АГРОИНФормация

Агропортал - все для специалистов агропромышленного комплекса

Оптимизация обработки почв

С развитием теории и практики земледелия постоянно совершенствовались приемы и системы обработки почвы. Это развитие не шло одинаковыми темпами и зависело от общего уровня технического развития общества. Первый значительный скачок произошел, когда от древних примитивных способов обработки люди перешли к обработке почвы плугом, используя тягу животных. Это значительно повысило производительность труда в сельском хозяйстве. Считается, что именно это резкое увеличение производства продуктов питания, от выращивания которых могла освободиться значительная часть населения и заняться разнообразными ремеслами, наукой и искусством, создало основу для развития древних высокоразвитых цивилизаций. В Древнем Риме существовали различные системы обработки почв, в которых помимо плугов применялись и орудия поверхностной обработки, в частности зубовая борона.

В эпоху средневековья развитие почвообрабатывающей техники шло медленными темпами. Новое ускорение этому процессу дали развитие капитализма в Западной Европе, переход к интенсивному ведению сельского хозяйства, орудия и способы обработки почвы стали разнообразнее и совершеннее. Ускорился этот процесс при переходе от конной тяги к тракторной. Но основой всех систем обработки почвы оставалась, как и в Древнем Риме, отвальная вспашка.

По-настоящему пересмотреть взгляды на сложившуюся систему обработки почвы заставили разразившиеся в Северной Америке в 30-х годах нашего века пыльные бури. В конце 30-х — начале 40-х годов в США и Канаде стали применять почвозащитную обработку — мульчирование стерней. Оно заключалось в рыхлении почвы без оборачивания на глубину 12—25 см с оставлением на поверхности стерни. Но эта система обработки все-таки не смогла вытеснить отвальную вспашку: во-первых, вследствие инерции мышления земледельцев, во-вторых, потому, что отвальная вспашка во многих случаях в отсутствие дефляции эффективнее безотвальной, особенно в борьбе с сорняками.

Разразившиеся в США пыльные бури в 50-х годах дали новый толчок к внедрению безотвальных систем обработки, общему уменьшению интенсивности и количества обработок, стала внедряться даже нулевая система обработки, когда посев культур производился в необработанную почву прямо по стерне предшествующей культуры.

В нашей стране пыльные бури разразились в 60-х годах, соответственно и противодефляционные системы обработки, предусматривающие, в частности, минимализацию обработки, стали разрабатываться только в это время.

Новый стимул внедрение минимальных систем обработки у нас в стране и во всем мире получило в начале 70-х годов, когда разразился энергетический кризис. (В официальных документах партии и правительства новые системы обработки стали именоваться энергосберегающими.)

Еще одно обстоятельство заставляет обратить внимание на то, разумно ли мы обрабатываем почву: от резко возросших средств, вкладываемых в сельское хозяйство в последние десятилетия, не было получено ожидаемой отдачи. Одна из причин такого положения заключается в деградации почв под действием эрозии и обработки, это — распыление структуры, уменьшение содержания гумуса. Особенно заметно деградация проявилась на самых плодородных наших почвах — черноземах. На таком фоне применение все увеличивающихся доз минеральных удобрений не дало ожидаемого эффекта.

В это же время на полях появилось много мощной энергонасыщенной техники, имеющей большую массу. Возникли проблемы деградации почвы при уплотнении ее и разрушении поддействием движущейся по полю техники. Ходовые системы тракторов в период предпосевных обработок и сева покрывают от 30 до 80% поверхности поля, некоторые участки подвергаются 3-кратному воздействию движителей. Уплотняющие деформации почвы зависят от ее свойств, влажности, плотности во время прохода техники, массы машин, характера их ходовых систем, кратности воздействия. Глубина деформации варьирует от 20 см до 1 м и больше. При многократном воздействии накапливается уплотнение почвы как в пахотном, так и в подпахотном горизонте. Уплотнение идет не только в вертикальном, но и в горизонтальном от центра следа машины направлении на расстояние до 35—70 см. Особенно сильному воздействию подвержены влажные суглинистые и глинистые почвы.

По следам тракторов плотность может повыситься на 0,1—0,3 г/см3, вследствие этого уменьшается степень крошения пласта, возрастает сопротивление вспашке. Из-за этого только на вспашку в стране дополнительно расходуется около 1 млн т топлива в год. Уплотнение почвы существующей сельскохозяйственной техникой снижает эффективное плодородие различных почв, а тяжелая колесная техника снижает и потенциальное плодородие, что ведет к существенному недобору урожая. Максимально допустимое давление машин на суглинистую почву при влажности выше 0,7ППВ, при которой проводятся все ранневесенние полевые работы, составляет 0,5—0,7 кгс/см2. При таких давлениях структура почвы разрушается слабо, а плотность через некоторое время самовосстанавливается. Современные гусеничные тракторы оказывают на почву давление, равное 1,5—2 кгс/см2, колесные — 2,0—3,0 кгс/см2, а комбайны и транспортные средства — еще выше. Совершенствование ходовых систем движителей идет по пути создания пневмогусеничных систем, эластичных шин, улучшения гусеничного хода.

Саморазуплотнение почв происходит в основном под влиянием процессов набухания — усадки и зависит от их гранулометрического и минералогического состава, содержания и качества органического вещества, суммы и состава обменных оснований. Влияние этих факторов проявляется через создание прочных структурных связей в микро - и макроагрегатах почв. Процессам саморазуплотнения способствует повышение содержания органического вещества и минералов монтмориллонитовой группы. Поэтому черноземы более способны к саморазуплотнению, чем подзолистые почвы, при окультуривании подзолистых почв увеличивается их способность к саморазуплотнению. Высокое содержание гумуса и органических остатков также повышает способность почв сопротивляться уплотнению под действием ходовых частей машин. Уменьшить или ликвидировать последствия переуплотнения можно проведением глубокого рыхления почв.

Следовательно, имеются четыре основные причины, побудившие к поиску путей оптимизации воздействия человека на почву:

1) эрозия почвы,

2) деградация ее под действием обработки,

3) деградация под действием уплотнения машинами, 4) экономия энергоресурсов.

Одно из основных направлений в решении этой задачи — минимализация обработки почвы, т. е. сокращение количества приемов при возделывании сельскохозяйственных культур, уменьшение интенсивности воздействия обработки на почву, уменьшение энергоемкости приемов обработки. Например, при замене отвальной вспашки плоскорезной обработкой на ту же глубину уменьшается воздействие рабочих органов на почву, уменьшается количество топлива, которое расходуется на обработку единицы площади, повышается производительность труда. Количество обработок можно сократить, когда поле относительно свободно от сорняков, применяются химические или биологические методы их уничтожения, плотность почвы близка к оптимальной для развития сельскохозяйственной культуры.

Исходя из этих предпосылок, минимализация обработки возможна и осуществляется на большей части территории нашей страны, особенно там, где равновесная плотность почвы близка к оптимальной или велика опасность проявления ветровой и водной эрозии.

С другой стороны, чрезвычайное увлечение минимализацией обработки, особенно проведением только безотвальных обработок, приводило на практике к самоотравлению почвы, массовому размножению сорняков, если не было эффективных средств борьбы с ними помимо обработки. Как показал опыт земледельцев Северной Америки, где минимальные системы земледелия применяются длительное время, отвальную обработку в настоящее время нельзя полностью исключить из систем обработки независимо от почвенно-климатических условий. Периодичность ее применения обусловливается указанными выше причинами. Необходимость в применении отвальной обработки может возникать один раз в несколько лет.

Невозможно отказаться от интенсивной обработки почвы на орошаемых землях, на почвах, испытывающих избыточное естественное увлажнение, особенно на тяжелых подзолистых почвах. В некоторых случаях на таких почвах эффективна интенсификация их обработки, применение методов глубокого рыхления. С другой стороны, путем совершенствования приемов обработки, технологии возделывания культур и на таких почвах возможно сокращение числа обработок, особенно поверхностных, при общем повышении интенсивности воздействия обработок на почву в севообороте.

Уменьшение уплотнения почв под действием техники достигается путем уменьшения массы машин, совершенствования их ходовых систем, сокращения числа проходов техники по полю. Последнее достигается сокращением количества приемов обработки почвы в севообороте, применением комбинированных и усовершенствованных агрегатов. Такие агрегаты воздействуют на почву при одном проходе по полю так, как несколько простых почвообрабатывающих орудий, выполняющих последовательно отдельные приемы обработки. Это орудия с принудительным, от двигателя, движением рабочих органов: фрезы, ротационные плуги, культиваторы, бороны, орудия с вибрирующими рабочими органами и т. д. В комбинированных агрегатах обычно совмещаются рабочие органы нескольких сельскохозяйственных орудий. Например, стерневые сеялки могут кроме посева семян выполнять культивацию, вносить гербициды и удобрения, прикатывать почву.

Хотя проблема оптимизации обработки почв резко обострилась в последнее время, она не могла не волновать земледельцев во все времена. В Древнем Риме систему обработки почвы строили исходя из свойств почвы, возделываемой культуры, степени засоренности полей, погодных условий. Плиний Старший указывал, что плотную, тяжелую почву следует засевать только после пяти-девятикратной вспашки. С другой стороны, «сеять же бобы и вику по невспаханной земле — это значит без ущерба для дела экономить труд». Холмы рекомендовалось пахать только поперек склона. Проблемы уплотнения почвы также волновали древних. Колумелла писал: «Весьма важно, чтобы земля после плантажа пребывала в состоянии разрыхленности, не нарушаемой, если возможно, даже шагами человека...»

В 1828 г. в Англии Битсон делился опытом по мелкой обработке почвы. В России на заседаниях Лебедянского общества сельского хозяйства на повестке дня постоянно был вопрос о сравнительной эффективности глубокой и мелкой обработки почвы. В 1848 г. Ф. К. Майер докладывал, что, по его наблюдениям, озимые при неглубокой обработке не снижали урожаев, а яровые культуры отзывались на уменьшение глубины пахоты отрицательно. Убежденными пропагандистами поверхностной обработки были И. Е. Овсинский (1899) в России и фермер Жак (1913) во Франции. В 1943 г. американский фермер Э. X. Фолкнер выпустил книгу под громким названием «Безумие пахаря», где он критиковал сложившуюся систему отвальной обработки. В нашей стране Т. С. Мальцев в конце 40-х годов начал внедрять в Курганской обл. систему безотвальной обработки почвы, где мелкая поверхностная обработка сочетается в севообороте с периодическим глубоким рыхлением почвы безотвальным плугом, специально сконструированным для этого автором.

You are here