Обработка почвы
реклама
Обработка почвы Научные основы обработки почвы Механическая обработка почвы — важнейший элемент системы агротехнических мероприятий для выращивания сельскохозяйственных растений. Механическое воздействие рабочими органами машин и орудий на почву формирует в ней условия, наиболее благоприятные для произрастания сельскохозяйственных культур. Механическая обработка характеризуется разнообразием и универсальностью воздействия не только на почву, но и на растение, создавая гомогенный (однородный) по плодородию пахотный слой, что способствует быстрому формированию развитой корневой системы с первых фаз роста. В процессе механической обработки любой части пахотного слоя, прежде всего посевного (0-10 см), в почве формируется оптимальное строение. Это обеспечивает мощное развитие и рост всходов культурных растений и предопределяет хорошее состояние стеблестоя посевов. Обработка почвы в состоянии физической спелости обеспечивает хорошее крошение почвы, не распыляя ее и снижая затраты горючего на 10-14%. При механическом воздействии на почву уничтожаются вегетирующие сорняки и их проросшие семена, находящиеся в фазе «белой ниточки», гибнут личинки вредных насекомых, а развивающиеся на растительных остатках фитопатогенные микроорганизмы лишаются благоприятных условий обитания. Кроме того, такая обработка способствует пополнению запасов почвенной влаги, сохраняя ее от бесполезного расходования в процессе физического испарения, а также успешно используется для удаления излишней влаги, одновременно улучшая воздушный и тепловой режимы почвы. Механическая обработка — один из действенных факторов в улучшении и регулировании минерального питания растений. Заделывая органические и минеральные удобрения в различные по глубине части пахотного слоя или изменяя интенсивность микробиологических процессов варьированием способов обработки почвы, обеспечиваются наиболее оптимальные для культуры условия минерального питания. Нельзя переоценить роль специальных приемов механической обработки в предотвращении развития водной и ветровой эрозии почв. По исследованиям ряда ученых, долевое участие обработки почвы в формировании урожая ряда культур колеблется от 3-12% в благоприятные по условиям годы и возрастает до 26-60% в экстремальных условиях. Исходя из изложенного, можно кратко сформулировать следующие основные задачи обработки почвы: 1) придание пахотному и посевному слою почвы наилучшего строения, в том числе вследствие улучшения ее агрофизических свойств; 2) поддержание благоприятных водного, воздушного и теплового режимов почв; 3) регулирование питательного режима для растений как целевым размещением удобрений в почве, так и регулированием интенсивности микробиологических процессов; 4) уничтожение вредных организмов и снижение в пахотном слое их обилия до безопасного порога вредоносности; 5) заделка в почву на оптимальную глубину дернины трав, растительных остатков, удобрений, мелиорантов и других агрономически ценных материалов; 6) предотвращение развития и проявления эрозионных про цессов в почве; 7) создание условий для увеличения мощности и окультуренности пахотного слоя почвы; 8) создание форм микрорельефа, обеспечивающего высококачественное проведение всех полевых работ от посева до окончания уборки культуры в оптимальные агротехнические сроки. Технологические операции при обработке почвы В процессе обработки почва, подвергаясь механическому воздействию, испытывают различные трансформации, которые приводят к изменениям ее формы и качественного состояния, называемым технологическими операциями или процессами. Крошение — это распадение целостной массы почвы на мелкие комочки (отвальные плуги, дисковые бороны) или же разрушение уже имеющихся крупных комков и глыб (зубовые бороны, кольчатые катки). Агрономически ценными признаны комочки размером от 10 до 1 мм в Нечерноземной зоне и от 3 до 0,25 мм в степных районах России, но при этом пылевидная фракция (< 0,25 мм) составляет не более 35-40 % от общей массы почвы. Наилучшее крошение наблюдается в состоянии физической спелости почвы, тогда как при пересыхании глыбы разрушаются с трудом, но сильно распыляются. На торфоболотных почвах и сильно закочкаренных участках успешнее других орудий используют фрезы различных конструкций. Рыхление изменяет взаимное расположение комков, увеличивая некапиллярную пористость почвы. Это усиливает аэрацию, водопроницаемость почвы, но в засушливых условиях возрастает опасность ее иссушения вследствие усиления диффузии водяных паров. Эта операция лучше выполняется плоскорезами, плугам ротационными мотыгами, паровыми культиваторами и друга почвообрабатывающими орудиями. Оборачивание почвы — одна из самых важных технологически операций. Так, при вспашке отвальным плугом при оборачивании почвы верхний слой, который обесструктурен и содержит стерню, растительные остатки, вегетирующие сорняки, вредные насекомые и их личинки, фитопатогенные микроорганизмы, семена и плоды сорняков, сбрасывается на дно борозды, а нижний оструктуренный, более свободный от вредных организмов, выносится на поверхность, создавая благоприятные условия для последующей культуры. Оборачивание необходимо для заделки на предусмотренную глубину дернового слоя многолетних трав, внесенных по поверхности удобрений, извести и других материалов. Лучшее орудие — отвальный плуг с установленными предплужниками, затем отвальные плуги и лемешные лущильники. Периодическое оборачивание способствует созданию однородного пахотного слоя, исключая резкое различие его слоев по уровню плодородия. Перемешивание применяют для равномерного распределения обрабатываемом слое почвы вносимых материалов или для придания ему однородных (гомогенных) свойств по составу и состоянию. Тщательное перемешивание необходимо при внесении удобрений, особенно органических, неравномерность распределения которых обычно приводит к «пестрополью», выражающемуся в разной степени развития посевов и неодновременном созревании зерновых хлебов. Напротив, при местном (очаговом) внесении удобрений или их внесении в определенный слой (глубокая заделка органических удобрений на песчаных и супесчаных почвах) перемешивание почвы недопустимо. Тщательное перемешивание почвы обычно не достигается только одним приемом (вспашка, рыхление, культивация и т.п.), а возможно лишь при последовательном сочетании нескольких видов таких приемов и выполняемых обычно заблаговременно до посева культуры. Выравнивание поверхности поля в период ранневесеннего боронования (закрытие влаги, покровное боронование и т.п.) снижает испаряющую поверхность поля на 12-20% и более, обеспечивает равномерный по глубине посев семян, повышает качество выполнения и производительность последующих полевых работ. Выравнивают поле волокушами, боронами, легкими катками, комбинированными агрегатами (РВК-3, ВИП-8 и др.). Уплотнение почвы чаще применяется для придания верхней части пахотного слоя (посевной слой < 8-10 см) необходимого строения. При вспашке дернины многолетних трав под озимые пласты почвы даже после тщательного предварительного дискования укладываются неплотно, быстро пересыхают, процессы минерализации замедляются и ко времени посева почва не достигает своего естественного сложения. В этом случае, как, например, при заделке зеленой массы растений (люпин, горчица), в качестве си-дератов используют катки от легких до водоналивных. Уплотнение почвы необходимо как до посева (при чрезмерной рыхлости почвы) мелкосемянных культур (просо, лен, клевер, овощные), чтобы предотвратить их просыпание на чрезмерную глубину и последующего изреживания всходов, так и после посева, чтобы обеспечить хороший контакт семян с почвой и дружное их прорастание. Последнее особенно эффективно при опасности быстрого пересыхания посевного слоя. В засушливых районах уплотнение применяют на парах или ранней зяби, создавая на глубине ниже 3-5 см от поверхности плотные прослойки почвы в 5-7 см, чтобы резко снизить диффузное испарение влаги. Однако уплотнение влажной почвы весьма опасно после посева. Образующаяся почвенная корка приводит к гибели проростков и сильному изреживанию всходов. Обычно уплотнение выполняют катками с неодинаковым удельным давлением на почву и раз-Ной формой рабочей поверхности. Гладкие водоналивные катки с Удельным давлением до 0,5 кг/см2 (50 кН) уплотняют почву на глубину 18 — 20 см, тогда как легкие с фигурной поверхностью! (разреженный кольчато-шпоровый каток) при удельном давлении 0,05-0,1 кг/см2 (5-10 кН) уплотняют почву на глубину до 5-8 см. Подрезание вегетирующих сорняков можно совмещать с другими операциями (рыхление, оборачивание и т.п.). Часто оно выполняется стрельчатыми (экстирпаторными), односторонними (бритвенными) и плоскорезными лапами культиваторов и плоскорезов, а иногда и дисковыми орудиями. Создание микрорельефа выражается в формировании на поле гребней, борозд, гряд, лунок, микролиманов, щелей и других образований с разнообразным назначением. Так, поделка гребней и гряд (плуги, культиваторы с окучниками и т.п.) способствует отводу излишней влаги, усилению аэрации и ускоренному прогреванию почвы; поделка лунок и микролиманов (лункообразователь ЛОД-10, приспособление к плугу ПРНТ-70000А и др.) — задержанию и впитыванию талых вод. Щелевание поперек склона (ЩН-2-140, РК1,2) содействует поглощению дождевых и весенних вод, предотвращая водную эрозию. Сохранение стерни на поверхности почвы играет решающую роль в предупреждении ветровой эрозии почв, особенно сильно проявляющейся на обширных открытых территориях от лесостепной зоны до зоны пустынных степей. Это достигается использованием орудий с рыхлящими рабочими органами, но не оборачивающими почву. Только при сохранении на поверхности поля не менее 300-350 стернинок на 1 м2 их почвозащитная роль оказывается полноценной. Применяют плоскорезы (КПП-2,2; КПГ-2-150; КПШ-9; плуги Мальцева), а также специальные (БИГ-3, БМШ-15, ЛДГ-10, КШ-3,6 и др.) и комбинированные орудия (ЛДС-6, СЗС-2,1 и т. п.) для предпосевной обработки почвы и посева куль1 тур, сохраняющие при этом до 70 — 86% стерни на поверхности! поля (рис. 10). Приемы основной обработки почвы Приемом называют однократное воздействие на почву рабочими органами почвообрабатывающих машин и орудий с целью выполнения одной или нескольких операций (ГОСТ 16265 — 89). Под основной обработкой понимают первую наиболее глубокую обработку почвы. Вспашку выполняют плугами с отвалами различной конструкции, что определяет несходство технологических операций по составу и качеству исполнения. Плуги с винтовыми отвалами хорошо оборачивают пласт почвы, но плохо его крошат, напротив, плуги с цилиндрической поверхностью отвала хорошо крошат пласт почвы, но плохо его оборачивают. Если при работе плуга пласт почвы полностью оборачивается (на 180°), то это вспашка с оборотом пласта. При неполном опрокидывании пласта почвы и косой его постановке (на 135°) на ребро обработку называют вспашкой со взметом пласта. Однако лучшее оборачивание и крошение пласта почвы, особенно полей, освобождающихся из-под многолетних трав, достигается при вспашке плугом с культурным отвалом и установленным перед ним предплужником. Предплужник снимает на 2/3 ширины захвата основного корпуса верхний слой почвы толщиной 8-10 см, содержащий стерню, растительные остатки, вредных насекомых и фитопатогенных микроорганизмов, семена и органы вегетативного возобновления сорняков, и сбрасывает его на дно борозды. Для того чтобы хорошо прикрыть и заделать верхний слой почвы, основной корпус должен работать глубже предплужника минимум на 10-12 см. Он поднимает на отвал этот нижний слой, который хорошо оструктурен и сравнительно свободен от вредных организмов, оборачивает, крошит его и полностью присыпает им ранее сброшенный верхний слой. Такую вспашку плугом с культурным отвалом и с предплужником на глубину не менее 20-22 см называют культурной, или классической, вспашкой (по В. Р. Вильямсу). Ее широко применяют в качестве осенней (зяблевой) вспашки в Нечерноземной и других зонах на полях, где отсутствует реальная опасность эрозионных процессов (рис. 11, 12). При вспашке отвальными плугами пласт почвы отваливается вправо. Поэтому если вспашку каждого загона, на которые разбивают поле, начинают с краев, то в середине загона образуется разъемная борозда, и такой способ называется вспашкой вразвал. Если вспашку начинают с середины загона, там образуется свальный гребень, и такой способ называется вспашкой всвал. Для вспашки используют различные отвальные плуги (ПЛН-5-35, ПТК-9-35, ПВН-3-35 и др.). При пользовании оборотными плугами поле не разбивают на загоны и на нем не образуются ни развальные борозды, ни свальные гребни. Такую вспашку называют гладкой. В районах, подверженных ветровой эрозии, для сохранения на поверхности стерни и других растительных остатков, которые предохраняют почву от выдувания и накапливают большое количество влаги в виде снега, так необходимой в засушливых степных районах, рыхление почвы проводят без оборачивания, которое называется безотвальной вспашкой. Такую вспашку на глубину 27-30 см и более, разработанную в начале 50-х годов XX в. акад. Т. С. Мальцевым, широко применяют в Западной и Восточной Сибири и европейской части России с использованием ранее безотвальных плугов, а позднее плоскорезов и глубокорыхлителей различной конструкции (КПП-2,2; КПГ-2-150; КПГ-250; ГУН-4, Параплау и др.). В некоторых случаях безотвальную вспашку проводят весной или даже осенью для рыхления уплотнившейся почвы с целью усиления аэрации и микробиологической деятельности, освобождения пахотного слоя от излишней влаги, разрушения плужной подошвы, а также на полях, ранее вспаханных отвальными плугами. На полях с невыровненной поверхностью и содержащих большое количество слаборазложившихся растительных остатков (ежегодная вспашка в одном направлении, образование кочек, куртин сорняков), хорошие результаты в качестве основной обработки обеспечивает фрезерование. При работе фрезерных орудий (ФНБ-0,9; ФН-1,25; КФГ-3,6 и др.) почва до глубины 10-20 см интенсивно крошится и тщательно перемешивается, при этом создается гомогенный пахотный или же сразу только посевной слой, куда одновременно высевают семена культур. Нередко с основной обработкой почвы совмещают другие операции. Так, за каждым основным корпусом плуга устанавливают рыхлящие лапы, которые работают на 10— 15 см ниже пахотного слоя, способствуя лучшей водонепроницаемости и аэрации подпахотных горизонтов. Для отвода излишней воды с переувлажненных полей используют обычные плуги с кротователем, который ниже основного корпуса на глубине 35-40 см формирует дрену диаметром 4-6 см, сохраняющуюся 2-3 года на тяжелосуглинистых почвах. На вспаханных полях для формирования дрен в подпахотном слое используют специальные кротователи (РК-1,2; МД-6 и др.) (рис. 13). Приемы поверхностной и мелкой обработки почвы Обработка почвы на глубину до 8 см (посевной слой) называется поверхностной, а на глубину 8-16 см — мелкой. Целесообразность таких обработок обусловливается или необходимостью создать наиболее благоприятные условия для размещаемых в посевном слое семян культур, или невозможностью по ряду агротехнических и хозяйственных причин более глубоких обработок. Лущение жнивья выполняют на полях, освободившихся из-под зерновых культур, оставляющих на поле стерню, или после уборки других однолетних культур (просо, гречиха, однолетние травы, кукуруза и т.п.). В стерне и сохранившихся растительных остатках обитают и продолжают размножаться вредные насекомые и микроорганизмы, вегетируют и плодоносят пожнивные (щетинник сизый, куриное просо, марь белая, щирица запрокинутая и т. п.) и многолетние сорняки, а сильно распыленный и уплотненный при многочисленных проходах почвообрабатывающих и уборочных машин верхний слой очень интенсивно теряет влагу из пересохшей почвы. С помощью лущения, проводимого сразу после уборки культуры обычно на глубину 6-8 см, а в засушливых районах нередко с прикатыванием в агрегате, одновременно решается ряд важнейших задач: подрезая сорняки, оно лишает вредителей свежего органического вещества как источника пищи; заделывая семена сорняков в более влажный слой почвы, провоцирует их прорастание; взрыхленный верхний слой почвы как естественная мульча резко сокращает физическое испарение влаги и позволяет без ухудшения качества провести последующую основную вспашку на две-три недели позднее (при этом избегается чрез-1 мерная напряженность в полевых работах). Лущение обычно проводят дисковыми лущильниками на глубину не выше 1012 см (ЛДГ-5; ЛДГ-10 и др.), а также лемешными лущильниками (ППЛ-5-25; ППЛ10-25), работающими на глубину 12-17 см, но иногда применяют и дисковые бороны. При запаздывании лущения на 7-10 дней все отмеченные выше его преимущества почти полностью утрачиваются. Дискование как прием выполняет те же технологические операции (крошение, рыхление, перемешивание, частичное оборачивание, подрезание сорняков), что и лущение жнивья дисковыми орудиями. Однако его чаще применяют на вспаханных полях для разделки крупных глыб, заделки широких борозд, выравнивания гребней и микролиманов и предварительно перед вспашкой для разрезания и разделки плотной дернины многолетних сеяных и луговых трав (БДТ-3,3; БДНТ-3,5 и др.), для измельчения перекрестным дискованием (или лущением) корневищ пырея и органов вегетативного возобновления других многолетних сорняков (осот полевой, свинорой пальчатый и др.). Культивация предназначена для сплошной (на глубину 5-12 см) или междурядной (до 16 см) обработки почвы, при которой происходит крошение, рыхление, частичное перемешивание почвы и подрезание сорняков и прежде всего корневых отпрысков не позднее фазы 3-4 листьев у розеток многолетних сорняков (рис. 14). Она особенно необходима для сплошной обработки непосредственно перед посевом культуры, чтобы создать выровненное под взрыхленным слоем «плотное ложе» для семян культуры. Располагаясь на плотном ложе, семена быстро набухают, поглощая поступающую снизу по капиллярам почвенную влагу, и дружно прорастают. Сплошную культивацию систематически ведут и на паровых полях, но в засушливых районах ее совмещают с легким последующим прикатыванием (КПС-4, КПГ-4). Наиболее часто для этих работ используют культиваторы со стрельчатыми лапами. Для междурядной обработки используют как обычные культиваторы (КРН4,2; КРН-5,6), которые комплектуются набором сменных рабочих органов (стрельчатые лапы, односторонние полольные лапы, рыхли-тельные долотообразные окучники, прополочные боронки и т.п.), так и специальные культиваторы по уходу за посевами сахарной свеклы, овощных культур ГУСМК-5.4Б: КФ-5.4: КОР-4.2: В степных эрозионноопасных районах для сплошной паровой обработки или предпосевной подготовки почвы используют штанговый культиватор (КШ-3,6), у которого рабочим органом служит четырехгранная горизонтально расположенная и вращающаяся в направлении, обратном направлению движения орудия штанга, выносящая таким образом на поверхность с глубины 5—-10 см растительные остатки. Для этой же цели применяют и противоэрозионный культиватор КПЭ-3,8А с подобным штанговым приспособлением, а также различные плоскорезы (КПП-2,2; КПГ-2-150; КПШ-9 и др.), сохраняющие до 80 — 95% стерни на поверхности почвы. Боронование почвы применяют во всех системах обработки и для этого используют различные конструкции борон (рис. 15). С началом полевых работ на вспаханных полях применяют первоочередной прием — ранневесеннее боронование («закрытие влаги», «покровное боронование»), а также поперечное боронование хорошо перезимовавших посевов озимых, обычно выполняемое в период физической спелости почвы зубовыми боронами с Рамой жесткой конструкции (БЗТС-1; БЗСС-1; БП-0,6). Тяжелые бороны рыхлят почву до 7-10 см, а легкие — до 5-8 см. Взрыхляя верхний слой (2-4 см) почвы начавшего подсыхать поля, создают как бы естественный мульчирующий слой. Он прикрывает нижерасположенный и насыщенный капиллярной влагой более плотный слой. Вследствие этого физическое испарение почвенной влаги сокращается в 3-5 раз. Достаточное количестве влаги и повышенная температура провоцируют массовое прорастание в верхнем слое семян сорняков, которые полностью уничтожаются последующими обработками. Для ухода за посевами пропашных культур (картофель, кукуруза, подсолнечник и др.) в довсходовый период в фазу «белой ниточки» малолетних сорняков высокоэффективны навесные сетчатые бороны (БСО-4; БС-2; БСН-4), глубину работы которых можно регулировать в пределах 3 — 8 см и которые из-за независимой подвески каждого зуба великолепно копируют поверхность почвы (гладкая или гребнистая поверхность). При образовании почвенной корки до появления и в момент появления всходов применение зубовых и сетчатых борон опасно ддя слабых проростков: при движении по полю бороны хотя и разрушают корку, но одновременно ее смещают, обрывая проросток или его корневую систему. В такой ситуации при уходе за посевами незаменима игольчатая борона БИГ-3. При вращении ее игольчатые диски вертикальными уколами разрушают почвенную корку и не смещают ее, совершенно не повреждая всходы культур. Борона БИГ-3 и ее модификации — идеальное орудие для ранневесеннего боронования и предпосевной подготовки полей по стерневому фону в районах, подверженных ветровой эрозии. Прикатившие помимо уплотнения почвы частично рыхлит ее, дробя влажные крупные комки, выравнивает поверхность, улучшает контакт семян с почвой и ускоряет их прорастание, что объясняется еще и тем, что при уплотнении почва быстрее нагревается и ее температура повышается на 1,5-2 °С. Выполняют прикатывание различными катками, проводя его не позднее чем на 2-3-й день после сева культуры и при опасности сильного иссушения посевного слоя ввиду его чрезмерной рыхлости (рис. 16). Шлейфование, или волочение, применяют для выравниваний поверхностного рыхления почвы (на 3 — 5 см). Весной его мод проводить на одиндва дня раньше ранневесеннего боронована и особенно на почвах легких по механическому составу. На тяжелых почвах может образоваться почвенная корка вследствие «замазывания» еще переувлажненной почвы. Выполняют шлейфование волокушей, но чаще шлейф-бороной (ЩБ-2,5), имеющей переднем брусе ряд зубьев с регулируемым углом их наклона. Агротехническая оценка качества обработки почвы В сельскохозяйственном производстве величина урожая и е качество зависят от многих условий жизни растений. Однако меньшее значение имеет и качество обработки почвы, поскольку оно влияет на многие ее свойства. От качества обработки во многом зависят водный, воздушный, тепловой режимы почв, a обеспечение растений элементами минерального питания. При оценке качества обработки и других полевых работ обычно исходят из двух положений: агротехнические требования показатели качества выполнения этих работ. Поскольку эти положения для многих видов работ часто различаются и выполняются в неодинаковых условиях, то рассмотрим лишь основные из них. При этом будем придерживаться следующего порядка: про формулируются агротехнические требования, а затем показатели качества выполняемой работы, наиболее детально обоснованный И.П.Васильевым (1987, 2002). Сроки проведения обработки почвы существенно влияют не только на качество выполнения последующих полевых работ, но интегрированной форме отражаются на величине и качестве урожая возделываемых культур. Так, при ранней зяблевой вспашке создаются более благоприятные условия для накопления и сохранения влаги в почве, также для борьбы с сорняками, вредителями и болезнями культур, больше накапливается элементов минерального питания в доступной форме, чем при поздно проведенной вспашке. При запаздывании весенних полевых работ почва теряет большое количество влаги, быстро пересыхает, ее поверхность даже после нескольких обработок остается крупноглыбистой, нарушается равномерность заделки семян высеваемой культуры. Придавая важное значение срокам обработок почвы, как, впрочем, и другим видам полевых работ, не следует категорически увязывать их с календарными сроками и необходимостью «раннего» проведения работ. Время обработки, прежде всего, связано с состоянием физической и биологической спелости почвы, как и с агротехническим сроком. Например, время посева гречихи определяется мелкокомковатым состоянием почвы, ее умеренным увлажнением, температурой не ниже 12-15 °С на глубине 10 см, исключением вероятности возврата весенних утренников с температурой ниже 0-1 °С. Овес, напротив, высевают рано весной, поскольку это влаголюбивая культура, всходы которой переносят кратковременные весенние заморозки до -8 -9°С. Следовательно, агротехнические, или наилучшие, сроки проведения обработки почвы, посева или посадки сельскохозяйственных растений определяются влажностью, температурой, технологическими свойствами, структурным состоянием почвы, активностью в ней микробиологических процессов, биологическими потребностями возделываемых культур и рядом других условий. Показатели качества: агротехнические сроки обработки почвы и посева культур наиболее полно соответствуют погодным условиям, состоянию и свойствам почвы и биологическим потребностям возделываемых культур. Орудия должны соответствовать по назначению, комплектации, техническому состоянию и конструкции проводимым приемам обработки почвы и выполняемым видам работ. Так, зяблевую (основную) вспашку в Нечерноземной зоне проводят обычно отвальными плугами с предплужниками. Плуги некомплектные, неисправные в работе не используют. При предпосевной культивации не допускается замена культиватора со стрельчатами лапами (КПС-4) другими орудиями (БЗСС-1, ЛДГ-5, РВК-3,6, КПГ-2,2 и т.п.), которые не создают ровного и расположенного на одной глубине плотного «ложа» для семян культур. Показатели качества: орудие или агрегат выполняют все необходимые технологические операции. Направление очередной обработки почвы выбирают поперек предыдущей или под некоторым углом к ней. Это правило годится для разных видов пахоты или разных приемов поверхностных обработок, кроме одного приема в два-три следа. Игнорирование этого требования приводит к образованию нанорельефа в виде многочисленных глубоких борозд, высоких гребней, к развитию эрозии и резкому ухудшению качества всех последующих работ и к частой поломке агрегатов. Показатели качества: поочередная или периодическая смена направления обработки почвы или посева культуры. Глубина обработки почвы и посева должна быть равномерной и соответствовать заданной. Несоблюдение одинаковой глубины пахоты приводит к пестроте плодородия почвы в разных частях поля. Неравномерный посев снижает полевую всхожесть семян, ведет к изреживанию стеблестоя и т. п. Показатели качества: при пахоте на 20-22 см допускается отклонение от ее средней глубины на + 2 см, т. е. допустимо колебание от 19 до 23 см. При глубокой пахоте (23-25, 27-29 см и т.п.) отклонения от средней глубины не должны составлять более ± 3 см. Для поверхностных приемов допускается отклонение от заданной глубины не выше ± 1 см. Для зерновых культур отклонение глубины посева от заданной не должно превышать ± 15%, 1 для мелкосемянных культур — не выше ± 5 %. Прямолинейность пахоты и посева. Несоблюдение этого требования вызывает огрехи (узкие необработанные или незасеянный полосы на поле), подрезание растений в рядках при междурядно; культивации и т. п. Показатели качества: пахоту принимают за прямолинейную если искривления гребня от осевой линии не превышают + 10 см т. е если искривления гребня не выходят за границы прямоугольника со сторонами 100 х 0,2 м. Этот же показатель используют для оценки прямолинейности рядков посева. Норма высева семян культуры должна соответствовать задан ной. Снижение нормы высева приводит к изреженности посева увеличению в нем сорных растений, уменьшению величины урожая и т. п. Завышенные нормы высева приводят к перерасходу ceмян, загущению посевов, недостатку влаги и элементов минерального питания для культуры, к последующему изреживанию стеблестоя и т. п. Показатели качества: от заданной величины фактическая норма высева культуры не должна превышать ±4%. Соблюдение нормы высева контролируют постоянно (не реже одного-двух раз в смену) путем учета расходуемых семян и величины засеянной площади. Заделка в почву стерни и растительных остатков при пахоте! отвальными плугами. Торчащая в бороздах стерня и плохо запаханные соломенные остатки препятствуют последующим работам и служат очагами болезней, размножения вредителей и т. п. Этому часто способствуют нарушения технологии уборки: высокая стерня, потеря соломы и половы при ее копнении, скирдований и т.п. Показатели качества: поверхность вспаханного поля полностью свободна от любых растительных остатков, за исключением полей, где осуществляется противоэрозионная обработка почвы. Подрезание вегетирующих сорняков особенно важно при лущении стерни, предпосевной культивации и т.п. Это исключает и опережающее развитие в посевах и предотвращает дополнительное образование у них семян и органов вегетативного размножения. Показатели качества: вегетирующие сорняки полностью подрезаются, что исключает их последующую приживаемость. Крошение и глыбистость почвы — противоположные понятия поэтому приемы обработки для них разные. При зяблевой (основной) вспашке предпочтительна высокая глыбистость: повышается водопроницаемость почвы, исключается заплывание почвы возможное проявление водной эрозии осенью и весной при таянии снега, хорошая аэрация усиливает процессы минерализации и т.п. Напротив, предпосевная обработка должна обеспечивать хорошее крошение и малую глыбистость почвы (мелкокомковатая поверхность поля), чтобы исключить просыпание семян культуры ниже посевного слоя, пересыхание почвы этого слоя, неравномерное распределение почвенных гербицидов и т. п. Показатели качества: глыбистость почвы (Гп) определяют как долю в процентах поверхности поля, закрываемой глыбами диаметром более 5 см. Крошение почвы (Кп.) выражают через долю в процентах поверхности поля, не занятой глыбами диаметром более 5 см. Отсюда следует: Гп. + Кп. = 100. Глыбистость почвы после основной вспашки не должна быть менее 25 %, глыбистость почвы посевного слоя после предпосевной обработки не более 10 %, а отсюда крошение должно составлять не менее 90 %. Системы основной обработки почвы под яровые культуры Совокупность научно обоснованных приемов, выполняемых в определенной последовательности и направленных на создание наилучших условий для вегетации культурных растений и повышения их продуктивности, называют системой обработки почвы. В систему обработки почвы обычно включают несколько взаимодополняющих приемов. Однако в определенных ситуациях она может сужаться до одного наиболее значимого приема. В зависимости от поставленных задач различают несколько систем обработки почвы, определяемых потребностью возделываемых культур, особенностями почвенно-климатических условий, системами севооборотов и другими факторами. Рассмотрим наиболее существенные из них. Оптимальное время для системы основной обработки почвы под яровые культуры — осенний период после уборки предшественника. В Нечерноземной зоне система зяблевой (осенней) обработки почвы на полях, освободившихся после уборки зерновых культур сплошного сева, слагается из двух взаимосвязанных приемов: лущения стерни и последующей зяблевой вспашки. После уборки зернового предшественника поле с оставшимся на нем жнивьем (стерней) не позднее чем на 2 — 3-й день обрабатывают дисковым лущильником на глубину 6 — 8 см. Вследствие этого распыленный и уплотненный верхний слой почвы разрыхляется, при этом резко снижаются потери влаги, уничтожаются вегетирующие сорняки, повреждаются вредные насекомые и их Личинки, обитающие на растительных остатках, а находившиеся На поверхности почвы осыпавшиеся семена сорняков заделывается во влажный слой почвы и тем провоцируются к прорастанию. Через 2 — 3 недели после массового появления всходов сорняков и некотором увлажнении почвы за счет конденсации влаги в холодные осенние ночи проводят культурную вспашку плугом с предплужником (глубина 8—10 см) на общую глубину не менее 20 — 22 см. В южных районах или при глубоком гумусовом слое и последующем размещении пропашных глубина вспашки должна быть не менее 25 — 27 см. Если поле сильно засорено корнеотпрысковыми многолетни-! ми сорняками, то лущение проводят лемешным лущильником! В сухую осень поле после лущения целесообразно прикатывать. При слабом появлении всходов сорняков зяблевую вспашку поев ле лущения не откладывают более чем на 2,5 — 3 недели. Зябь! выполненная до 15 сентября, считается ранней и по своему качеству под яровую культуру приравнивается к занятым парам. В центральных и южных районах страны из-за продолжительной осени такая система зяблевой обработки почвы с глубокой на 27 — 29 см вспашкой под пропашные (свекла, кукуруза, подсолнечник) дополняется затем несколькими поверхностными обработками поля. Это способствует уничтожению появляющихся ро зеток многолетних сорняков (метод истощения) и дополнитель1 ному накоплению влаги. Такая система основной обработки получила название полупаровой, поскольку обработка в осенний период напоминает обработку чистого пара во второй половине теплого периода. В северных районах европейской части России, как и в Сибири, где семена сорняков плохо прорастают в холодную и короткую осень, послеуборочное лущение обычно исключают и после уборки культуры немедленно проводят зяблевую вспашку. В степных районах, подверженных ветровой эрозии, послеуборочную обработку жнивья выполняют игольчатыми боронами (БИГ-3; БШ-15; БШ-20) с последующим осенним безотвальным] рыхлением на 14—16 см (КПП-2,2 и др.), добиваясь максимального сохранения стерни на поверхности почвы (рис. 17). Система зяблевой обработки полей, вышедших из-под пропашных культур, зависит от состояния почвы и засоренности посевов. На полях, отводимых под зерновые культуры, чистых от сорняков и с рыхлой почвой обычно ограничиваются отвальным лущением или вспашкой на глубину 12—14 см. Если есть сорняки, а почва пересохла и уплотнена, поле предварительно дискуют, а через 1,5 — 2 недели и при большом количестве растительных остатков (ботва, листва и стерня кукурузы и т.д.) его пашут плугом с предплужником на глубину не менее 23 — 25 см. Поля, вышедшие из-под многолетних трав, бывают сильно иссушены, имеют весьма плотную дернину и в связи с этим высокое удельное сопротивление обработке. На таком поле необходимо предварительно тщательно разделать дернину дисковым орудием на глубину 8 — 10 см и лучше в перекрестном направлении. Затем, устанавливая предплужник на глубину 8—10 см, проводят отвальную вспашку на глубину не менее 20 — 22 см. В северных районах или на тяжелых почвах зяблевую вспашку многолетних трав проводят возможно раньше, иначе весной слаборазложившаяся дернина осложнит последующие посевные работы. В более южных районах с продолжительной осенью или на легких по механическому составу почвах вспашку на зябь полей из-под многолетних трав переносят на более поздний период. При ранней вспашке вследствие интенсивной минерализации дернины значительное количество образовавшихся элементов минерального питания осенне-зимними осадками будут вынесены за пределы корнеобитаемого слоя, а качество почвы и запасы в ней органического вещества существенно снизятся. Системы предпосевной подготовки почвы под яровые культуры Способы основной обработки не решают многих вопросов, связанных с подготовкой почвы под посев яровых культур, различающихся по биологии, по требованиям к условиям жизни, особенностями агротехники и т. п. В этой связи важное значение имеет система предпосевной подготовки почвы, которая выполняется с начала полевых работ и заканчивается предпосевной культивацией под конкретную культуру. Основные задачи предпосевной подготовки почвы под яровые культуры состоят в следующем: 1) сохранение почвенной влаги; 2) снижение обилия сорняков, как и других вредных организмов, До безопасного уровня; 3) создание благоприятных условий для своевременного посева и дружного появления всходов возделываемой культуры. В Нечерноземной и Центрально-Черноземной зонах первый и обязательный прием предпосевной обработки почвы под все яровые культуры на вспаханных с осени полях — ранневесеннее боронование. Его проводят выборочно по каждому полю, поскольку состояние физической спелости почвы наступает в разное время Даже на отдельных частях единого массива. На почвах структурных и легких по механическому составу эту работу можно начинать несколько раньше, используя волокуши, шлейфы и легкие бороны, ограничиваясь глубиной обработки до 3 — 4 см. На тяжелых, бесструктурных и заплывающих почвах состояние физической спелости ориентировочно наступает на один-два дня позже, а для проведения работ обычно используют средние или тяжелые зубовые бороны. Увеличение глубины ранневесеннего боронования более 5 — 6 см иссушает посевной слой и замедляет появление всходов из семян высеянной культуры. Однако последующие приемы предпосевной подготовки почвы под разные группы культур существенно разнятся. Культуры раннего срока сева (овес, ячмень, яровая пшеница, лен, многолетние травы, горох, вика и др.) предпочитают посевной слой высокой влажности, начинают прорастать уже при температуре более 1 — 3 °С. Поэтому их следует высевать как можно раньше. Но одно ранневесеннее боронование не способно сформировать однородный по составу и глубине посевной слой. Поэтому перед посевом этих культур (лучше в тот же день, но не ранее чем за 2 — 3. дня до посева) необходима предпосевная культивация на глубину заделки семян с целью формирования плотного посевного ложа. При необходимости культивацию проводят с боронованием в агрегате, а для мелкосемянных культур — в агрегате с кольчато-шпоровыми катками. Эту культивацию в зависимости от интенсивности нарастания температуры воздуха и прорастания семян сорняков проводят через два-три дня после ранневесеннего боронования. При выполнении полевых работ следует руководствоваться следующим правилом: каждый последующий прием обработки почвы должен быть направлен поперек или по диагонали предыдущего. Это исключает образование на поле ко времени посева заметных гребней и борозд, как и других нежелательных элементов нанорельефа. Для культур позднего срока сева (кукуруза, картофель, подсолнечник, фасоль, гречиха, просо и др.) оптимальная температура почвы для прорастания семян составляет 12—18°С. По этому от момента ранневесеннего боронования до агротехнически оптимального времени их посева или посадки имеется период в 7—12 дней. В этот период можно провести не менее двух-трех поверхностных обработок, используя как комбинированные агрегаты (АПК-2,5; РВК-3,6 и др.) для рыхления, выравнивания и уплотнения почв, так и отдельные орудия для глубокого рыхления заплывших и уплотнившихся почв (ПЧ-4,5). Таким образом, возможности борьбы с сорняками и приемы повышения качества подготовки почвы под культуры позднего срока сева значительно разнообразнее. В районах, подверженных ветровой эрозии, на полях со стерневым фоном ранневесеннее боронование проводят игольчатыми боронами (типа БИГ-3) на глубину 4 — 6 см. После массового появления сорняков сев ведут комбинированными сеялками, которыми одновременно выполняется и предпосевная обработка почвы (ЛДС-6, СЗС-2,1). При необходимости повторной реализации метода «провокации» (в борьбе с овсюгом или при высеве поздних культур) после массового появления сорняков поле обрабатывают еще противоэрозионным культиватором КПЭ-3,8А. Системы паровой обработки почвы Оптимальные агротехнические сроки посева озимых зерновых культур (пшеница, рожь, ячмень) рассчитывают так, чтобы их осенняя вегетация составляла не менее 55— 60 дней. Однако до высева семян этих культур почва после обработки (часто это перепашка) должна тщательно подготавливаться и принять естественную плотность, для чего необходимо не менее 20 — 25 дней. Более того, ко времени посева почва должна содержать в пахотном, но прежде всего в посевном слое достаточное количество влаги, обеспечивающей дружное появление всходов озимых и накопление в растениях достаточного количества запасных веществ для успешной перезимовки посевов. Наиболее полно эти условия могут быть удовлетворены только при размещении озимых хлебов по чистым или занятым парам сообразно почвенно-климатическим условиям их возделывания. В Нечерноземной зоне основные площади посевов озимой пшеницы и озимой ржи обычно размещают по занятым парам. Из них здесь наиболее распространены пары, занятые смесью вики с овсом на сено. Система обработки занятого однолетней смесью пара включает следующие важнейшие приемы. После уборки предшественника (чаще это фуражные культуры) поле готовят по системе зяблевой обработки (лущение жнивья с последующей культурной вспашкой). При необходимости одновременно со вспашкой проводят или рыхление подпахотного слоя на 10—12 см, или его припахивают на глубину не более 3 — 4 см с внесением непосредственно перед зяблевой вспашкой по 25 — 30 т/га перепревшего навоза. В последнем случае поле еще и известкуют. Из-за опасности сильного заиливания и уплотнения поле без выравнивания гребней уходит в зиму. Ранней весной поле боронуют, а через 2 — 3 дня и дискуют на глубину 8—10 см с боронованием в агрегате. Это обеспечивает хорошее перемешивание извести и небольшого подзолистого слоя с обрабатываемым слоем. Затем следуют предпосевная культивация и посев смеси вики с овсом. После уборки однолетней мешанки на сено поле без предварительного лущения Перепахивают плугами с предплужниками и боронами в агрегате. Глубина перепашки должна быть на 2 — 3 см мельче, чем глубина зяблевой вспашки и не позднее чем за три недели до сева озимых. При появлении сорняков поле дискуют или культивируют поперек перепашки. За один-два дня до сева озимых проводят предпосевную культивацию с боронами в агрегате на глубину заделки семян. Если погодные условия засушливые, то после уборки смеси вики с овсом поле не перепахивают, чтобы не потерять остатки влаги. Вместо этого поле тщательно лущат в перекрестных направлениях на глубину 6 —8 см с немедленным прикатыванием. В последующем при появлении сорняков поле культивируют на 6 — 7 см с прикатыванием. Перед высевом семян озимых поле культивируют. В Центрально-Черноземной зоне и особенно в Поволжье с нарастанием дефицита влаги озимые предпочтительно размещать по чистым парам и особенно по черным. Система обработки слагается из такой последовательности приемов, которые направлены прежде всего на накопление и сохранение влаги в почве. После уборки зернового предшественника поле обрабатывают дисковым лущильником на 7 — 8 см (или на 10—12 см при преобладании многолетних сорняков), а через 2 — 3 недели начинают культурную вспашку не менее чем на 25 — 27 см. В продолжительный осенний период при появлении сорняков поле культивируют, а при выпадении осадков еще и боронят. Зимой необходимо снегозадержание, а с началом полевых работ — ранневесеннее боронование в два следа. После массового весеннего появления всходов сорняков поле рыхлят на 12—14 см без оборачивания (плоскорезы, культиваторы) с одновременным боронованием. Каждую последующую обработку без оборачивания слоя и с одновременным прикатыванием ведут последовательно с уменьшением глубины до 5 —6 см (система обратнопослойной обработки). При выпадении дождей проводят легкое боронование. Частые поверхностные обработки почвы, как и ее хорошая аэрация, благоприятствуют массовому прорастанию семян сорняков во всем пахотном слое. Однако обычно они не достигают поверхности почвы и погибают, способствуя самоочищению паров от сорняков. Кулисными называют пары, если на чистом пару при необходимости во второй половине лета поперек господствующих вет-1 ров высевают двух-, трехстрочные кулисы. Ширина межкулисных пространств определяется 15 — 20кратной высотой кулисных растений ко времени окончания вегетационного периода и кратностью рабочей ширины агрегата орудий, обрабатывающих межкулисные пространства. Озимые высевают поперек рядков кулис. В степных районах Сибири, подверженных ветровой эрозии, система обработки чистого пара, предназначенного под посевы яровой пшеницы, включает следующие приемы. После уборки зернового предшественника поле в осенний период не обрабатывают, стремясь сохранить максимальное количество стерни. Весной с начала вегетации малолетних сорняков поле обрабатывают игольчатой бороной (БИГ-3, БМШ-15). При массовом развитии розеток многолетних сорняков поле весной рыхлят культиватором КПП-2,2 на 6 — 8 см. Летом с помощью КПП-2,2 почву рыхлят еще на 8—10 см, стремясь сохранить до 60 — 70% стерни. При появлении сорных растений и сокращении плотности стерневого фона почву обрабатывают штанговым культиватором КШ-3,6А с одновременным посевом в июле горчичных кулис. Поверхностные обработки плоскорезами межкулисных пространств завершает обработка их плоскорезом КПГ-250 на глубину 20 — 22 см. Весной перед посевом по пару яровой пшеницы почву боронуют БИГ-3 на 5 —6 см, перед посевом ее обрабатывают КПП-2,2 на 6 — 8 см (рис. 18) и в середине мая сеют культуры стерневой сеялкой СЗС-2,1. Пути и условия минимализации обработки почв Возрастающее механическое воздействие на почву влечет за собой ряд негативных явлений. Во-первых, механическая обработка почвы поглощает около 40 % энергетических и свыше 25 % трудовых затрат в земледелии. Во-вторых, возрастающее механическое давление на почву как вследствие возрастания массы движителей, так и частоты движения агрегатов по полю резко усилило деградацию почвы: плотность почвы и ее сопротивление обработке резко возросли, содержание гумуса в почве за последние 60 лет снизилось на 25 — 30 % и усилились эрозионные процессы. В-третьих, хотя механическое воздействие на почву за последние 20 лет возросло в 3,5 раза, урожайность культур от переуплотнения почв снизилась на 12 — 30 %. Этот и другие отрицательные явления резко повысили актуальность минимализации обработки почвы в современном земледелии. Основные пути такой минимизации состоят в следующем: 1) сокращение числа обработок вследствие выполнения их при оптимальном физическом состоянии почвы; 2) уменьшение глубины обработки почвы при использовании агротехнически обоснованного чередования глубоких и поверхностных приемов; 3) совмещение ряда технологических операций за один проход агрегата; 4) уменьшение площади обрабатываемой поверхности за счет широкого использования пестицидов на остальной площади; 5) использование движителей и почвообрабатывающих орудий с минимальным удельным давлением на почву. Однако реализация этих путей в практике земледелия возможна только при соблюдении определенных условий: 1. Формирование равновесной плотности почвы соответственно оптимальной плотности для культур (для зерновых — 1,1- 1,3, для пропашных — 1,0—1,2). 2. Поддержание общей пористости почвы на уровне не менее 50 —55 % и пористости аэрации более 15 —20 %. 3. Обеспечение водопроницаемости почвы (не менее 60 мм/ч). 4. Сохранение полевой влагоемкости почвы на уровне около 3 0-33 %. 5. Поддержание водопрочных агрегатов макроструктуры на уровне выше 40 %. 6. Формирование мощности пахотного слоя не менее 20 — 22 см. 1 7. Сдерживание обилия вредных организмов в агрофитоценозе на уровне ниже экономического порога вредоносности. Для минимализации обработки почвы широко применяют как орудия для рыхления всего пахотного слоя и его поверхностной обработки (КПП-2,2; КПГ250; БМШ-15; КШ-3,8 А; БИГ-3 и др.), так и комбинированные орудия и агрегаты (РВК-3,6; АПК-2,5; ЛДС-6; СЗС-2,21 и др.). Контрольные вопросы 1. Назовите основные законы научного земледелия. Сформулируйте сущность закона возврата. 2. Какие задачи решает обработка почвы? Перечислите основные технологические операции процесса обработки почвы? 3. Почему необходимо оценивать качество обработки почвы? 4. Что такое основная обработка почвы? 5. Какие агротехнические задачи решает лущение стерни? 6. Что такое культурная вспашка и какова ее глубина? 7. В чем различия между предпосевной обработкой почвы и предпосевной культивацией? 8. При соблюдении каких условий допустима минимальная обработка почвы?