Железный динозавр: как не затоптать Землю

След динозавра. Фото: Greg Willis, commons.wikimedia.org

Полезное давление

Эту планету формируют травоядные – в особенности крупные. Мы склонны недооценивать их влияние, поскольку никогда не задумываемся: а откуда, собственно, в почве берутся питательные вещества, что необходимы растениям для нормального роста? С азотом все ясно: азотфиксирующие бактерии. Но что с фосфором – ведь ни в воздухе, ни в дождевой воде его и в помине нет. А выходов фосфатов на поверхность планеты не так много – и реки очень мало куда доносят вымываемые оттуда вещества. Без фосфора же растения вырастают уродливыми, низкими и с нарушенными формами, а иной раз – неспособными размножаться.

Справа – растения в бедной фосфором почве, а слева – растения того же вида, но после вноса фосфатных удобрений. Фото: Patrick Wall/CIMMYT, flickr.com

И тому есть хорошая иллюстрация. Около сорока тысяч лет назад предки австралийских аборигенов истребили на этом континенте всех крупных травоядных (кенгуру, чтобы вы знали, не весят и центнера). После этого местные почвы начали испытывать серьезнейший фосфородефицит. Поэтому в Австралии процветают растения типа эвкалиптов, переносящие дефицит фосфора, а вот обычная пшеница без фосфорных удобрений растет довольно плохо.

Почему мелкие травоядные, те же кенгуру, не могут заменить крупных? Чем больше желудок травоядного, тем большее количество видов растений он может эффективно (а не как козы, меню которых обширно, а вот переваривание неполное) переваривать, полноценно расщепляя даже целлюлозу, как это делают коровы или бизоны, за счет их многокамерных желудков. Именно поэтому кенгуру или даже северные олени могут поедать лишь 10–20 % видов растений в их зоне обитания, а овцебык или корова – до 80 % и более.

Если травоядное не будет съедать большую часть имеющихся вокруг него растений, то фосфор из зеленой биомассы со временем просто «уйдет в землю». Растение оставит ископаемые останки и не высвободит крайне важные для его же потомков микроэлементы. А вот если его съест крупное травоядное, то с его навозом фосфор и прочие элементы рано или поздно равномерно распределятся по округе.

Одно из важнейших звеньев в цепи перераспределения фосфора – огромное давление, которое большие животные оказывают на грунт. Например, давление на грунт от среднего мужчины массой 70–75 кг – примерно 0,55 атмосферного (~0,55 бара), от крупной лошади 550 кг – 1,7 атмосферного. А для аргентинозавра – его считают одним из самых тяжелых динозавров массой в среднем 80 тонн – оно составляло 2,8 бара. Современные слоны по удельному давлению не превосходят 2,4 бара – как легковой автомобиль.

Давление ноги «запечатывает» в почве тот фосфор, органику и прочее, что слон переносит с места на место, выполняя роль улучшателя почв. Один слон, «сделав свои дела», не будет тут же затаптывать экскременты в почву, побрезгует. Однако со временем оставленное им высохнет, и по нему пройдет другой слон. Тут-то и произойдет погружение оставленного в грунт – а уже оттуда вещества из навоза станут доступны и корням растений.

Механические динозавры

Серьезной проблемой современного хлебопашества стало то, что техника, используемая в поле, по массе постепенно приближается к аргентинозавру. Комбайны до 60 тонн – вполне реальны, и чисто экономически любовь к ним понятна. Чем тяжелее комбайн, тем больше зерна он может собрать за один проход. В сельском хозяйстве очень большая доля расходов – это зарплата работника. Три комбайна по 20 тонн смогут примерно столько же, сколько один комбайн в 60 тонн, но людей там будет сидеть втрое больше. Ясно, почему и агрохолдинги, и даже обеспеченные фермеры предпочитают технику покрупнее.

Но есть серьезная проблема. Аргентинозавр, как отмечают ученые, так или иначе не ходил прямо по зелени, которую ел. Эти животные передвигались по тропам или по низкой растительности, а сами предпочитали что-то повыше. Поэтому они «запахивали» экскременты – и свои, и чужие – в землю на тропинках, но не мешали жить корневой системе тех растений, которыми кормились.

Иначе обстоят дела с «механическими динозаврами» наших дней. Мы ведь не выращиваем пшеницу на деревьях: комбайны и идущие за ними грузовики для зерна ездят прямо по тому самому полю, где растет зерно. Исследователи по всему миру в связи с этим прямо говорят: на глубине 20 см в почве возникает «подошва», зона повышенного уплотнения, которую редко нарушают вспашкой (в большинстве стран мира глубже пашут редко). Плотная подошва не просто блокирует водный и воздушный обмен между слоями почвы. Она не дает дождевой воде насыщать нижние слои грунта, отчего та застаивается в верхних, легко испаряется и оставляет корни растений «жаждущими» влаги.

Воздух плохо поступает в зону ниже подошвы, а значит, аэробные бактерии ниже 20 см начинают вытесняться анаэробными. Те заметно хуже разлагают органику, и в результате корни растений получают меньшую долю запасенных в этой органике полезных веществ. Считается, что это снижает урожаи на 30–40 %.

При этом у «железных динозавров», то есть комбайнов и тракторов, нет никаких преимуществ от их высокого давления. Они не погружают им в землю ценный как удобрение навоз, поскольку техника этот навоз, в отличие от крупных травоядных, не производит. Более того: перемешивание слоев почвы сельхозтехника обеспечивает и так, даже при беспахотном земледелии запахивание остатков растений происходит (просто на считанные сантиметры, а не глубоко, с переворачиванием пласта плугом, как при традиционной вспашке).

В чем проблема повторить ДТ-75 на резине?

На первый взгляд, она решается легко. Нынешнее доминирование колеса в сельхозтехнике – всего лишь результат исторической привычки, не более. Трактора начали массово производить в США, а там было принято делать их колесными, благо поначалу их производили те же компании (Ford), что и автомобили. Ясно, что опыта с колесами у них было много, с гусеницами – мало, а, как и в любом деле, это означало, что колеса у них получались лучше гусениц, да и умственных усилий от инженеров требовалось меньше.

DeltaTrack 620DT, versatile-ag.com

Но это вопрос привычки технарей. Советский ДТ-75 производился еще 60 лет назад, и уже тогда он имел удельное давление ниже 0,45 бара. Для сравнения: типичная колесная сельхозтехника часто при езде оказывает на почву давление в 1,5–1,8 бара, то есть в 3–4 раза больше!

Конечно, ДТ-75 – очень старая конструкция, ограниченной мощности. Но и современные гусеничные трактора, типа, например, DeltaTrack 620DT (575 л. с.) вполне поддерживают давление в 0,45 бара.

Как ни странно, большая площадь сцепления даже не обрекает гусеничные тракторы на больший расход топлива: он примерно тот же, что и у колесных. Все потому, что колеса чаще пробуксовывают в грунте, особенно мокром. Гусеницы склонны к этому намного меньше, особенно «дельтавидные», как у DeltaTrack 620DT (на фото) и ему подобных. Меньшее «проскальзывание» снижает расход топлива при сельхозработах, а заодно и не создает лишних борозд на поле. Однако, несмотря на техническую возможность замены «динозавроподобных» сельхозмашин на щадящие, в реальности большинство тракторов и даже комбайнов колесные. Почему?

Аргументы за колесо

Производители шин для сельхозтехники – включая широкоизвестный бренд Firestone – несмотря на все вышесказанное, защищают использование колес на тракторах и комбайнах. Они упирают на то, что при прочих равных гусеничный движитель сложнее в производстве, чем колесный. А значит, цена его при покупке машины будет выше.

Что ж, это правда. Но более дешевая техника, которая ведет к падению урожайности на величину в 30 % – а выше мы уже отмечали, что это, к сожалению, вполне объективная цифра, – все же не самый мудрый выбор. Цена сельхозтехники в конечном продукте занимает меньшую долю, чем 30–40 %, – то есть в данном случае экономия себя не оправдывает.

Другая проблема гусениц, как ни странно, в правоприменительной культуре. На современных тракторах гусеницы обрезинены – потому что, если на них нет резины, они серьезно повреждают дороги (включая асфальтовые) даже небольшим пробегом, от поля к полю. А фермер едва ли будет нанимать колесный транспортер, чтобы перегнать трактор через дорогу.

Обрезинивание трактора со временем может разрушаться, и тогда гусеницы надо «переобувать». Не секрет, что часть фермеров могут махнуть на это рукой из ложно понятой экономии. Именно что «ложно понятой»: износ техники без резины ведь тоже возрастает. А кто уследит за тем, есть ли резина на гусеницах всех машин в бескрайних полях и весях крупной страны?

Беспахотное будущее = гусеницы

Особый поворот борьбе с переуплотнением почв придал идущий по всему миру процесс перехода к беспахотному земледелию. Впервые его придумал агроном Иван Овсинский, который еще в 1899 году выпустил книгу «Новая система земледелия». Овсинский настаивал: пахать землю вредно для долгосрочной урожайности, особенно в районах с жарким летом. Да, плуг «разбивает» верхний слой земли, но ниже паханного слоя он создает «подошву», которая… впрочем, выше мы уже описали действие этого процесса. Да и на иллюстрации ее вред вполне очевиден.

Иван Овсинский. ovsinsky.ru

По Овсинскому, землю надо обрабатывать не более чем на пять сантиметров в глубину, например, чтобы закопать в нее растительные остатки (ботву и так далее), которые, разлагаясь в почве, снабжают ее питательными веществами.

Взгляды Овсинского, по типичной для нашей страны невнимательности к рождающимся здесь идеям, предельно малоизвестны в России. Конечно, есть отдельные хозяйства, отказавшиеся от вспашки, обрабатывающие землю неглубоко (и, кстати, гусеничными тракторами, поскольку те создают меньшее давление на грунт). Но если вы спросите 90 % наших землепашцев о том, кто такой Иван Овсинский, они вам не ответят.

В западном мире беспахотное земледелие изобрели на сорок лет позже, но вот повезло ему там больше. К 2020 году его практиковали более чем на 200 млн гектар – что заметно больше всей российской пашни. И еще 15 лет назад эта цифра была в два с лишним раза меньше. Популярность «беспашни» растет и потому, что она требует меньше трат на гектар, и потому, что урожай при этом остается на прежнем уровне или даже растет.

Но есть нюанс: переход на беспахотное земледелие без отказа от техники с высоким давлением на почву не имеет смысла. Директор по развитию ГК «Альтаир» Дмитрий Кравченко комментирует ситуацию так: «В результате они [фермеры] продолжают уплотнять почву, и через несколько лет [после перехода на беспахотное земледелие] урожайность падает. В классической технологии основная обработка разуплотняет верхний слой почвы и компенсирует [ее] переуплотнение [сельхозтехникой с высоким удельным давлением] хотя бы раз в год. Хотите No-Till (система нулевой обработки почвы. – «ММ») – уберите уплотнение почвы».

Это действительно так. А ведь за беспахотным земледелием объективно будущее (в Штатах не пашут примерно половину «пашни», и доля эта продолжает расти). И переход к нему придется сопровождать заботой о том, как не «затоптать землю» новыми механическими аргентинозаврами. Иначе урожай с нее вряд ли нас обрадует.