Протягом останніх 20 років вирощування овочів на фермі Tabacco Road у Лебаноні, штат Коннектикут, безперервно шукали шляхи поліпшення здоров'я та життєздатності культур і ґрунтів. Одним із цих шляхів була No-Till технологія.

У господарстві вирощують овочі на площі близько 3 га, з яких половина  ― закритий ґрунт, де виробництво не припиняється цілий рік. Інша частина — відкритий ґрунт, зайнятий культурами лише 6 місяців. Сівозміни дуже щільні, врожайність висока, тому інтенсивність виробництва вимагає ретельного догляду за ґрунтами. З цією метою дбайливо підбирали та застосовували протягом багатьох років різні поліпшувачі ґрунту, добрива, інокулянти та компост.

Через інтенсивність виробництва обробку ґрунту раніше здійснювали понад норму. Після цих операцій ґрунт мав тенденцію до утворення поверхневої кірки з плужною підошвою, яка завжди потребувала механічного руйнування. Розпушений шар ґрунту надто пересихав влітку, що призводило до потреби у зрошенні, а баланс повітря/вода у ґрунтах постійно знаходився під загрозою. Також відчувався дисбаланс мікрофлори, у тому числі грибкових та бактеріальних зв'язків, що призводило до високого вмісту азоту та калію, а також низького рівня кальцію, магнію та фосфору. Ці процеси провокували розростання таких бур'янів як Галінсога дрібноквіткова (Galinsoga parviflora) разом із впливом грибкових захворювань.

Для обмеження пошкодження ґрунту стабільно скорочувалася обробка протягом багатьох років. Спочатку ми перейшли на чизельну оранку і неглибоке рихлення поверхневого шару. Потім обробляли лише боронами: дисковими, пружинно-зубчастими та кільчасто-шпоровими катками.

Застосування no-till почалося з експерименту на скошених однорічних покривних культурах під час цвітіння. Воно мало невеликий успіх через труднощі застосування у нашій інтенсивній виробничій системі, а також були проблеми зі слимаками. Ми почали шукати альтернативи.

No-Till: Комбінування підходів

Заходам із поліпшення застосування no-till сприяв широкомасштабний аналіз ґрунту та його складових, а також традиційні біодинамічні підходи. Реальний поштовх до no-till дали рекомендації корейського природного землеробства (KNF). KNF прославилось використанням культур мікроорганізмів (ІМО). ІМО передбачає активне вирощування організмів, які живуть у ґрунті,  здебільшого грибкових. Мікориза грибів зазвичай цілком пошкоджується внаслідок розпушуючої дії ґрунтообробних знарядь, тож будь-яка обробка виключається.

Складна технічна система, що сприяла збільшенню урожаю, включає шляхи усунення попередніх чи покривних культур і подрібнення їх залишків, стримування бур'янів і досягнення вільної поверхні ґрунту. Поля, де цю систему вводили у дію, були родючими, мали незначну кількість багаторічних бур'янів, хоча раніше було багато однорічних. Коли це доречно, ми використовуємо обробку ґрунту механічними методами для введення поля у цю систему. Це такі операції як оранка та дискування, потім формування гряд для встановлення технологічних колій, після цього чизельна обробка, культивація та коткування. Додатково можливі проходи культиваторами та зубовими боронами, що знищують сходи бур’янів. 

Читати за темою: Іван Коваль: no-till дозволяє фермерам суттєво заощадити

Після цього можна посіяти однорічні покривні культури, це дає полю можливість відновитись після такого втручання. Маємо надію, що не будемо повертатися до класичної обробки ґрунту, але перед тим, як увійти у no-till, важливо правильно підготувати землю. Обробка ґрунту передбачає руйнування плужної підошви, повне усунення багаторічних бур'янів і внесення деяких необхідних добрив.

З метою обмеження пошкодження ґрунту механічну обробку скорочували протягом декількох років. Щоб розпочати підготовку ґрунту до посіву, необхідно знищити наявну рослинність. Це досягається найчастіше за допомогою косарки, встановленої спереду на двоколісний трактор. 

Найкраще використовується роторна косарка, якщо ми хочемо швидкого розкладання подрібнених решток, або косарка-плющилка, якщо потрібне повільне розкладання скошеної трави.

Роторна косарка, що по суті є важкою газонокосаркою, має достатню потужність для видалення скошеної трави разом із насінням бур’янів. Проте, якщо бур’яни невеликі, краще залишити рештки на поверхні ґрунту, це сприяє відновленню родючості і блокує проростання насіння бур'янів.

Для подрібнення можна використовувати ручні інструменти, такі як мачете, коса і серп. Вони повинні бути гострими, але очевидно вони є набагато повільніші, ніж косарка. Низькорослі бур'яни з насінням виполюють і видаляють за необхідності.

Соляризація

Коли проростання бур’янів зменшується, ослаблені рослини скошують, бур’ян може відрости з кореня. З травня по вересень боротьба з бур’янами здійснюється шляхом соляризації, за допомогою прозорого пластику.

Пластик закріплений мішками з піском уздовж сторін приблизно кожні 20 футів (6 м ― прим. ред.), це важливо для обмеження доступу повітря під накриття, так залишкова кількість бур’янів зменшується до відносно низького рівня. Одного чи двох днів сонячної погоди, приблизно плюс 75 °F (+24 °С ― прим. ред.) зазвичай достатньо, але залежно від умов, трохи нижчі температури можуть працювати також добре.

Соляризація швидко знищує будь-яку однорічну рослинність, однак багаторічні кореневища доволі стійкі до такої короткої соляризації, їх видаляють вручну.

Температура поверхні ґрунту збільшується приблизно на 50 °F (28 °С) відносно температури повітря, таким чином 80 °F (+27 °С) вдень може дати температуру поверхні ґрунту 130 °F (+54 °С). Ця температура істотно падає на глибині 1 дюйм (2,56 см) приблизно на 10 °F (5 °С), тож все-таки пошкодження біології ґрунту мінімальне. Пластикові листи знімають з поля по можливості якнайшвидше, щоб уникнути пошкодження ґрунту.

Раніше часто використовували пластик із високих або низьких тунельних накриттів, хоча великі аркуші 4-міліметрового будівельного пластику також можна застосовувати.

Цими листами накривають великі ділянки, почергово розкладаючи в певному порядку. Для прикладу, ми можемо скосити чверть акра (0,1 га) покривних культур, соляризувати протягом двох днів, а потім скосити наступну чверть акра і пересунути листи.

Протягом холодніших місяців, коли сонячна енергія неефективна, коріння виполюють за допомогою дуже гострих широких сап (рал) трохи нижче лінії ґрунту. У цьому випадку коріння часто є просто рослинним залишком, слабке і легко виполюється. Не зимуючі покривні культури, такі як овес та горох посівний, також можна використовувати для раннього висівання овочів.

Інша практика, що також використовується для пригнічення бур’янів, це скошування з укриттям коріння вільним від бур'янів компостом і подрібненою мульчею.

Коли попередня культура скошена, наступним кроком буде застосування компосту без бур’янів, якщо це необхідно. Приготування цього компосту є відносно легким, оскільки відбувається на поверхні ґрунту, що забезпечує гнучкість у процесі розкладання.

Цей компост проходить довгий шлях до того, поки перегниє насіння бур'янів і утвориться біологічно поживний ґрунт. Компост готують з високовуглецевої сировини, що містить велику кількість кремнезему (силікатів) та інших доданих мінералів і робить його сприятливим для розвитку грибів. Використовують біодинамічні препарати. 

Основними інгредієнтами є: деревна тріска, гній великої рогатої худоби, чисті від бур’янів залишки з ферм, овочеві відходи, листя, стара тирса, базальтовий пил (дроблена гірська порода з місцевого кар'єру), глинисте підґрунтя і такі мінерали як гіпс, тальк, гашене вапно, морська сіль, сірка, сульфат цинку і невелика кількість бору, молібдену і кобальту. Високий відсотковий вміст деревної тріски, скажімо, близько 40%, є хорошим  допоміжним засобом у пасивній аерації куп, що знижує потребу у рихленні.

Купи переворушують кілька разів, потім наносять на поверхню поля з тачок, для значно більших полів, компост розкидається прямо з кузова пікапа або гноєрозкидача, який має широкий захват.

Оскільки компост наносять на поверхню поля, більші обсяги вуглецю у різних формах є доступними і корисними в наших умовах. У перший рік переходу на no-till ми використовували 1-2-дюймовий (2,5- 5 см) шар компосту, який наносився на поверхню ґрунту. Зараз звичайним є застосування шару товщиною близько ½ дюйма (1,25 см ). Застосування компосту однозначно дає кращу схожість насіння, адже більшість насіння висівається врозкид, хоча компост не є необхідним при кожному посіві.

Після застосування компосту інокулянт часто вносять на поверхневий шар. Він є у формі ІМО, що культивується з лісових мікробів з околиць ферми. Методика ― з посібників Корейського природного фермерства, запозичена раніше у компанії Acres USA.

Цей інокулянт по суті є компостом, збагаченим міцелієм,  і значно сприяє підвищенню грибкової та мікробної активності. Компост й інокулянт дуже чутливі до пересихання і повинні обережно вноситись ― часто це роблять в кінці дня, одночасно із сівбою, зрошенням і покриттям мульчею. Інокулянт також вносять через зрошення по листю, а іноді інокулянт взагалі не застосовують, залежно від культури і можливостей.

Насіння часто висівають вручну на поверхневий шар. Це необхідно зробити дуже обережно, щоб отримати рівномірні сходи. Для цього ми визначаємо кількість насінин на одиницю площі при відповідному міжрядді. Посів врозкид дозволяє максимально розподілити рослини по полю, що підвищує загальний фотосинтез, допомагає живити ґрунт і збільшувати врожайність, а також пригнічувати зростання бур'янів.

Культури та покривні культури також можна посіяти в будь-який час, оскільки поверхня ґрунту здебільшого не містить бур'янів. Це дозволяє комбінувати культури, які також можуть підвищити активність ґрунту та врожайність. Цей спосіб сівби покривних культур у вільне від бур'янів поле дуже корисна.

Деякі культури все ще висівають у рядки, зроблені за допомогою сап, щоб розривати борозну через шар мульчі. Сіяти можна з використанням ручної сівалки чи вручну. Часто це роблять для крупно-насінних культур, таких як кукурудза та боби. При посадці вручну насіння краще проростає, якщо його заробляють у поверхневий шар ґрунту протягуванням ланцюгів, прикріплених до бруска подібно до ланцюгової борони, але більш гнучких.

Коліщата для прикочування - це звичайні коліщата до зернових сівалок, придбані у компанії Agri Supply Company, недорогі. Прикочування відбувається в один бік по довжині гряд, а потім назад в іншу сторону, це дуже швидко й ефективно.

Читати за темою: Тріумф сімейного фермерства або як відроджувалось сільське господарство в Америці

Можна також використовувати граблі з прямими зубцями, але це не так швидко і ефективно. Інший інструмент, який іноді використовують для крупного насіння ― садовий культиватор, який нагадує ручний роликовий розрихлювач. Садовий культиватор вносить насіння глибше в ґрунт перед прикочуванням.

Крім того, іноді застосовують валок, який сприяє підвищенню контакту насіння з ґрунтом, хоча часто прикочування валком відбувається після наступного кроку ― мульчування. Повний процес від збирання до посіву зазвичай відбувається протягом одного-двох днів. Це дає змогу отримати більш високі врожаї та закривати ґрунт паростками нової культури, таким чином посилюючи біологію ґрунту.

Мульчування та зволоження

Після заробляння насіння в ґрунт розкидають мульчу для накривання. Вона  сприяє проростанню насіння, а також знижує ріст бур'янів, захищає компост й інокулянт, забезпечує живлення для мікрофлори ґрунту.

Мульча ― це подрібнене сіно, солома, деревна тріска та/або листя. Тюки соломи, сіна, а іноді й листя, пропускають через подрібнювач тюків, щоб зробити хороший матеріал, який легко розсипається і не перешкоджає проростанню.

Неподрібнені тюки також можна цілком використати. Сіно краще брати від першого укосу, воно містить менше голівок бур’янів і є більш вуглецевовмісним матеріалом, ніж сіно пізнього укосу. Поява насіння бур'янів і нижчий рівень вуглецю робить його менш придатним матеріалом для мульчування.

Солома, яку використовують, також повинна бути вільною від зерна, також сіно і солома не повинні містити залишків гербіцидів.

Подрібнене листя навіть краще, як матеріал для мульчі, оскільки воно практично не містить насіння бур'янів, має високий вміст вуглецю і найбільше підходить для живлення ґрунту.

Його набагато важче обробляти навалом, хоча легше використовувати сухим. Вологе листя має схильність до злежування, що затримує проростання.

Частково розкладене листя, не вкрите землею, успішно використовувалина деяких культурах. В даний час суміш соломи і листя з невеликою кількістю деревної стружки, домішаної після подрібнення, є найкращим вибором для мульчі. Ці матеріали слід обережно використовувати у належній пропорції. Так, наприклад, кількість мульчі для посівів дрібнонасінних культур менша, ніж для таких культур як картопля. Мульча охолоджує ґрунт, що є корисним протягом літа, але може уповільнити проростання в прохолодніші місяці, тому іноді не застосовується для зимового виробництва.

Читати за темою: Ноу-тіл дозволяє зекономити 37% затрат — експерт

Ми також успішно експериментували з укладанням шару в 1 фут (30 см) чи більшого, свіжоскошеної трави для знищення вогнищ пирію в кабачках.

Відразу після посіву або посадки площу зрошують. Це дає культурі перевагу над будь-якими можливими бур'янами і допомагає зберегти компост й інокулянт. Перед мульчуванням можна зрошувати, оскільки для насичення та проникнення в суху мульчу потрібно значно більше води. Однак просочена мульча чудово забезпечує потреби утримання вологи. Часто це стає єдиним зрошенням, необхідним для  отримання врожаю, через величезну користь від no-till і мульчування для утримання води ґрунтом. Якщо культура потребує додаткового підживлення, то рідкі поживні речовини можна застосовувати шляхом зрошення. Специфічні компости також використовують як частину мульчі.

Контроль бур’янів

Без обробітку ґрунту бур'яни значно менше схильні до проростання, адже умови не сприяють їхньому росту. Ця система також заглиблює насіння бур'янів, і з дотриманням технології цей контроль з кожним роком покращується. Однак деякі бур'яни все ще прослизають, тому їх треба одразу видаляти. Оскільки ґрунт мульчують, а культури висівають вручну, прополювання зазвичай є неможливим. Тож інструментом для видалення бур’янів є зубчастий ніж для бур’янів, придбаний у Johnny’s Selected Seeds, хоча зубчастим ножем для стейків також можна працювати.Їх використовують для зрізання однорічних бур'янів трохи нижче лінії ґрунту. Підрізання ножем бур'янів досить легке і не порушує ґрунт, що є корисним для будь-якої сусідньої культури.

Корені багаторічних бур'янів потрібно видаляти, тому їх або виривають вручну, або викопують садовим совком чи дренажною лопаткою. Якщо бур'ян почав утворювати насіння, його видаляють з поля.

Найбільший виклик для цієї системи полягає у потенційному нарощуванні багаторічних бур'янів, тому треба приділяти увагу для їх усунення. Багаторічні бур'яни загалом не настільки швидкорослі, як однорічні бур'яни, тому вони часто становлять менш пряму конкуренцію культурам. Їхня сила, однак, полягає в їхній стійкості! Осот польовий, пирій і щавель кучерявий є найбільш відомими бур'янами в даний час. У минулому році частина поля вимагала обробітку ґрунту через пирій.

Багаторічні бур'яни часто не терплять ретельного, дбайливого обробітку ґрунту, тому техніка для обробки ґрунту готова до дії за необхідності. Однак загалом структура ґрунту поліпшилася до такої міри, що багато коренів багаторічних рослин тепер можна витягнути просто вирвавши рослину.

Контроль слимаків та структура ґрунту

Іншими потенційними загрозами є слимаки, особливо для весняних посадок. Умови, коли є високі залишки вологи, можуть стимулювати розвиток слимаків, тому зрошення застосовують обережно, щоб не тримати ґрунт/мульчу вологим протягом тривалого часу. Мульча може бути розподілена протягом цього періоду. Успішними методами «просушування» ділянки є: рихлення поверхневого шару, правильний дренаж і усунення слимаків шляхом соляризації великих ділянок.

Для проблемних ділянок на поверхню ґрунту при сівбі наносять порошок, який відлякує слимаків. Це суміш із приблизно 40% тальку (силікат магнію), 40% діатомової землі (силікат кальцію) і 20% гашеного вапна. Ці речовини знищують слимаків і також підвищують ріст культур. Примітка: за потреби після дощів засіб застосовують повторно.

Особливо потрібно уникати буйного росту рослин від надлишку азотного живлення. Вирощування стійких, витривалих рослин шляхом правильного підживлення має найбільшу користь. Прикладом може слугувати позакореневе застосування речовин для «загартування», наприклад, розчину оцту у воді 1:300.

Читати за темою: Ніл Кінсі: нагодуйте ґрунт, щоб він нагодував ваш врожай

В цілому система значно покращила біологічну активність і різноманітність ґрунтових організмів. Зростання популяції черв'яків очевидне, так само, як і значно поліпшена капілярна структура ґрунту. Також очевидна грибкова активність, присутня велика кількість міцелію разом із грибами. Помітно поліпшились водні характеристики ґрунту, включаючи велику користь від правильного всмоктування з нижніх рівнів ґрунту, що допомагає зберегти зволоження ґрунту протягом усього сезону, а також краще осушення, утримання води і просочування.

Ґрунтове дихання також збільшилось завдяки здатності ґрунту дихати через ґрунтові капіляри, тоді як надлишок оксигенації від обробки ґрунту зменшився. Температура ґрунту є більш стабільною, залишаючись холоднішою в літню спеку і теплішою в зимові місяці.

Структура ґрунту не розпилюється через обробіток ґрунту, а ерозія зменшується через мульчування та постійне рослинне покриття. Теоретично відбувається краще зберігання й контроль поживних речовин.

Спостерігається значне зниження кількості шкідників і хвороб, зокрема сильно скоротилась популяція хрестоцвітної блішки, відсутня капустяна муха у брукві й ріпі, немає втрати капусти від чорної гнилі та значно зменшились хвороби листя черемші. Хоча потрібно трохи більше зусиль для підготовки ґрунту і створення відповідного компосту, з’являється велика економія завдяки значно вищим врожаям, різкому зменшенню контролю бур'янів, зниженню зрошення (включаючи зникнення необхідності в системі крапельного поливу), а також значному скороченню часу роботи трактора.

Культури також завжди висаджують вчасно, оскільки ґрунт ніколи не є «занадто вологим» для роботи. Все це призвело до більш високих врожаїв і показників якості. Культури навіть стали більш солодкі та ароматні; нетоварних плодів стало дуже мало; підвищилась якість зберігання, а клієнти відзначили й оцінили життєздатність сільськогосподарських культур.

Система виявилася досить економічно корисною на нашій фермі, її успішно перейняли інші фермери в нашому регіоні. Низький рівень механізації є привабливою вигодою для фермерів-початківців поряд із інтенсивністю виробництва і високими врожаями. Це дає засоби до існування господарствам із невеликим земельним банком, невеликими початковими капіталовкладеннями.

Читати за темою: Проведення посівної за технологією Ноу-тіл

Ці технології також добре підходять для значно масштабніших площ. No-till система працює у більш гармонійному поєднанні з природою, що стало вкрай важливим для успішного виробництва овочів.

Зі змінами навколишнього середовища, які відбулися, стало набагато важче вирощувати овочеві культури, ніж це було 20 або 30 років тому. Вплив нестійких погодних умов і токсинів навколишнього середовища великий. У нашому регіоні ми стикаємося з сильними кислотними дощами та іншими забруднюючими речовинами в опадах. Це пошкодило біологію ґрунту та змінило родючість наших ґрунтів. Очевидно, що люди повинні тепер адаптувати свої сільськогосподарські практики, щоб вижити. Це призвело до більш гармонійних відносин із природою з точки зору нашої сільськогосподарської практики, оскільки старі системи виробництва просто не працюють добре.

© Брайан О'Хара. Ця стаття була опублікована у випуску Acres USA у жовтні 2016 року.