Минимизация обработки почвы
Обработка почвы является одним из самых сильнодействующих факторов на его физико-химические свойства. Чрезмерная интенсификация обработки почвы, особенно повсеместное применение глубокой вспашки, привело к ухудшению его физико-химических свойств, разрушение структуры, усиление эрозионных процессов. Эти и другие обстоятельства вызвали необходимость поиска путей уменьшения механического воздействия на почву - мини-мализации его обработки.
Теоретической основой минимализации обработки почвы является положение сельскохозяйственной науки о влиянии человека и природных факторов на почвенные процессы, плодородие почвы и требования культурных растений к почвенной среды. Наукой установлено, что чрезмерная интенсивность обработки ускоряет разложение гумуса в почве, приводит к увеличению потерь питательных веществ, распиловка почвы, рост угрозы эрозии. Неодинаково реагируют на плотность почвы отдельные культуры. Лучше переносят повышенную плотность зерновые и хуже - пропашные культуры, особенно корене- и клубнеплоды.
В условиях разного увлажнения на почвах одного и того же отмены параметры оптимальной плотности строения для отдельных сельскохозяйственных культур меняются. Так, по данным Института земледелия УААН, в годы с нормальным и недостаточным увлажнением на дерново-подзолистой середньосуглинкових почве оптимальная объемная масса пахотного слоя для ячменя составляет 1,2-1,25 г / см 3, а в годы с повышенным увлажнением - 1,1-1,2 г / см 3. Это объясняется изменением водно-воздушного режима почвы при различных метеорологических условиях. При высокой обеспеченности растений элементами питания уменьшается негативное влияние плотности строения почвы на урожай сельскохозяйственных культур.
Под действием внешних условий разрыхленный почву через некоторое время уплотняется, а чрезмерно уплотненный саморозпушуеться, то есть приобретает такого состояния, когда его объемная масса становится постоянной, присущей только определенному почвы (равновесной). Величина ее зависит от гранулометрического состава почвы, содержания в нем гумуса и тому подобное. Для черноземов равновесная объемная масса в среднем составляет 1,1-1,25 г / см 3, суглинистых дерново-подзолистых почв - 1,35-1,4, супесчаных и песчаных - 1,5-1,6 г / см 3. Чем меньше разница между оптимальной и равновесной объемной массой почвы, тем менее интенсивный обработку надо применять. К таким почв относятся черноземы с хорошими физико-химическими показателями, окультуренные суглинистые почвы с содержанием гумуса более 3,5% и почвы легкого гранулометрического состава. Тяжелые по гранулометрическому составу бесструктурных почвы, равновесная объемная масса которых превышает оптимальную, следует обрабатывать чаще.
Большое значение в теории механической обработки имеет и скорость перехода почвы из предоставленного ему состояния к равновесному. Важным показателем является и критическая плотность почвы, при которой начинают складываться неблагоприятные условия для растений. Именно она, по-видимому, будет наиболее объективным показателем необходимости обработки почвы, если он не будет спричинюватися другими факторами (распространением сорняков и т.д.).
В. П. Гордиенко (1991) предложил формулу для определения критической плотности строения почвы:
где Р к - критическая плотность строения почвы, г / см 3; d - удельная масса почвы, г / см 3; w - влажность,% от массы почвы.
Этой формулой можно пользоваться для расчетов критической плотности строения при любой влажности и для любых почв.
Учитывая разнообразие почвенно-климатических условий, в нашей стране выделяют три большие зоны, в которых можно эффективно применять минимальная обработка почвы: первая включает черноземы с высокой водоупорность почвенной структуры, близкой к оптимальной плотностью строения почвы, с оптимальной пористостью и водопроницаемостью и другими физическими свойствами; вторая - серые лесные, темно-каштановые почвы со средней водоупорность структуры; третья - дерново-подзолистые, светло-каштановые и другие почвы легкого гранулометрического состава.
Минимальная обработка необходимо применять в первую очередь на черноземных, каштановых и хорошо окультуренных почвах с благоприятными для растений агрофизическими свойствами, а также на чистых от сорняков полях или при систематическом применении гербицидов, что позволит уменьшить обработку почвы и этим сохранить почву от эрозии, обеспечить накопление влаги и увеличить плодородие.
Минимизация обработки почвы имеет важное экономическое и организационно-хозяйственное значение. Она дает возможность уменьшить количество энергетических средств и трудовых ресурсов, равномерно использовать тракторный парк в течение года при сокращении общей потребности в тракторах и увеличении их нагрузки, способствует удешевлению растениеводческой продукции.
В последние годы в связи с насыщением сельского хозяйства тяжелой техникой, многократный проход которой по полю приводит к сильному уплотнению почвы и резкого снижения плодородия, большая работа ведется по использованию всех возможностей для минимизации его возделывания. В конце восьмидесятых годов прошлого века по интенсивным технологиям количество механических обработок почвы под кукурузу и подсолнечник достигала 13-15, а под сахарную свеклу - 20-22.
Применение тяжелых почвообрабатывающих машин, орудий и транспортных средств при существующей многооперационной технологии выращивания культур приводило к чрезмерному уплотнению почвы под действием ходовых систем и ухудшение его агрофизических свойств, а следовательно, и к снижению урожая.
Степень уплотнённости почвы ходовыми системами тракторов и другой сельскохозяйственной техники зависит от типа машин, их массы, количества проходов по полю и свойств почвы. По уровню уплотнительной воздействия на почву тракторы размещают в следующем порядке: ДТ-75 <МТЗ-52 <ЮМЗ-80 <МТЗ-82 <ХТЗ-121 <ХТЗ-161 <<ХТЗ-172 <ХТЗ-150К <К-700. Вследствие уплотнения влажной почвы уменьшается его водопроницаемость, переувлажняются верхние слои и усиливается водная эрозия; при высушивании уплотненного грунта на его поверхности образуется почвенная корка, которая затрудняет газообмен.
Особенно сильно переущильнюеться почву при повышенной влажности. Чтобы предотвращать это явление, следует обрабатывать почву при физической спелости, которая находится в интервале влажности черноземных почв 15-24%, дерново-подзолистых - 12-21, серых лесных - 15-23%. На всех типах почв обработку проводят при влажности не выше 65-70% НВ. По рекомендациям ученых, допустимые пределы нагрузки на влажную почву (60% НВ) при ранневесеннем бороновании должны составлять 0,3-0,4 кг / см 2, в период предпосевной обработки - 0,5-0,6, а при зяблевой обработки - не выше 1,0-1,5 кг / см 2.
Особенно сильно уплотняются дерново-подзолистые и серые лесные почвы глинистого и суглинистого типа. Устойчивы против уплотнения черноземы. Однако под влиянием тяжелой техники они также переущильнюються, что затрудняет развитие корневой системы растений и увеличивает сопротивление почвы при обработке. По следам гусениц трактора сопротивление почвы во время пахоты увеличивается до 25%, а по следам тяжелых колесных тракторов и автомобилей - до 45-65%. В этих местах увеличивается брилистисть пашни, что приводит к неравномерному заделки семян и зиження его полевой всхожести.
Установлено, что для условий нашей страны при основном обработки черноземов типичных тяжелосуглинистых давление ходовых систем тракторных агрегатов не должен превышать 0,80-0,1 МПа, а во время сева и в условиях орошения - 0,04-0,06 МПа; дерново-подзолистых суглинистых почв при влажности 25-30% - 0,075 МПа, +1721 - 0,125; 8-12% - 0,15 МПа.
Чтобы уменьшить количество проходов по полю тяжелой техники при подготовке почвы, следует использовать широкозахватные агрегаты, сочетая несколько технологических операций в одном рабочем процессе, не проводить обработку при переувлажненном почве.
Применение высокоэффективных гербицидов дает возможность сократить количество механических обработок как средства борьбы с сорняками при уходе за парами, пропашными культурами.
В экологическом земледелии минимизацию обработки почвы следует рассматривать как важное условие сохранения потенциальной и повышения эффективной ее плодородия, а также защиты почвы от эрозии, улучшение гумусового баланса, уменьшение непроизводительных потерь питательных веществ и влаги. Кроме того, она обеспечивает сокращение сроков выполнения полевых работ и уменьшения затрат энергоресурсов.
В нашей стране наметились следующие основные направления минимализации обработки почвы: замена вспашки безотвальной, сокращение количества и глубины зяблевой, предпосевной и междурядной обработок почвы в севообороте при использовании гербицидов для борьбы с сорняками; замена глубоких обработок поверхностными и мелкими, особенно при подготовке почвы под озимые культуры, с использованием широкозахватных культиваторов, чизели, плоскорезов, тяжелых дисковых борон, лущильников, фрез, которые обеспечивают высококачественный обработку за один проход агрегата; сочетание нескольких технологических операций и мероприятий в одном рабочем процессе путем применения комбинированных ґрунтооброблювальних и посевных агрегатов; уменьшение обрабатываемой поверхности поля, внедрения полосового (путевого) предпосевной обработки при выращивании пропашных культур и использования гербицидов; применение прямого сева.
Минимальная обработка почвы необходимо применять в первую очередь на черноземных, каштановых и других типах хорошо окультуренных почв с благоприятными для растений агрофизическими свойствами, а также на чистых от сорняков полях или при систематическом использовании гербицидов.
Важнейшие и общие для всех зон условия эффективного применения минимальной обработки - высокий уровень агротехники, четкая технологическая дисциплина на полях, проведение всех полевых работ в оптимальные сроки и высококачественное, широкое использование эффективных мер защиты растений, применения удобрений с учетом запланированного урожая и высокая техническая оснащенность хозяйства .
Для проведения качественного предпосевной обработки почвы за один проход агрегата используют комбинированные машины типа АКП-2,5, АКП-5, "Агро-5" АРП-3, КС-4,5, РВК-3,6, РВК-5,4 , АКР-3,6, КФХ-3,6, "Европак-6000" "Резидент" и др. С целью лучшего крошение почвы и выравнивания поверхности пашни плуги оборудуют приспособлениями ПВР-2,3, ПВР-3,5 и др. Для сочетание предпосевной обработки почвы, внесения удобрений, посева зерновых культур и прикатывание почвы используют комбинированные ґрунтооброблювальни посевные агрегаты типа КА-3,6, КФС-3,6, а также стерневые сеялки СЗС-2, И М, СТС-2,1, МИД-2,1л, СТС-6 и др. При выращивании пропашных культур (сахарной свеклы, подсолнечника, кукурузы) особое значение приобретает совмещение нескольких операций для выравнивания и рыхления почвы, внесение гербицидов, сева и прикатывание в одном агрегате на базе использования интегрированных тракторов ХТЗ-120, ХТЗ-121.
В южных районах для обработки почвы под озимые зерновые применяют комбинированную машину АКР-3,6, а также комбинированный почвообрабатывающий агрегат, состоящий из однооперационных орудий: культиватора-плоскорез КПП-2,2 в зчепци с секцией кольчато-шпоровый катка ЗККШ-6 и комбинированных агрегатов АКП-2,5, АКП-5,0.
Комбинированная машина АКР-3,6 предназначена для предпосевной обработки тяжелых почв. За один проход она разрыхляет почву лапами на глубину 12-14 см, фрезерует на глубину до 10 см и одновременно измельчает грубостеблови остатки, мульчируя ими поверхность поля и выравнивая ее.
Комбинированный агрегат КА-3,6, который состоит из навесного фрезерного культиватора и зерновой сеялки СЗ-3,6, сочетает предпосевную обработку (без предварительной вспашки) на 8-10 см, внесение удобрений, посев зерновых, прикатывание почвы. Применение на некамьянистих почвах Полесья агрегатов типа КА-3,6 расширяет возможности минимализации обработки почвы за счет периодической отказа от вспашки в системе зяблевой обработки. Комбинированные агрегаты АК-4, АС-3,7 или АПК-6 позволяют улучшить качество обработки, повысить в 1,6-2,2 раза производительность труда и уменьшить ее затраты на 30-40%.
Комбинированные агрегаты АКП-2,5 и АКП-5 предназначены для послойного (без переворачивания пласта) обработки почвы под озимые зерновые и повторные посевы кукурузы, гречихи, трав и других сельскохозяйственных культур в условиях недостаточного увлажнения. Такой агрегат состоит из плоскорез с дисковыми или игольчатыми секциями, волокуши-бороны (выравнивателя) и катка. При возделывании полей после зерновых культур на раме агрегата размещают секции игольчатых рабочих органов. В этом случае волокушу-борону не применяют. Для обработки почвы с растительными остатками (после пропашных культур), которые подлежат частичному измельчению, а также на сухих, очень уплотненных почвах вместо игольчатых секций устанавливают дисковые.
Для предпосевной обработки почвы, особенно при выращивании зерновых и других сельскохозяйственных культур по интенсивным технологиям, применяют комбинированные агрегаты ВИП-5,6 и типа РВК. Они эффективны на глинистых и суглинистых почвах, склонных к образованию глыб после основной обработки. Эти агрегаты разрыхляют почву, измельчают глыбы и комья с одновременным прикатыванием поверхности поля. Их рекомендуется применять при влажности почвы 13-22%.
В Украине минимизацию обработки почвы широко применяют: на черноземных и каштановых почвах Степи под озимые культуры, которые размещаются после непаровых предшественников, а в засушливые годы - и после занятых паров, проводят мелок или поверхностное возделывание дисковыми, плоскоризальнимы орудиями или комбинированными агрегатами типа АКП-2 5, АКП-5, АКП-5,4, АКР-3,6 и др .; под яровые колосовые культуры, размещаются после пропашных, а также под подсолнечник (после озимых культур) и бобово-злаковые смеси на зеленый корм вспашку заменяют поверхностным или мелким (глубиной на 12-14 см) обработкой почвы, используя продуктивные лемешный лущильники, широкозахватные дисковые бороны, чизели и другие орудия; на структурных почвах за хорошего качества и своевременности полупаровая зяблевой обработки в сочетании с внесением гербицидов исключают одну ранневесеннюю культивацию под поздние яровые культуры, а под ранние яровые ограничиваются только одной предпосевной культивацией; при выращивании пропашных культур (кукурузы, картофеля и др.) на чистых от многолетних сорняков полях, а также с использованием эффективных гербицидов количество междурядных обработок уменьшают до 1-2 в период вегетации или полностью их исключают; при выращивании озимых зерновых после гороха, кукурузы на силос вспашку заменяют поверхностным обработкой почвы.
В практике сельскохозяйственного производства на почвах с высоким уровнем плодородия вместо вспашки проводят поверхностный или мелкий обработку почвы под озимые культуры, которые размещают после зернобобовых, пропашных культур и однолетних трав. Для этого используют тяжелые дисковые бороны (БДТ-3, ДМТ-6, ТДБ-5Х, БДТ-6,5, БДТ-7, БДТ-6, БД-10), фрезерные культиваторы (КПФ-2,8), широкозахватные лемешные лущильники (ПЛ-10-25), Чизельные (КЧП-5,4, КЧП-7,2, ККУ-4, КПП-5, КШУ-6) и противоэрозионные культиваторы КПЗ-3,8, КРГ-5, КР- 4,5, КПЗ-6М, "Ногес". При этом под предшественники озимых культур чаще всего проводят вспашку. Заслуживает внимания переход в определенных пределах на применение сеялок прямого посева (СТС-6, Клен-6, СЗПП-4, СТС-2,1, "Мелания") озимых и яровых зерновых культур.
