wysiewane bezpośrednio w uprawiane pasy.

Uprawa pasowa jest zwykle wykonywana jesienią po zbiorach, ale można ją również wykonać wiosną przed sadzeniem. Zalety uprawy pasowej:

• Oszczędza energię, ponieważ uprawiana jest tylko część gleby.
• Zmniejsza erozję gleby, ponieważ większość gleby pozostaje pokryta resztkami pożniwnymi przez cały rok.
• Uwalnia mniej węgla do atmosfery i utrzymuje wyższy poziom materii organicznej w glebie.
• Wiosną szybciej ogrzewa uprawiane pasy, aby przyspieszyć kiełkowanie nasion i wschody roślin.
• Zatrzymuje wilgoć w glebie, ponieważ większość powierzchni gleby jest pokryta resztkami pożniwnymi.
• Wyniki w zakresie plonów, które są podobne lub wyższe w porównaniu z innymi systemami uprawy.
• Zmniejsza wydatki, eliminując część pierwotnej i wtórnej uprawy roli.

Efekty sekwestracji węgla

Materia organiczna w glebie odgrywa kluczową rolę w globalnym obiegu węgla. Gleba może działać jako główne źródło węgla uwalnianego do atmosfery i pochłaniacz do magazynowania węgla.

- Kiedy węgiel jest magazynowany w glebie, nie jest uwalniany do atmosfery jako gazy cieplarniane, zwłaszcza dwutlenek węgla (CO2) i metan (CH4). Uprawa gleby Strip-till zwiększa działanie mikroorganizmów na materię organiczną zmagazynowaną w glebie i zwykle zwiększa tempo rozkładu, który przekształca węgiel organiczny w CO2 - czytamy w publikacji.

Materia organiczna w glebie jest bezpośrednio związana z żyznością gleby i dodatnio skorelowana z potencjałem produktywności rolnictwa. Poza redukcją gazów cieplarnianych, inne zalety zwiększania lub utrzymywania wysokiego poziomu materii organicznej w glebie obejmują:

• zmniejszenie erozji gleby,
• zwiększoną odporność na zagęszczanie,
• zwiększoną aktywność biologiczną,
• zwiększoną żyzność gleby.

Ponieważ uprawa powoduje utratę węgla w glebie, ważne jest określenie metod uprawy, które zmniejszają ilość węgla uwalnianego do atmosfery. Badanie porównawcze emisji CO2 z gleby po orce lemieszowej, orce talerzowej i uprawie pasowej przeprowadzonej w 2005 r. w Minnesocie (Faaborg i in., 2005) wykazało, że uprawa pasowa utrzymywała w glebie więcej węgla niż orka lemieszowa i uprawa talerzowa.

- Uprawa talerzowa i uprawa pasowa uwalniały odpowiednio o 53,2 i 82,6 procent mniej CO2 niż orka odkładnicowa. Orka odkładnicowa naruszyła i odsłoniła największą ilość gleby, umożliwiając ucieczkę do atmosfery węgla wcześniej zmagazynowanego jako materia organiczna lub obecnego jako CO2 w atmosferze glebowej - czytamy w publikacji.

Zarządzanie resztkami pożniwnymi

Jak zauważają autorzy opracowania, pozostałości po poprzednich uprawach ograniczają parowanie z powierzchni gleby i utrzymują stosunkowo wysoki poziom wilgotności w nienaruszonych glebach, wynoszący od 90 do 100 procent, co jest idealne do kiełkowania nasion. Nawet przy doskonałym kontakcie nasion z glebą około 85 procent wody wchodzącej do kiełkujących nasion pszenicy ma postać pary wodnej.

- W suchych warunkach systemy uprawy uproszczonej zachowują wilgoć w łożu siewnym, poprawiając równomierne kiełkowanie i rozwój roślin. Resztki pożniwne są również źródłem pożywienia dla pożytecznych grzybów, bakterii i owadów - zauważają autorzy publikacji.

Przy prawidłowym zarządzaniu korzystne aspekty utrzymywania wysokiego poziomu resztek pożniwnych za pomocą systemów uprawy konserwującej przeważają nad aspektami negatywnymi. Uprawa pasowa pozostawia większość resztek pożniwnych z poprzedniego roku na powierzchni gleby, chroniąc nowe rośliny uprawne przed uszkodzeniami powodowanymi przez wiatr podczas zakładania i kontynuując ochronę gleby, jeśli uprawy nie urosną z powodu suszy lub powodzi. Resztki pożniwne łatwo rozkładają się i są wprowadzane do gleby przez dżdżownice i inne bezkręgowce, gdy rosnąca korona upraw pokrywa przestrzeń między rzędami.

Sprzęt, elementy wyposażenia i funkcje

Są producenci sprzętu do uprawy pasowej, którzy oferują różnorodne konstrukcje i funkcje. Większość producentów sprzętu sprzedaje maszyny o podobnych cechach, w tym ostrza redlic, oczyszczacze rzędów, trzonki uprawowe, tarcze do nasypu i koła dociskowe lub kosze spulchniające.

- Niektóre konstrukcje sprzętu do uprawy pasowej obejmują sparowane redlice lub dużą tarczę bez trzonu uprawowego. Większość producentów sprzętu do uprawy pasowej w Stanach produkuje glebogryzarki z 30-calowym lub 22-calowym rozstawem rzędów. Na końcu niniejszej publikacji zamieszczono wykaz adresów internetowych producentów sprzętu do uprawy pasowej - podkreslają autorzy publikacji.

Ostrza redlic przecinają glebę i pozostałości przed trzonem uprawowym. Redlice wymagają mocowania umożliwiającego elastyczne poruszanie się po kamieniach. Niektórzy producenci używają rowkowanych redlic i konstrukcji z funkcjami kontroli głębokości z redlicami. Wielkość redlicy wpływa na pracę w resztkach; redlice o większej średnicy działają lepiej przy ciężkich pozostałościach.

- Równoległe połączenia na każdej jednostce rzędowej są pożądane w glebogryzarkach pracujących na glebie z dużymi kamieniami lub na glebie pofałdowanej, ponieważ ten system połączeń umożliwia zespołom rzędowym poruszanie się po kamieniach lub nierównych powierzchniach bez przerywania dokładnego umieszczania nawozu na sąsiednich zespołach rzędowych - czytay w publikacji.

Oczyszczacze rzędów usuwają pozostałości z przedniej części trzonu uprawowego i dysków tworzących nasypy, pozostawiając czysty, uprawiany pas. Różni producenci stosują unikalne, zastrzeżone projekty, aby oczyścić uprawiany obszar. Oczyszczacze rzędów są zwykle montowane za redlicą tnącą i kilka cali przed trzonem uprawowym.

- Sprzęt do uprawy pasowej musi być zaprojektowany tak, aby dokładnie odmierzał i prawidłowo umieszczał odpowiednie ilości nawozów na uprawianych pasach. Możliwość stosowania jednego lub więcej płynnych, gazowych lub suchych nawozów jest ważną cechą konstrukcyjną sprzętu do uprawy pasowej - napisano w opracowaniu.

Trzon uprawowy penetruje i spulchnia glebę i zwykle jest wyposażony w rurkę wtryskową nawozu, aby umożliwić aplikację nawozów gazowych, płynnych lub suchych w postaci granulatu podczas uprawy pasowej. Głębokość orki zależy od rodzaju i warunków gleby oraz od rodzaju sadzonej rośliny.

- Tarcze do budowy skarpy są montowane z każdej strony i 6 do 8 cali za trzonem uprawowym. Talerze można zamontować tak, aby usypały pas w celu ułatwienia odpływu wilgoci i ułatwienia wysychania gleby na wiosnę lub, alternatywnie, zamontowane w celu utworzenia niewielkiego zagłębienia w glebie, aby złapać śnieg i deszcz, aby zwiększyć wilgotność gleby dla następnej uprawy - zauważają autorzy.

Kosze spulchniające są zamontowane za każdym trzonem, aby rozbijać bryły gleby i wygładzać powierzchnię gleby. Niektórzy producenci zamiast koszy kondycjonujących stosują gumowe uszczelnienia i koła do czyszczenia rzędów.

- Duże kępy prawdopodobnie wskazują, że gleba jest zbyt mokra do uprawy lub konieczne są regulacje sprzętu. Ważny jest jakiś system wygładzania gleby i rozbijania kęp, zwłaszcza jeśli uprawa pasowa jest wykonywana bezpośrednio przed sadzeniem. Wygładzanie uprawianych pasów jest mniej ważne, jeśli uprawa pasowa jest wykonywana jesienią, ponieważ zimowe warunki pogodowe naturalnie wygładzają glebę - czytamy.

Wszystkie podzespoły maszyn do uprawy pasowej są zwykle montowane na trzypunktowych zaczepach belki narzędziowej bezpośrednio do ciągnika lub montowane jako zespoły ciągnione z kołami. Konstrukcje typu pull są bardziej powszechne, ponieważ można ich używać z szerszymi jednostkami.

Wymagania dotyczące mocy i energii

Zapotrzebowanie na moc sprzętu do uprawy pasowej różni się w zależności od konstrukcji sprzętu, liczby jednostek rzędowych, zastosowanych komponentów, właściwości gleby, głębokości trzonu, warunków polowych i ustawień operatora.

- Zapotrzebowanie na moc do uprawy pasowej wynosi od 12 do 30 koni mechanicznych na jednostkę rzędową. Ponieważ jednak tylko około jednej trzeciej powierzchni pola jest uprawiane za pomocą sprzętu pasowego, zapotrzebowanie na energię jest mniejsze niż w przypadku konwencjonalnych systemów uprawy - zaznaczają autorzy.

Uprawa pasowa i nawigacja GPS

W publikacji zaznaczono, że dokładne prowadzenie sprzętu jest ważne przy uprawie pasowej oraz późniejszych operacjach sadzenia i opryskiwania, zwłaszcza na polach o nieregularnym kształcie, dlatego maszyny do uprawy pasowej można wyposażyć w znaczniki ułatwiające dokładne rozmieszczanie rzędów w każdym nowym cyklu na polu lub można korzystać z nawigacji w systemie globalnego pozycjonowania (GPS) bez znaczników.

- Zalecana jest dokładność pozycjonowania GPS większa niż 6 cali między przejazdami. Korekta różnic kinematycznych w czasie rzeczywistym (RTK) GPS jest zalecana do dokładnego pozycjonowania podczas uprawy pasowej - czytamy w dokumencie.

Produkcja roślinna z uprawą pasową wpływa na pozostałości w glebie

W badaniach prowadzonych w gospodarstwach rolnych przeprowadzonych w latach 2010-2012 w środkowo-zachodniej Minnesocie porównano cztery pełnowymiarowe systemy uprawy z różnymi poziomami resztek pożniwnych w płodozmianie kukurydza-soja. Badacze z University of Minnesota uwzględnili orkę dłutową z wiosenną uprawą pola, spulchnianie talerzowe z wiosenną uprawą pola, uprawę pasową jesienią i dwa przejazdy z płytkim narzędziem do pionowej uprawy roli.

- Rodzaj uprawy istotnie wpłynął na poziom resztek pożniwnych. Uprawa pasowa zachowała największe pokrycie resztkami pożniwnymi po kukurydzy i soi, podczas gdy pokrycie resztkami pożniwnymi było podobne w przypadku pozostałych trzech zabiegów. Na plony kukurydzy i soi nie miał wpływu rodzaj systemu uprawy, chociaż koszty były znacznie niższe w przypadku uprawy pasowej - napisali autorzy.

Wcześniejsze badanie przeprowadzone w 2004 i 2005 roku porównywało plony kukurydzy w 13 miejscach w południowej i środkowo-zachodniej Minnesocie dla orki dłutowej oraz wiosennej uprawy polowej, uprawy pasowej, jednoprzebiegowej wiosennej uprawy polowej i bez orki. Zabiegi uprawowe miały większy wpływ na plony kukurydzy w 2004 r., kiedy temperatury powietrza były niższe niż normalnie, niż w 2005 r., kiedy temperatury powietrza były wyższe niż normalnie.

Uśrednione w ciągu dwóch lat plony kukurydzy były podobne na polach zaoranych dłutem i pasowych. Wyniki te są takie same, jak te obserwowane w długoterminowych doświadczeniach z uprawą na małych poletkach w Waseca w stanie Minnesota, gdzie zaobserwowano bardzo niewielkie różnice w plonach między systemami uprawy.

W oddzielnym trzyletnim badaniu przeprowadzonym w latach 2006-2008 w południowej Minnesocie, naukowcy porównali plony soi przy orce dłutowej, uprawie pasowej i uprawie bezorkowej na polach, na których wcześniej uprawiano kukurydzę pasową. Rodzaj uprawy nie miał wpływu na plony soi w ciągu trzech lat. Świadczy to o wszechstronności soi w różnych systemach uprawy.

Wpływ na temperaturę gleby

Systemy uprawy pasowej usuwają pozostałości z powierzchni gleby nad łożem siewnym, co skutkuje temperaturami gleby podobnymi do konwencjonalnych systemów uprawy. Systemy bezorkowe pozostawiają resztki na powierzchni gleby nad łożem siewnym, a temperatura gleby jest często o kilka stopni niższa niż w glebie uprawianej.

- Badania przeprowadzone przez University of Minnesota Extension w południowej Minnesocie (DeJong-Hughes, Stahl) pokazują, że agresywna maszyna do uprawy pasowej może usunąć wystarczającą ilość pozostałości, aby promować ocieplenie gleby, podobnie jak orka odkładnicowa w ciągłej rotacji kukurydzy - zauważają autorzy publikacji.

W płodozmianie kukurydza-soja temperatury gleby były zbliżone dla pługa pasowego i dłutowego, a niższe dla bezorkowego

Przewaga temperatury gleby przy uprawie pasowej w porównaniu z uprawą bezorkową polega na tym, że pozwala ona na szybsze wschody i rozwój roślin. Ta zaleta jest zwiększona, gdy temperatura gleby jest niższa i zbliża się do dolnego progu kiełkowania nasion.

Na przykład wcześnie posadzona kukurydza pasowa lub soja prawdopodobnie wzejdzie szybciej niż kukurydza posadzona w systemie bezorkowym. Wcześniejsze zakładanie roślin zwykle zwiększa plon i jakość plonów poprzez wydłużenie wzrostu.

Wcześniejsze wschody i zakładanie drzewostanów sprzyjają również szybszemu zamykaniu się koron upraw, zmniejszając kiełkowanie nasion chwastów w połowie i pod koniec sezonu oraz zapewniając młodym roślinom większe szanse na zadomowienie się i odporność na choroby i insekty przy minimalnych uszkodzeniach.

Wpływ na wilgotność gleby

Uprawa pasowa oszczędza wilgoć w glebie, zatrzymując zimowy śnieg i zmniejszając utratę parowania i transpiracji (ryc. 6), co skutkuje większą dostępnością wilgoci w glebie dla roślin, szczególnie w późniejszym okresie wegetacji, podczas krytycznych etapów reprodukcji roślin. Rysunek 6 ilustruje dodatkową wilgotność gleby występującą przy uprawie pasowej w porównaniu z uprawą konwencjonalną (Overstreet i in., 2007).

Kiedy stosować strip-till

Na północnych Wielkich Równinach uprawa pasowa z zastosowaniem nawozów jest zwykle prowadzona jesienią, a następnie sadzenie wiosną. Uprawa jesienna daje czas na wygładzenie gleby w nasypie zimą i ogrzanie wiosną, gdy tylko pogoda na to pozwoli, przed sadzeniem roślin.

- Uprawa pasowa może być prowadzona wiosną w regionach o glebach gruboziarnistych i o niskiej zawartości materii organicznej. Badania przeprowadzone w 2007 roku na glebie gliniastej, wskazują na podobne plony między uprawą pasową jesienną i wiosenną - podkreślono w opracowaniu.

Praktyki uprawy pasowej w produkcji roślinnej

Badania wskazują, że uprawa pasowa dobrze sprawdza się w przypadku roślin uprawianych z 30-calowym rozstawem rzędów; jednak węższe odstępy między rzędami również działają, ale zarządzanie resztkami jest trudniejsze, gdy jest mniej miejsca na resztki.

Montowanie agregatów do uprawy pasowej na schodkowych listwach umożliwia przepływ resztek pożniwnych między agregatami do uprawy pasowej w węższych odstępach między rzędami. Uprawę pasową stosuje się przy uprawach rzędowych, takich jak kukurydza, buraki cukrowe, soja, sucha fasola i słonecznik.

Ogólne uwagi dotyczące nawozów

Zdaniem autorów publikacji, fosfor i potas można stosować pasmowo podczas uprawy pasowej. Łączenie fosforu i potasu pozwala na zmniejszenie dawki o jedną trzecią w porównaniu z rozsiewaniem na glebie o średniej lub niskiej testowalności (University of Minnesota Fertilizer Recommendations, 2001). Fosfor i potas można również stosować do upraw jako nawóz startowy z sadzarką.

Azot można również stosować przy użyciu sprzętu do uprawy pasowej. Jednak jesienne stosowanie azotu nie jest zalecane na bardziej piaszczystych, lżejszych glebach lub we wschodniej części stanu Minnesota. Azot można stosować jako nawóz startowy i dodatek w późniejszym okresie wegetacji.

Zalecenia i wskazówki douprawy pasowej

Wskazówki dotyczące zarządzania uprawą pasową:

• Dopasuj szerokość rzędów w uprawie pasowej do szerokości rzędów sadzarki.
• Pozostaw ściernisko kukurydzy w pozycji stojącej, aby uzyskać maksymalny ruch powietrza i mniej sklejania resztek. Zbuduj paski między poprzednimi rzędami upraw.
• W celu uzyskania jak największego nagrzania gleby i kontaktu nasion z glebą, uprawa pasowa powinna być prowadzona jesienią.
• W chłodniejszych, drobnoziarnistych glebach sprzęt do uprawy pasowej powinien oczyścić nasyp do mniej niż 10 procent pozostałości, aby gleba szybciej ogrzała się wiosną.
• W warunkach wysokiej wilgotności, jesienią buduj nasypy o wysokości około 3 cali, tak aby miały co najmniej 1 cal wysokości podczas sadzenia. W suchych warunkach nasypy można obniżyć, aby zebrać zimowy śnieg.
• Korzyści ekonomiczne uprawy pasowej są większe, jeśli stosuje się pasowanie nawozów fosforowych i potasowych z uprawą pasową.
• Unikaj zboczy o nachyleniu większym niż 7 procent bez konturowania; w przeciwnym razie na uprawianych pasach może wystąpić erozja gleby.

Publikacja: Uniwersytet Stanowy Północnej Dakoty, Uprawa pasowa do upraw polowych (AE1370, zmieniona w czerwcu 2017 r.) Publikacja wyjaśnia cele uprawy pasowej, opcje wyposażenia, badania i zastosowania do określonych upraw. Autorzy: John Nowatzki, Greg Endres, Jodi DeJong-Hughes, Dwight Aakre.

Masz pytania lub wątpliwości dotyczące tego artykułu?

Napisz wiadomość: [email protected]

Czekamy na kontakt z Tobą, Twój głos jest dla nas ważny.

Odmowa wsparcia dla hodowcy trzody chlewnej - kliknij tutaj, zapraszamy do lektury.