Nowoczesne techniki siewu

W polskich warunkach do nowoczesnych technik siewu można zaliczyć uprawę w systemie uproszczonym (uprawa konserwująca), siew bezpośredni, uprawę pasową (strip till) i systemy z elementami rolnictwa precyzyjnego. Pewną odmianą uprawy strip till jest uprawa redlinowa (ridge till), która jest szerzej stosowana w rolnictwie amerykańskim. 

Wszystkie ww. metody siewu bazują na minimalnej uprawie gleby, bez odwracania gleby, tak jak jest w uprawie płużnej. Trzeba podkreślić, że te nowoczesne techniki siewu nie nadają się do wszystkich gleb i poważnym wyzwaniem jest zmiana maszyn i niekiedy ciągnika, a także nabycie wiedzy i umiejętności oraz związane z tym koszty inwestycyjne.

Siew w uprawie uproszczonej

W tradycyjnej uprawie gleby, z zastosowaniem pługa, następuje utrata próchnicy, zmniejsza się żyzność warstwy ornej i zwiększa się ryzyko erozji wietrznej. Ze względu na zmieniający się klimat, w celu złagodzenia skutków stresu suszy, zwiększenia zdolności kiełkowania nasion opracowano i zastosowano wiele nowych metod siewu. Sposób przygotowania podłoża pod siew zależy w dużej mierze od tekstury gleby, terminu siewu, rodzaju roślin, wielkości gospodarstwa i rodzaju maszyn stosowanych do prac polowych.

W nowoczesnym, zrównoważonym i konserwującym systemie uprawy gleba jest spulchniana i mieszana z resztkami roślin na całej powierzchni uprawnej lub tylko w wąskich pasach. Ważny jest sposób zbioru przedplonu, jego dokładne rozdrobnienie i równomierne rozrzucenie na polu. Głęboka uprawa bezorkowa stwarza stosunkowo jednorodne warunki glebowe w warstwie uprawnej na całym obszarze. Do powierzchniowego lub głębokiego spulchniania gleby oraz jej wymieszania z materiałem roślinnym mogą być zastosowane narzędzia takie jak kultywatory o zębach sztywnych, półsztywnych, brony talerzowe, głębosze lub maszyny z roboczymi elementami napędzanymi. Resztki roślinne są częściowo przykryte glebą lub pozostają na powierzchni gleby tworząc mulcz, który chroni glebę przed erozją wietrzną i wodną, zmniejsza parowanie gleby, zapobiega degradacji struktury gleby przed jej zniszczeniem, ogranicza wschody chwastów i sprzyja rozwojowi mikroorganizmów, zachowuje siedliska dżdżownic i entomofagów. 

Uprawa konserwująca jest szczególnie efektywna w suchych latach. Pola w tym stanie można obsiać różnymi metodami, ale w mulczu efektywnie pracują siewniki z redlicami talerzowymi, które dobrze rozcinają mieszaninę roślin i gleby, utrzymując nastawioną głębokość siewu. W tych warunkach mikroflory i mikrofauny właściwości fizykochemiczne gleby są zrównoważone, co przekłada się na stabilniejsze plony. Wydajność maszyn jest również większa i łatwiej jest dotrzymać optymalne terminy agrotechniczne i zasiać nasiona na większej powierzchni. W zależności od biologii roślin i metody uprawy możliwe jest wysiewanie rzędów o różnej szerokości w rozstawie regularnym i nieregularnym. Uprawę konserwującą można prowadzić przez rozdzielenie zabiegów lub ich połączenie z opryskami herbicydowymi o działaniu totalnym. Siew nasion wykonuje się często agregatami uprawowo-siewnymi z dozowaniem nawozów.

Siew bezpośredni

Siew bezpośredni jest radykalnym sposobem uproszczenia i polega na wysianiu nasion w glebę nieuprawioną i dlatego tę technikę nazywa się uprawą zerową. Zbiór roślin będącej przedplonem może być zrealizowany w technologii ze zbiorem słomy lub korzystniej z jej rozdrobnieniem i równomiernym rozrzuceniem cząstek słomy nie dłuższych niż 10 cm na powierzchni pola. Pozostawienie przykrytej słomą nieuprawionej powierzchni gleby skutecznie chroni ją przed erozją wodną i wietrzną, a nawilżona warstwa gleby jest grubsza w porównaniu z orką. Gleba jest również chroniona przed intensywnymi opadami deszczu. Kolejnym zabiegiem jest oprysk pola herbicydem totalnym, zawierającym glifosat, w celu zniszczenia samosiewów rośliny przedplonowej i chwastów. Do siewu nasion, łącznie z aplikacją nawozów konieczne jest zastosowanie specjalistycznego siewnika z dużym naciskiem na redlicę. Nasiona można wysiewać w uprawy ochronne, np. w gorczycę. 

Uproszczoną uprawę i siew bezpośredni można stosować na glebach będących w dobrej kulturze, strukturalnych oraz zasobnych w substancję organiczną i wapń. Siew bezpośredni pozwala na ograniczenie przesuszenia gleby i skraca czas zabiegu, poprawiając organizację pracy, zwłaszcza w większych gospodarstwach. Te techniki bezorkowe w mniejszym stopniu sprawdzają się na glebach zlewnych i nieprzepuszczalnych oraz na bardzo lekkich piaszczystych. Największą zaletą siewu bezpośredniego jest duża wydajność i mniejsze zużycie paliwa, ale często wiąże się to ze zmniejszeniem plonu, zwłaszcza w początkowym okresie przejścia z technologii orkowej na bezorkową, nim dostosują się mikroorganizmy do zmiany tekstury gleby potrzebny jest czas. Duża ilość resztek roślinnych, zwłaszcza trudniej rozkładającej się słomy na powierzchni pola może utrudnić precyzyjny siew, który jest wykonywany przy mniejszej obsadzie nasion, która również wpływa na zmniejszenie polonu w pierwszych latach stosowania nowej technologii. Uwalniane toksyny przy rozkładzie słomy na powierzchni pola mogą spowolnić kiełkowanie i początkowy wzrost roślin. Dlatego też, stosując siew bezpośredni należy dobrze planować zmianowanie roślin i ograniczyć w ten sposób występowanie chorób i szkodników roślin.

Uprawa pasowa, strip-till

Uprawa pasowa łączy zalety orki przez ogrzewanie i osuszenie gleby z ochroną gleby, gdyż spulchniane są tylko pasy gleby, w których wysiewa się nasiona. Dobrze nadaje się do upraw roślin rzędowych z rozwiniętymi korzeniami palowymi: buraków cukrowych, kukurydzy i rzepaku, ale może być stosowana do siewu soi, pszenicy, jęczmienia, gryki lub kapusty. Po zbiorze przedplonu słoma powinna być rozdrobniona i równomiernie rozłożona na powierzchni pola. W ten sposób gleba jest chroniona przed nadmiernym ogrzaniem i utratą wody. 

Uprawę pasową wykonuje się na głębokości 30-35 cm, a dozowanie nasion i nawozu odbywa się na różnej głębokości. W międzyrzędziach gleba nie jest spulchniona i ma zachowany podsiąk wody z głębszych warstw gleby. Proporcja pola spulchnionego do pola niespulchnionego wynosi około 1:2 lub nawet więcej. Rozkładające się resztki słomy, stanowiące naturalny nawóz, ograniczają parowanie i w zimę zatrzymują śnieg nawet na terenach pofałdowanych. W niespulchnionych międzyrzędziach zachowane są naczynia włosowate, którymi dostarczane są substancje płynne. Jednak warunki glebowe nie mogą znacząco faworyzować sąsiednich pasów, gdy pasy spulchnionej i nieuprawionej gleby są wąskie a szerokość międzyrzędzi są małe. Dlatego przy siewie ziaren zbóż rzędy roślin nie są rozmieszczone równomiernie. Odległość między sąsiednimi rzędami w pasie uprawianej gleby jest mniejsza (para rzędów w pasie), a między pasami jest większa. Jednak w porównaniu z tradycyjnym siewem rzędowym, siew parami zmienia parametry roślin i koron. Zmiana rozstawu rzędów przy zachowaniu tej samej gęstości siewu wymaga zmiany odległości między roślinami w rzędzie. Przestrzenne rozmieszczenie roślin wpływa na mikroklimat roślin. Warunki świetlne, skład spektralny światła – udział światła niebieskiego, czerwonego i dalekiej czerwieni – podlegają zmianom. Zmieniają się również warunki termiczne, wilgotność powietrza, wykorzystanie wody i składników pokarmowych gleby. 

Gęstość roślin i rozstaw rzędów będą zmieniać, m.in. wskaźnik powierzchni liści, pokrycie gruntu, średni kąt liści, przechwytywanie światła, wilgotność względną, biomasę, rozmieszczenie narządów i orientację liści roślin. Zmianie ulega również rozwój i struktura roślin, w tym składniki plonu oraz plon wyrażony różnymi wskaźnikami, takimi jak wysokość rośliny, rozkrzewienie, liczba kłosków w kłosie, liczba ziaren w kłosie, plon biologiczny, plon ziarna i słomy. Siew parorzędowy pszenicy lub jęczmienia w pasach uprawianych ma wpływ na koronę, której struktura i warunki wewnętrzne pozwalają na uzyskanie dobrych plonów, porównywalnych z uprawą bezorkową i siewem w rzędach o regularnych wąskich międzyrzędziach.

Technologia pasowa może być realizowana w dwóch niezależnych zabiegach agrotechnicznych, wykonanych w różnym okresie, podczas których może wprowadzany do gleby nawóz. W pierwszym zabiegu przygotowuje się spulchnienie pasów, np. jesienią, a w drugim siew nasion i nawozów oraz oprysk pestycydami, np. podczas siewu kukurydzy. Przy siewie rzepaku lub ozimin uprawę i siew można wykonać przy jednym przejeździe. Nasiona trafiają w wilgotną glebę, co przyspiesza wschody. Jeśli jest mało gliny i dużo piasku, wiosną również wybiera się opcję łączoną, w której spulchnianie przeprowadza się z jednoczesnym nawożeniem i siewem. Ilość nawozu i głębokość aplikacji jest zależna od składu gleby, gdyż na glebach lekkich substancje chemiczne mogą się przemieszczać do głębszych warstw gleby. W strukturach humusu i gliny możliwe jest wiązanie składników odżywczych. Przy rozdzieleniu zabiegów korzysta się ze wspomagania nawigacyjnego, zwłaszcza przy siewie zbóż, np. jęczmienia jarego. Siew nasion można wykonać płytko, nawet na głębokości 1-2 cm, a do utrzymania głębokości siewu wykorzystuje się koła kopiujące, a za rzędem wysianych nasion koła dociskające glebę, aby zwiększyć podsiąkanie.

W złożonej maszynie uprawowo-siewnej pierwszym elementem jest najczęściej ząbkowana tarcza przecinająca słomę, która jest swobodnie odsuwana na boki. W śladzie tarczy pracuje ząb z dłutem z węglików spiekanych, wyposażony w skrzydełka, który spulchnia strefę siewu i zapewniają czysty pas wilgotnej, pokruszonej gleby, wolnej od resztek roślinnych. Ząb jest wyposażony w kanał doprowadzający nawóz pasmowo umieszczany poniżej nasion, zapewniając wczesną dostępność składników odżywczych i szybki wzrost roślin. Nawóz jest efektywnie wykorzystany, gdyż aplikuje się go bezpośrednio pod korzenie roślin i jego ilość może być mniejsza niż w tradycyjnych technikach siewu. Za zębem spulchniającym pracuje koło zagęszczające zbyt silnie rozluźnioną glebę, usuwające kieszenie powietrzne. W tak zagęszczoną glebę zagłębia się redlica wysiewająca na nastawioną głębokość, którą można wyregulować w zależności od warunków glebowych i rodzaju nasion. Zespół redlicy wysiewającej jest zawieszony niezależnie od pierwszej sekcji spulchniającej, a głębokość siewu jest stale utrzymywana przez kolejne kółko ugniatające, usytuowane za redlicą wysiewającą. Reakcja redlicy wysiewającej i siłownik hydrauliczny wywierają nacisk na każde indywidualne kółko zagęszczające, zapewniając dokładne umieszczenie nasiona i dobry kontakt nasiona z wilgotna glebą w celu szybkiego i równomiernego kiełkowania nasion. 

Obrobiona i zagęszczona gleba szybko się nagrzewa, co dodatkowo poprawia warunki kiełkowania nasion. Nieobrobiona powierzchni między pasmami, bez zniszczonej struktury i systemu kapilarnego, sprzyjaja intensywnej cyrkulacji wilgoci do nasion, z resztkami roślin po zbiorze przedplonu, które zmniejszają parowanie, przeciwdziałają erozji wodnej i wietrznej i zatrzymują różne mikroorganizmy. Ściernisko między pasami dodatkowo chroni glebę przed przykryciem i erozją. W technologii jednoprzejazdowej zużywa się mniej paliwa i nakłady pracy są mniejsze. W warunkach suchej pogody siew w tej technologii i tak jest bardziej korzystniejszy w porównaniu do innych systemów, gdyż nasiono trafia w świeżą glebą, można go umieścić nieco głębiej, co zwiększa szansę na jego kiełkowanie w krótszym czasie.

W celu ułatwienia prowadzenia ciągnika stosuje się systemy jazdy równoległej, które przekłada się na mniejsze zużycie paliwa, nasion, nawozów, środków ochrony roślin oraz wykonanie prac w krótszym okresie. Jazda równoległa może dotyczyć ruchu agregatu po linii prostej lub względem konturu pola, gdy granica działki ma kształt krzywoliniowy. Pierwszy przejazd agregatem operator wykonuje wzdłuż konturu działki, który jest zapisywany w systemie sterowania. Możliwy jest przejazd agregatem w trybie określonego kąta względem kierunku północnego, koła lub w trybie połączonym linii prostej z konturem. Dostępna jest także funkcja automatycznego zawracania ciągnikiem.

Maszyny do siewu pasowego są oferowane, m.in. przez Mazuri (Anglia), Horsch (Niemcy), SLY (Francja), Dawn, Orthman, Remlinger, Schlagel (USA).

Zalety technologii siewu pasowego:

• gleby zachowują naturalną żyzność i są lepiej zabezpieczenie przed erozją wietrzną i wodną,
• ograniczenie rozprzestrzeniania się chwastów, w tym kostrzewy polnej,
• ochronę zasobów wody w glebie, ponieważ pozostałościami roślinnymi pokryte jest 2/3 powierzchni pola,
• łagodzenie wpływu ekstremalnych warunków pogodowych,
• możliwość wykonania podczas siewu nawożenia pod korzeń, na optymalnej głębokości,
• możliwość zastosowania środków ochrony roślin,
• oszczędność czasu i zużycia paliwa do 30% w technologii jednoprzejazdowej,
• oszczędność kosztów około 20%.

Wady technologii siewu pasowego:

• technika uprawy jest złożona i może być wdrażana przez wysokokwalifikowanych doradców,
• duże wyzwanie stanowią drogie i ciężkie maszyny i ciągniki o dużej mocy, np. agregat uprawowo-siewny o szerokości 3 m wymaga zastosowania ciągnika o mocy około 230 KM,
• zaleca się korzystanie z pomocy nawigacji satelitarnej, co pozwala na szybkie zlokalizowania wcześniej uprawianych pasów i rozstawu rzędów,
• technologia nie jest odpowiednia dla gleb mokrych lub wilgotnych,
• między rzędami roślin uprawnych często pojawiają się chwasty (perz, ostrożeń polny), choroby roślin oraz gryzonie. Czasami należy zmienić kierunek uprawy, aby dać odpocząć glebie w jednym miejscu, co nie zawsze jest możliwe,
• efekty ekonomiczne są niejednoznaczne, gdyż plonowanie roślin jest różne, mimo że nakłady i czas uprawy są mniejsze. W strategii maksymalnego plonu technologię pozytywnie weryfikuje się po uzyskaniu doświadczenia.

Uprawa redlinowa, ridge till

Uprawa redlinowa roślin jest podobna, np. do uprawy ziemniaków w redlinach lub marchwi, ale amerykańska ridge till jest trudniejsza. Nasiona wysiewa się co roku na grzbietach tych samych redlin. Aby było to możliwe siewnik jest wyposażony w specjalne redlice, które pracują głęboko i zapobiegają zsuwaniu się siewnika z grzbietów redlin. Siewnik może być wyposażony w system dwóch poruszających się po bokach redlin, a pojedyncze koło toczy się w środku międzyrzędzia. Podczas siewu nasion aplikowany jest nawóz, w formie płynnej lub gazowej, popularnej wśród Amerykanów oraz herbicydy. Za wady uprawy redlinowej można uznać konieczność synchronizacji rozstawu kół maszyn i ciągników nie tylko podczas siewu, ale także kombajnów do zbioru roślin, co przekłada się na podniesienie kosztów całej technologii. Technologia redlinowa ma kilka korzyści, które są związane z poprawą kondycji gleby, produkcyjnością oraz opłacalnością i dlatego znajduje uznanie wśród niektórych amerykańskich rolników.

Tekst: prof. dr hab. inż. Aleksander Lisowski, SGGW w Warszawie

Zdjęcia: Katarzyna Szulc