Меню
Главная
Авторизация/Регистрация
 
Главная arrow Товароведение arrow Адаптивные системы земледелия

Перспектива обработки почвы

В системе экологизации земледелия перспектива совершенствования систем обработки почвы связана с адаптацией их к различным почвенно-климатических, геоморфологических условий и углубленной дифференциации в соответствии с биологическими требованиями сельскохозяйственных культур. Общепризнанным направлением развития возделывания грунта есть путь к минимизации. За последние несколько десятков лет в мире, а также в нашей стране произошло переосмысление значения механического возделывания почвы, его назначения, функций и, в частности, негативных последствий.

Механический возделывание разрушает естественное строение почвы, которая иногда является оптимальной для определенных культур. Лишение почвы природной мульчи (войлока, подстилки, дернины), распыление верхнего слоя создает предпосылки для усиления стока, эрозии, дефляции. Вследствие механической обработки происходит разрушение почвенных зооценозив, уменьшение зоопоселення, разрушение ходов червей и корней, снижение способности к биологическому рыхления. Под действием машин и рабочих органов почва часто переущільнюється, что обусловливает необходимость очередного рыхления, создавая вредное круг. При этом переущільнюється підорний слой, образуется плужная подошва.

в условиях интенсивного возделывания происходит активная минерализация органического вещества почвы, возникает непродуктивный расход гумуса. Обработка почвы требует больших материальных и энергетических затрат.

Функции механической обработки почвы (регулирование строения почвы, структурного состояния, водного, воздушного, теплового, питательного режимов, заделки в почву семян растений, органических и минеральных удобрений, мелиорантов; уничтожения сорняков, вредителей и болезней) в различных природных условиях имеют весьма неодинаковое значение, а часть их могут выполнять другие агротехнические или агрохимические мероприятия.

На почвах, равновесная плотность которых близка к оптимальной для возделывания большинства полевых культур (большая часть черноземов и темно-серых почв, окультуренных серых лесных и дерново-подзолистых почв и др.), механический возделывание почвы сохраняет в основном фито-санитарную роль, в первую очередь с устранения засоренности посевов, и функции, связанные с регулированием питания и заделкой удобрений. Если такие функции выполняют удобрения, пестициды или другие средства, то система обработки, возможно, может быть сведена к периодической (несколько раз за ротацию севооборота) вспашки с заделкой органических, минеральных удобрений и сева с предпосевным возделыванием, или даже без него под соответствующие культуры.

Такая современная общая теория проблемы, что допускает земледелие с минимальной обработкой почвы.

Учеными Национального аграрного университета Украины такая теория обработки почвы была подтверждена многолетними (1981-2003 гг) исследованиями в стационарных полевых зерно-пропашных севооборотах в условиях лесостепной зоны Украины.

Меры обработки почвы под пшеницу озимую тесно связаны с системой обработки под другие культуры севооборота, влияющие на накопление влаги, элементов минерального питания, улучшению физических условий пахотного слоя и наличие в нем семян сорняков. Изучение в течение 1984-2003 гг. влияния различных систем основной обработки почвы в 10-пільній зерно-свекольной севообороте Правобережной Лесостепи Украины на формирование озимой пшеницы после таких предшественников: клевер на 1 укос, горох и кукуруза на силос и результаты многолетних исследований свидетельствуют, что плотность почвы с применением плоско-разного и поверхностных обработок в севообороте формируют более высокие показатели в отличие от полиневого возделывания. Однако рост и развитие растений проходит нормально, потому что плотность почвы при всех возделываниях есть на уровне оптимальных значений.

Качество агрегатного состава почвы зависит, в первую очередь, от предшественника. Чем больше культура оставляет после себя растительных остатков, тем больше образуется гумусовых веществ, положительно влияют на структурность почвы. Прежде всего это выявлено после клевера, где, как правило, и содержится наиболее агрономически ценных агрегатов. На полях озимой пшеницы, размещенной после кукурузы на силос, существует стойкое уменьшение количества агрономически ценных агрегатов в среднем до 50-60% и увеличение пылевой фракции.

Продуктивной влаги больше накапливается при применении плоскорізного и поверхностного возделывания почвы. Лучшие запасы продуктивной влаги формируются после клевера на один откос по сравнению с горохом и особенно с кукурузой на силос.

Минимизация обработки почвы приводит к снижению водопроницаемости. Причиной этого является разрушение грунтовых агрегатов и на этой основе уменьшение упругих некапілярних пор. Снижение водопроницаемости приводит к застою воды на поверхности почвы и создания условий для развития эрозионных процессов, а в зимний период возникает угроза образования ледяной корки на посевах озимых культур.

Урожайность озимой пшеницы, как свидетельствуют исследования профессора. П. Гудзя, заметно отличается как в зависимости от предшественника, так и от применения систем основной обработки почвы (табл. 38).

Таблица 38. УРОЖАЙНОСТЬ ОЗИМОЙ ПШЕНИЦЫ в ЗАВИСИМОСТИ ОТ ПРЕДШЕСТВЕННИКА И СИСТЕМЫ ОСНОВНОЙ ОБРАБОТКИ ПОЧВЫ, ц/ га, среднее за 1992-2001 гг.

Система основной обработки Почвы

Предшественник

клевер на один укос

горох

кукуруза на силос

Полицева

49,3

42,3

43,8

Плоскорізна

49,0

40,9

43,7

Полицево-плоскорізна

53,6

44,7

47,2

Поверхностная

26,0

39,3

42,3

Замена полиневого обработки почвы после многолетних трав приводит к уменьшению урожайности пшеницы, хотя этот предшественник обеспечивает большее накопление влаги. Величина урожая после кукурузы на силос формируется ниже по сравнению с полученной после клевера, но превышает урожайность после гороха.

Адекватное суждение о проблеме обработки почвы возможно только при осознании многообразного фактического материала в географическом и историческом смысле, ведь эта проблема все время в поле зрения с III ст. до новой эры до современности. Апогей процесса развития теории и практики обработки почвы приходится на нынешнее поколение, что должно сделать заметные теоретические обобщения по этой проблеме, несмотря на дискуссионность многих положений.

Активное развитие вопросы обработки почвы под полевые культуры начался в конце XIX века. в Западной Европе, где сформировалась система вспашки, которая получила широкое применение, потому что соответствовала природным условиям и требованиям сложившейся на то время плодосмены. Распространение вспашки в Восточную Европу нередко приводило к негативным последствиям, в связи с чем П. А. Костычев, в частности, обращал внимание на преимущество мелкой над глубокой вспашки в засушливых условиях. В начале XX века. вспашка с оборачиванием пласта было неоспоримым, хотя засухи в Западной Европе и царской России в 1891, 1901, 1921 гг. побудили к поиску нетрадиционных решений.

Изданная в 1899 г. книга И. Есть. Овсінського "Новая система земледелия", в которой было подано первое обоснование безплужного возделывания, стала научной и фактической сенсацией. Автор работы исходил из того, что в естественном состоянии грунт пронизан корнями растений, ходами дождевых червей, вследствие чего почва воздухопроницаемый на значительную глубину и характеризуется достаточной водопроницаемостью. Он утверждал, что обычная вспашка, уничтожая в почве сеть каналов, образованных перегнившими корнями и ходами дождевых червей, превращает почву в однородную бесструктурную массу, следствием чего является ухудшение водного и воздушного режимов, в то время как рекомендованный им поверхностное возделывание почвы до 5 см уничтожает сорняки и создает рыхлый поверхностный мульчирующий слой, который хорошо сохраняет влагу в почве. Корни же культурных растений в уплотненных нижних слоях хорошо развивается, и растения дают хороший урожай.

И. Есть. Овсінський особо подчеркивал, что за такого возделывания почвы создаются исключительно благоприятные условия для развития сорняков. Опоздав с основным обработкой почвы одним поверхностным возделыванием их уничтожить трудно.

Исходя из этого положения, он настаивал, чтобы первую обработку начинали вслед за уборкой хлебов, не ожидая вывоза урожая с поля, и предложил в осеннее время, а на чистом пару и в весенне-летний период — до самой посева по мере появления сорняков. Много теоретических положений, изложенных в И. Есть. Овсінським, не устарели до настоящего времени и получили дальнейшее развитие.

В 1910 г. независимо от И. Есть. Овсінського фермер Жан на юге Франции применил вместо вспашки почвы обработка почвы пружинным культиватором с последующим углублением до 20-22 см.

В 1921 г. Ф. Ахенбах издал труд, в котором выразил аналогичное мнение о нецелесообразности вращения пахотного слоя.

Дефляция почв на Великих равнинах Америки, где в 30-х гг. сплошная распашка степей плугами привело к образованию пылевых коблів, побудила к разработке срочных мер для охраны почвы. Вследствие больших напряженных поисков была создана плоскорізна система обработки почвы с сохранением пожнивных остатков, предотвращая эрозию. Эти меры были близкими к системе И. Есть. Овсінського.

Однако этот сигнал не был воспринят на других континентах. В Европе продолжали совершенствовать вспашку. В России В. Г. Вильямс ввел культурную вспашку плугом с предплужником, обосновав ее необходимостью оструктурення поверженного на дно борозды верхнего слоя.

После критики травопільної севооборота В. Г. Вильямса появились новые концепции, которые обосновывали систему культурной вспашки. На основании анализа данных о дифференциации пахотного слоя по плодородию учеными государства было сформулировано положение о развитии дернового ґрунтотворного процесса под воздействием как многолетних, так и однолетних культур. Причину ухудшения плодородия нижней части пахотного слоя связывали с накоплением токсических метаболитов, микроорганизмов, которые перемещаются сверху. Отсюда вытекал вывод о необходимости улучшения неблагоприятных свойств нижней части пахотного слоя, перемещение его на поверхность с помощью полиневого плуга. Таким образом, устранения дифференциации пахотного слоя по плодородию стало обоснованием культурной вспашки. Были и другие предложения осуществления перемещения почвы в пределах пахотного слоя с помощью фрезерных рабочих органов, что способствует повышению биологической активности почвы.

Одновременно с основным направлением теории обработки почвы в мире продолжалось развитие направления безплужного обработки почвы. В 40-х гг. прошлого века внимание мировой агрономической сообщества была направлена к изданной в США книги Е. X. Фолкнера "Сумасшедшее настойчивого пахаря", в которой доказывалась жалко обработки почвы с вращением ломти и предлагался безплужний обработку. Однако хоть каких-либо теоретических постулатов по этому поводу она не содержала.

Первое теоретическое основы минимизации обработки почвы созданное Т. С. Мальцевым в 40-50-х гг. Отдавая должное известной В теории.Г.Вильямса, он выдвинул положение о возможности синтеза гумуса и соответственно формирование водоупорной структуры на основе анаэробного разложения корневой системы однолетних трав. Для создания условий при которых развивались бы анаэробные процессы, он предложил систему, которая предусматривала поверхностную обработку почвы лущильниками с периодическим глубоким безполицевим разрыхлением. Теоретические представления о механизме гумусоутворення с того времени существенно изменились. Как раз именно это является конкретным вкладом Т. С. Мальцева в развитие теоретических основ земледелия. Большая заслуга Т. С. Мальцева заключается в том, что им найдено системное решение минимизации обработки почвы для конкретных условий с определением доли чистого пара, зерновых культур, мер борьбы с сорняками и проч. Вследствие этого, начав с компромисса с теорией В. Г. Вильямса, Т. С. Мальцев дошел до противоположных позиций.

Несмотря на развитие новых представлений о системе обработки почвы, вплоть до 60-х гг. прошлого века теоретики и практики земледелия в подавляющем большинстве придерживались классических позиций пахоты.

Универсальность этих представлений разрушилась после массовых розорювань целинных и залежных земель. Вследствие широкого развития дефляции возникла необходимость замены традиционного возделывания почвы такой системой, при которой обеспечивалось сохранение на поверхности почвы пожнивных остатков для защиты его от разрушающего действия ветра. Очень своевременно был использован опыт Канады по применению плоскорізних орудий. За короткое время был создан комплекс машин для плоскорізного возделывания почвы и посева по стерневых фонах.

Решая проблему защиты почвы от дефляции, плоскорізна система обработки почвы в районах проявления эрозии в определенной мере способствует уменьшению вредного действия засухи благодаря накоплению зимних осадков за счет сохраненной стерни.

Сочетание плоскорізної системы обработки почвы с оптимальными сроками и способами посева, нормами высева, полосным размещением паров и сельскохозяйственных культур, применения удобрений, гербицидов, снегозадержания и других мероприятий в зернопарових и зернопросапних севооборотах короткой ротации составило почвозащитную систему земледелия. Она была разработана коллективом ученых известного Научного центра в поселке Шартанди в Казахстане под руководством академика А. И. Бараєва. Эта система подобна канадской, но не повторяющая ее, практически спасла пахотные земли этих регионов от разрушения.

Значение плоскорізних и безполицевих обработок почвы в накоплении влаги и предотвращения эрозионных процессов усиливается благодаря сокращению потерь гумуса вследствие снижения темпов его минерализации, что было доказано исследованиями В. И. Кирюшина и И. М. Лебєдєвої на опытном стационаре ВНДІЗГ (Шортанди).

Снижение темпов минерализации органического вещества за безотвального и минимального возделывания уменьшает накопление минерального азота. Причем уменьшаются потери нитратов вследствие миграции в нижние слои почвы.

в условиях интенсивного использования азота, особенно в агроценозах Полесья и Северной Лесостепи, плоскорезное и безполицевий возделывание создают дефицит минерального азота, в результате чего уменьшается урожайность зерновых по непаровым предшественникам. Здесь минимизация обработки почвы требует применения азотных удобрений, то есть она является достижением интенсивного земледелия в отличие от экстенсивного, при котором единственным источником азота служит органическое вещество почвы, а наиболее эффективным средством его высвобождения — полицева вспашка. Неслучайно традиционная забота теоретиков земледелия о повышении биологической активности почвы, устранения дифференциации пахотного слоя происходит вследствие большей активности микрофлоры в поверхностных слоях. Перемешивание почвы способствует равномерной гомогенности всего пахотного слоя и соответственно усилению процессов минерализации органического вещества во всем объеме почвы на фоне повышенной аэрации.

Дальнейшее усиление минимизации обработки почвы (уменьшение его глубины и частоты) еще больше ослабляет процессы минерализации органического вещества и азота соответственно, повышает противоэрозионную устойчивость почвы, способствует лучшему накоплению влаги.

При всех достоинствах безполицевих и плоскорізних систем обработки почвы они имеют определенные недостатки, главные из которых — наращивание засоренности посевов, особенно при повышенном увлажнении. При недостатке гербицидов и азотных удобрений целесообразно применять комбинированные системы, сочетающие різноглибинний обработку с полиневою пахотой.

Распространение плоскорізного возделывания и различных его комбинаций в лесостепные и степные районы долго сдерживалось консервативными причинами. их устранению в значительной степени способствовал крупномасштабный полтавский эксперимент, который длился в течение 10 лет под руководством профессоров Ф. Т. Моргуна и Н. К. Шикули.

Минимизация обработки почвы получила развитие и в Западной Европе — эпицентре классической вспашки. Численными экспериментами Г. Канта и других исследователей доказана возможность минимизации обработки почвы даже на дерново-подзолистых почвах. Эффективность минимизации обработки в значительной степени зависит от свойств почвы и условий увлажнения. Как правило, это становится целесообразным на дренированных почвах легкого и среднего гранулометрического состава с благоприятными для растений физическими свойствами, сравнительно устойчивых к уплотнению и с достаточно высоким плодородием.

Кроме возрастающей засоренности посевов, развитием некоторых болезней, повышенного дефицита минерального азота, дифференциации пахотного слоя по содержанию подвижных фосфатов, при минимальных обработок почвы возникают трудности, связанные с неблагоприятным воздействием избыточного количества післязбиральних остатков. Прежде всего они являются существенной механической преградой для качественной заделки семян и получения дружных всходов, что сопровождается ослаблением кущения, высоким процентом гибели озимых культур зимой и ранней весной. Кроме того в процессе разложения післязбиральних остатков образуется целый ряд соединений — этилен, аммиак, органические кислоты и фенолы, особенно в кислой форме, токсичны не только для растений, но и для многих полезных микроорганизмов, в том числе связанных с мобилизацией питательных веществ почвы и післязбиральних остатков. При наличии большого количества післязбиральних остатков необходимы почвообрабатывающие орудия с большим клиренсом, а также специальные сеялки.

В связи с мульчирующим эффектом растительных остатков разница в температуре верхнего слоя за минимального возделывания и полиневої вспашки достигает 3-5 °С и более. Это играет положительную роль в условиях жаркого и сухого климата и является нежелательным в условиях относительно холодного и короткого вегетационного периода в связи с задержанием появления всходов и созревания урожая.

С учетом перечисленных особенностей в разных регионах и от набора культур в севообороте и почвенно-климатических условий возможно применение различных комбинированных систем обработки почвы, которые совмещают вспашку (прежде всего под пропашные культуры с одновременным внесением органических, фосфорных и калийных удобрений в запас на ряд лет) с безполицевими способами обработки — глубокой и мелкой культивацией, чизелюванням, дискованием вплоть до прямого сева непросапних культур. Если не используют органические удобрения, сидерацію, то вместо по-лицевой вспашки применяют глубокое рыхление. В целом исходят из необходимости всесторонней оценки позитивных и негативных последствий полного или частичного отказа от вспашки, чтобы не допустить недобора урожая.

Возможности уменьшения количества обработок почвы ограничиваются неблагоприятными водно-физическими свойствами, наличием уплотненных слоев, однако потенциал ее может быть расширен благодаря химическим, агротехническим и комбинированным меліораціям.

Минимизация обработки почвы наряду с уменьшением глубины и периодичности основной обработки развивается также и в направлении совмещения в одном рабочем процессе предпосевных обработок, внесения удобрений, посева с помощью комбинированных почвообрабатывающих и посевных агрегатов.

Поэтому выбор оптимальных вариантов системы обработки почвы, что определяется несколькими группами природных и производственных факторов, достаточно широкий. Однако на почвах, подверженных дефляции и водной эрозии, он лимитируется необходимостью сохранения на поверхности почвы пожнивных остатков. При этом в засушливых условиях степной зоны ґрунтозахисний возделывание имеет четко выявленную направленность в сторону минимизации, а в сложных эрозионных ландшафтах — противоэрозийный обработку должен включать глубокое рыхление, щелевание и другие способы, которые обеспечивают аккумуляцию влаги и уменьшения стока.

В других ландшафтах с умеренным проявлением эрозии или дефляции при построении систем обработки почвы возможны различные комбинации его мероприятий. На практике важно учитывать не только средние многолетние климатические условия и другие усредненные факторы, на которые рассчитаны научные рекомендации, но и конкретные обстоятельства: уплотнение почвы, засоренность полей, погоду и другие. Для этого должны использоваться наборы технологий обработки почвы, машин, орудий, рабочих органов. В частности дифференцирование безотвального возделывания почвы связано с применением семьи розпушувальних органов: плоскорезов, стоек, чизелів, параплау, щілювачів в зависимости от грунтовых условий.

В мировой практике все больше внимания уделяется чизелюванню. Его рассматривают как эффективная мера устранения слоев грунта, образованных во время обработки почвы дисковыми, плоскорезными орудиями, и разрушением плужной подошвы. Высокие почвозащитные показатели при чизелюванні обеспечиваются вследствие сохранения на поверхности основной массы післязбиральних остатков и резкого ослабления поверхностного стока. Чизелювание эффективное и как мера накопления влаги, особенно в условиях влажной осени. После чизельного возделывания с осени не происходит сплошного замерзания почвы, что обеспечивает благоприятные условия для поглощения талых вод и уменьшения их стока, особенно, если его выполняют в более поздние предзимние сроки. Все большее распространение приобретает сочетание в одном агрегате чизельних рабочих органов, обрабатывающих почву на глубину до 30 см, с дисковыми. Для осенней обработки почвы после високостеблих культур предложен роторно-чизельні агрегаты, которые обеспечивают равномерное распределение на поле растительных остатков и качественное возделывание почвы.

В направлении развития систем обработки почвы в сторону минимизации и углубленной дифференциации имеющееся противоречие между желаемой біологізацією земледелия, с одной стороны, и вынужденным во многих случаях применением пестицидов — с другой. По условиям мульчирующего безплужного обработки создаются условия для активного развития зоофауни, особенно дождевых червей, которые не только "обрабатывают" пахотный слой, улучшая его структуру, а также обеспечивают пронизывания почвенного профиля за счет многочисленных ходов, достигают около 1 м. Однако применение безплужного возделывания нередко ограничено повышенным развитием засоренности и болезней, приходится использовать гербициды и фунгициды, негативно влияющие на зоофауну.

Задача уменьшения засоренности в значительной мере может быть решен созданием благоприятных условий для прорастания семян сорняков в ранневесенний и осенний периоды с последующим уничтожением их механическими средствами, особенно в районах с длительным вегетационным периодом. В сочетании с рациональным чередованием культур в севообороте, оптимальной долей чистого или занятого пара, применением промежуточных посевов, своевременного выполнения полевых работ, что исключает, в частности, осім'яніння сорняков в осенний период, — это задача в большинстве случаев может быть решен без применения гербицидов. До экономического и экологического краха полеводство может быть доказано за подмены агротехнических мероприятий химическими средствами.

 
< Предыдущая   СОДЕРЖАНИЕ   Следующая >
 

Предметы
Агропромышленность
Банковское дело
БЖД
Бухучет и аудит
География
Документоведение
Естествознание
Журналистика
Инвестирование
Информатика
История
Культурология
Литература
Логика
Логистика
Маркетинг
Математика, химия, физика
Медицина
Менеджмент
Недвижимость
Педагогика
Политология
Политэкономия
Право
Психология
Региональная экономика
Религиоведение
Риторика
Социология
Статистика
Страховое дело
Техника
Товароведение
Туризм
Философия
Финансы
Экология
Экономика
Этика и эстетика
Прочее