Стерневая обработка почвы что это

Добавил пользователь Владимир З.
Обновлено: 19.09.2024

За счет минимализации процессов безплужное земледелие позволяет экономить ресурсы. Соответственно, повышается и рентабельность сельского хозяйства, сохраняется и восстанавливается плодородие пахотного слоя. Одно из наибольших преимуществ нулевой обработки почвы – это повышение влажности почвы благодаря качественному накоплению и задержанию влаги в почве.

В случае использования системы безплужного земледелия механическое влияние на почву практически исключается. Проводится прямой посев по пожнивным остаткам.

Технология безплужного земледелия несколько усложняет посев, но позволяет сократить количество проходов техники по полю, что экономит горючее, меньше изнашивает оборудование. Вместе с тем меньше уплотняется почва.

При традиционной обработке часть земель отводят из севооборота под пар.

Что такое безплужное земледелие?

Технология безплужного земледелия улучшает питание почвы, стимулирует почвенную биологическую активность, увеличивает содержание органических веществ и оказывает содействие формированию гумусовых частичек, которые в свою очередь улучшают физическое, химическое и биологическое состояние почвы. Питание почва получает от стерни, которую хозяин оставляет на поверхности поля после уборки культуры.

Для безплужного земледелия нужна такая техника: сеялка прямого посева (стерневая сеялка), опрыскиватель и комбайн с приспособлением для равномерного разбрасывания соломы и растительных остатков.

Вместе с тем благодаря безплужному земледелию земля естественным путем остается под паром без прерывания посевного цикла.

Безплужное земледелие борется с сорняками

Система безплужного земледелия также хорошее экологическое средство борьбы с сорняками. Растительные остатки после уборки урожая остаются на поле, изменяя условия окружающей среды, связанные с прорастанием семян сорняков, и физически препятствуя росту всходов или, под влиянием алелопатии нарушают также прорастание. Как утверждают иностранные научные работники, каждые 1000 кг/га растительных остатков озимой пшеницы на поверхности почвы сокращают формирование всходов сорняков на 14%.

Безплужное земледелие сохраняет влагу

Методы обработки, которые сохраняют пожнивные остатки на поверхности почвы, оказывают содействие увеличению собранной влаги естественным путем, т.е. дождем. Для сохранности этой влаги нужно уменьшать вынос воды сорняками. Испарение можно сократить, покрывая поверхность почвы мульчею, которая снизит переход влаги в атмосферу.

Глубокие потери воды можно также сократить выращиванием таких культур, сезон роста которых совпадает со временем, когда потенциал глубокого протекания воды наибольший, а также стимулированием использования воды из более глубоких горизонтов почвы.

Отечественные ученые считают послеуборочную глубокую обработку почвы в осенний период неотъемлемой частью технологии производства сельскохозяйственных культур.

Рыхлитель РСП-5,4. Вид в агрегате с трактором К744Р2

Вид агрегата (К744Р2+РСП-5,4) в работе

– Алексей Иванович, расскажите подробнее о Ваших опытах по обработке почвы осенью.

– С целью оценки влияния различных способов осенней основной обработки стерневых полей на накопление и сохранение почвенной влаги в 2015-2016 годах специалистами нашего НИИ были заложены производственные опыты. Испытали 4 варианта орудий и обработки почвы в осенний период, а в 2017 году провели оценку состояния пахотного слоя по накоплению почвенной влаги, твердости и плотности в период после таяния снега и сохранность влагозапасов перед началом посевных работ. Замеры проводились 3 и 15 мая 2017 года по стандартным методикам ГОСТ-20915 с отбором проб на влажность по слоям через 10 см на глубину 1 метра. Плотность и твердость пахотного слоя замерялись на глубину до 35 см. Опыты были заложены на обыкновенных черноземах с содержанием гумуса в пахотном слое 3,7-4,2%. Почвы по механическому составу представляли собой средние суглинки. Состояние пахотного слоя толщиной 0-50 см в период проведения обработок в 2015 и 2016 годах характеризовалось средней влажностью 17,1%, твердостью 4,9 МПа и плотностью 1,47 г/см 3 .

– Для чего нужна механическая обработка почвы осенью?

– Почвенный покров северных зерносеющих регионов нашей республики представлен в основном черноземами, каштановыми, карбонатными и солонцовыми почвами тяжелого и среднего механического состава с низким содержанием гумуса. Такие почвы слабо впитывают атмосферные осадки, склонны к самоуплотнению и к образованию глыбистой структуры. Талые воды, после таяния снега, не впитываются в пахотный слой из-за его переуплотнения и образования глыбистой структуры, стекают и собираются в понижения, образуя лиманы и озера.

Повсеместное сокращение механических разноглубинных обработок при слабом накоплении измельченных пожнивных остатков на поверхности поля также способствует образованию уплотненного слоя. Исследования ученых НПЦ зернового хозяйства им. А. И. Бараева показывают, что мульчирующий защитный слой на поверхности поля начинает работать при накоплении измельченной массы от 3 до 5 тонн на гектар. Для накопления такой массы требуется длительный период и высокая урожайность зерновых культур.

Кроме того, практически все зерносеющие районы Казахстана находятся в зоне активной ветровой деятельности. Поэтому для проведения обработок стерневых и паровых полей рекомендуется использовать орудия, позволяющие максимально сохранить стерню и пожнивные остатки и создать мульчирующую ветроустойчивую поверхность поля. Вследствие данных факторов возникает необходимость проведения механических обработок уплотненных стерневых и паровых полей. Этого можно достичь при использовании орудий для безотвальной обработки почвы с рабочими органами плоскорежущего типа.

Рыхлитель РЧ-4. Вид в агрегате с трактором К744Р2 Вид агрегата (К744Р2+РЧ-4) в работе

– Что показали проведенные испытания?

– Как я уже сказал, оценивались четыре варианта опытов по осенней обработке полей в 2015-2016 годах. Первый опыт предусматривал осеннюю основную обработку стерневого поля рыхлителем РСП-5,4 в агрегате с трактором К-744-Р2 на глубину 35 см (рисунок 1). На втором опыте основная осенняя обработка стерневого поля проведена на глубину 35 см рыхлителем РЧ-4 с наклонными стойками рабочих органов (рисунок 2).

В третьем опыте осенняя обработка стерневого поля проводилась в 2015 году рыхлителем РЧ-4 на глубину 35 см. В 2016 году на этом поле высевался донник под покров посевов ячменя. В четвертом опыте основная обработка стерневого поля проводилась плоскорезом-глубокорыхлителем ПГ-3-5 в агрегате с трактором К-701 на глубину 30 см. В качестве контрольного варианта принят опыт на стерне без обработки. На поле в течение 5 лет не проводилась глубокая обработка, а поле представляло собой стерню после уборки пшеницы.

На всех участках в 2017 году проведено закрытие влаги зубчатыми цепными боронами в последних числах апреля. Посев культур на участках проводился с 16 по 20 мая. В результате замеров 3 и 15 мая 2017 года было установлено, что максимальное накопление почвенной влаги в метровом слое получено соответственно в опыте № 1 (обработка рыхлителем РСП-5,4 на глубину 35 см) – 26,9% и в опыте № 2 (обработка рыхлителем РЧ-4 на глубину 35 см) – 25,8%. Несколько ниже были запасы влаги в метровом слое в опыте № 3 – 22,9% (обработка рыхлителем РЧ-4 на глубину 35 см и высев донника под покров посевов ячменя).

Минимальные запасы почвенной влаги в метровом слое получены по варианту № 5 (контроль, стерня без обработки). По сравнению с обработками рыхлителями РСП-5,4 и РЧ-4 запасы влаги в почве в метровом слое на стерне без обработки были в 1,7 раз ниже.

В варианте № 2 (обработка рыхлителем РЧ-4 на глубину 35 см) запасы влаги в метровом слое снизились на 3,2%, а в слое 0,5 м на 2,9%. Тем не менее остаток влаги по варианту № 2 был выше, чем по обработке глубокорыхлителем ПГ-3-5 и по стерне без обработки. На контроле потери почвенной влаги в метровом слое составили 1,8%, а в слое 0,5 м – 1,4%.

Следует отметить положительное последействие от глубокой обработки рыхлителем РЧ-4 на накопление и сохранение влаги в почве. В метровом слое на посевах донника (вариант № 3) запасы почвенной влаги составили 22,9%, а в слое до 50 см – 24,3%. При этом потери почвенной влаги на посевах донника были ниже, чем по обработке глубокорыхлителем ПГ-3-5 и по стерне без обработки.

– Расскажите о производителе орудий, которые участвовали в опытах.

– Какой вывод был Вами сделан по результатам представленных опытов?

– Результаты производственных опытов показали, что основная обработка стерневых полей с высоким качеством крошения основного почвенного слоя и с максимальным сохранением стерни на поверхности поля является эффективным мероприятием по накоплению и сохранению почвенной влаги. Глубокая осенняя обработка поля, при условии сохранения стерни на поверхности, способствовала накоплению и сохранению влаги в 1,6-1,7 раз больше, чем на полях без глубокой осенней обработки.

Получить хороший урожай — первостепенная задача для земледельческих хозяйств, и большое значение при этом имеют методы обработки почвы. Аграрии понимают — от правильного применения агротехнических правил, соблюдения сроков их проведения, зависит то, насколько окупится их труд в конечном результате.

Что это такое?

Лущение почвы или стерни – это агротехнический приём обработки поля после уборки урожая зерновых. Метод предшествует зяблевой вспашке, иногда заменяет её. Время проведения ограничено — лущение сразу после уборки урожая даёт положительный эффект, но спустя неделю подобное мероприятие теряет смысл.

Цель таких мероприятий — рыхление верхнего слоя земли, частичного её оборачивания, подрезания корнеотпрысковых сорняков, уничтожение вредителей. Целесообразность проведения мероприятия зависит от района земледелия. В земледельческих областях с тёплым, влажным климатом и продолжительной осенью лущение имеет большое значение — происходит рыхление грунта вглубь на 10-15 сантиметров, это удерживает влагу, уничтожает личинок вредителей.

Рыхление грунта подобным методом создаёт условия для накопления и задержания влаги от уборки до зяблевой вспашки. Глубина лущения, выбор орудия культивации зависят от показателей местных условий, видов сорняков, степени засорённости земель.

В районах выращивания ячменя вовремя проведённое рыхление уничтожает сорняки, размножающиеся способом вегетации, до 90%. При этом не происходит обсеменение, повреждённые корневища в условиях тёплой и влажной осени успевают дать побеги и нарастить шильца. Во время зяблевой вспашки они уничтожаются, зимой погибают окончательно.

В районах с длительным послеуборочным периодом, на полях, предназначенных под ячмень, практикуют двойное лущение жнивья — первое проводят дискаторами (дисковыми лущильниками) одновременно с уборкой урожая, на глубину 6-8 см. Второе рыхление — лемешниками на глубину 10-12 сантиметров непосредственно перед зяблевой вспашкой.

Показатели Безенчукской, Синельниковской, Эрастовской и других опытных станций доказывают – при ежегодном проведении лущения погибают до 90% сорняков на больших участках. Происходит ускорение процессов минерализации, интенсивнее идёт микробиологическое развитие. Рыхление предотвращает распространение возбудителей болезней:

ржавчины;
спорыньи;
корневой гнили;
мучнистой росы;
хлебного пилильщика.

Зерновые культуры известны тем, что после уборки урожая земля пронизана их жёсткими корнями.

Она быстро пересыхает, деревенеет и впоследствии сильно затрудняет вспашку. Это сказывается на расходе ГСМ, изношенности оборудования, показателях урожайности.

Чем проводят лущение?

Для проведения поверхностной пахоты используют специальные дисковые агрегаты, называемые лущильниками, или дискаторами. Конструкции со сферическими дисками предусматривают настройку расстояния между ними, глубина погружения регулируется от 3 до 25 сантиметров.

На каменистых почвах рекомендуется применять другой вид лущильников — чизельные культиваторы со стрельчатыми лапами. Универсальное назначение такого плуга позволило земледельцам использовать его для подрезания корневищ, разделки дернины. С его помощью вносят удобрения.

Форма плугов легко справляется с засорёнными камнем грунтами, сложным рельефом, в комплекте идут стрельчатые, лемешные рыхлители.

Чизельники не собирают на плуг даже переувлажнённую землю. Легко перемалывают остатки стерни, корни, попутно уничтожая личинок и куколок вредителей.

Технология

Этот вид культивации применяют в районах, где влажность почвы составляет 12-25%, а твёрдость на глубине до 15 сантиметров — до 3,5 Мпа. К проведению обработки жнивья методом лущения предъявляются специальные агротехнические требования. Допустимая глубина погружения зависит от выбора агрегатов:

при дисковой вспашке – 5-10 см (± 1,5 см);
при рыхлении чизельными лущильниками – 10-18 см;
смежные проходы для дискаторов – 15-20 сантиметров при соблюдении отсутствия огрехов.

Количество оставшейся на поверхности стерни не должно превышать 40%.

Выбор типа механизма зависит от состояния грунта, сельскохозяйственной культуры-предшественника, степени и вида засорённости. Чизельные плуги используют на плотных почвах, после подсолнечника, кукурузы, на каменешниках. А также их прогоняют на участках с пыреем и другими корнеотпрысковыми сорняками. Агрегаты подрезают и переворачивают верхний пласт грунта.

При засорении участков однолетними сорняками рекомендуется применять вспашку с углублением на 6 -8 сантиметров, даже при сухой погоде имеющейся влаги хватит для прорастания сорняков. В дождливый сезон хватает 5-6 см. До появления лущильников рыхление проводили с помощью бороны, но на ней нельзя было регулировать наклон и глубину, что позволяет делать устройство дискаторов.

Правила агротехники требуют соблюдения угла атаки:

30-35° – лущение жнивья;
15-25° – дискование (боронование);
30° – рыхлые почвы с малым засорением;
35° – сильно засорённые и уплотнённые почвы.

Поля готовят, убирая остатки соломы, разбивая на загоны для работы чизельного лущильника.

Для дискаторов разбивка загонов не нужна, так как они работают круговым или челночным способом движения. Работа культиваторов более эффективна в групповых звеньях.

Показатели качества:

процентное соотношения подрезания и измельчения корневищ;
равномерное соблюдение заданной глубины;
отсутствие необработанных частей почвы;
крошение верхнего пласта;
гребнистость вспашки;
сроки выполнения.

Особенности проведения

До появления дисковых лущильников использовали бороны, но сегодня те аграрии, которые имеют в хозяйстве дискаторы, в боронах больше не испытывают нужду. Сферические диски не встречают сопротивление растительности и грунта. В отличие от бороны возможна настройка глубины погружения. Аграрий выставляет нужный угол, подстраивая под показатели жнивья.

Особенность такого культивационного приёма состоит в том, что верхний слой почвы подвергается измельчению, рыхлению и крошению. Землю оборачивают и перемешивают, разрушая горизонтальные капилляры, в результате чего влага не может уйти на глубину. Она вынужденно скапливается возле самой поверхности, вбирая конденсат из воздуха, собирая дождевую воду. Испарению влаги мешает измельчённая поверхность.

Повышенная влажность провоцирует прорастание семян растений-вредителей. Они набирают зелёную массу и ко времени зяблевой культивации уже тратят накопленные полезные вещества. Глубокая вспашка окончательно их уничтожает. Вывернутые наружу корни подсыхают и утрачивают способность к отрастанию.

Подготовка

Прежде чем приступать к культивационному методу рыхления, к работе готовят машинно-тракторные агрегаты для дискования или боронования почвы. Начинают подготовку с проверки комплектации. Соединяют гидросистемы трактора и лущильника, прицепную скобу трактора совмещают с серьгой культиватора. Затем следует проверка работоспособности механизма гидравлики на подъём и опускание.

Регулируют давления в шинах до 0,25 Мпа. Проверяют все зазоры между диском и чистиком — они не должны превышать 2 мм, регулируют тяги на выбранный угол атаки. Устанавливают брусья секций, проверяют работу механизма гидравлического управления, отвечающего за регулировку глубины обработки грунта.

Проверяют функционирование рабочих узлов, настраивают угол атаки дисковых батарей. Увеличение угла атаки сильнее заглубляет диски, они лучше подрезают сорняки и мельче рыхлят землю. Регулируют синхронность работы всех дисков, во время работы на поле все корни должны быть подрезаны, поверхность измельчена. Максимально допустимая высота гребня — 8 см.

Далее проверяется работа узлов культиватора, опоры колёс, сами колёса. Секционным шарнирам предстоит выдерживать постоянную вибрацию и нагрузку во время обработки полей со сложным рельефом. Секции размещают под необходимым углом, проверяют на пробных прогонах. В поле дискаторы выходят с зафиксированным или регулируемым углом атаки.

Для засорённых тяжёлых полей готовят лемешные лущильники. На них проверяют работу рычажных или винтовых подъёмников для регулировки глубины погружения. Лемехи проходят проверку на качество крепления к опорной раме.

С полей убирают солому, свозят заготовленные тюки или рулоны в отведённые для этого места, убирают другие растительные остатки. Если предстоит культивация лемешными или плоскорезными агрегатами, поля разбивают на загоны. Для расчёта длины гонов разработаны агрономические таблицы, где учитывается тип лущильника, длина и ширина гона. Отбивают поворотные полосы для дисковых агрегатов, где ширина полосы кратна захвату культиватора.

Сроки

Лущение рекомендуется проводить осенью, вслед за комбайнированием, после уборки соломы. Максимальный временной разрыв – 2-3 дня. Через неделю лущение не имеет смысла.

В весенний сезон проводят рыхление вспаханных под зябь площадей для удержания влаги. Культивируют землю после уборки многолетних и однолетних кормовых трав и сидератов, пропашных культур, посеянных на площадях севооборота, в целях не допустить испарения влаги.

Процесс лущения стерни на ЮМЗ-6кл с дисками АГ-2,4 представлен на видео далее.

Благоприятно влияющее на окружающую среду устойчивое сельское хозяйство предполагает увеличение производства сельскохозяйственной продукции при сохранении биоразнообразия в агроценозах, способствует накоплению в почвах гумуса, снижает эрозию, переуплотнение почвы, вымывание питательных веществ, а также накопление токсичных соединений в почве. Многие страны ЕС в рамках развития концепции устойчивого сельского хозяйства достаточно широко внедряют ресурсосберегающие технологии обработки почвы без вспашки, которые называют сохраняющей или консервирующей (минимальной) обработкой почвы. Обратимся к опыту европейских стран, где ресурсосбережение активно изучается и внедряется на протяжении как минимум нескольких десятилетий, что позволяет делать обоснованные выводы о целесообразности отказа от оборота пласта почвы плугом.

Предпосылки для внесения изменений в систему земледелия

В хозяйствах в настоящее время доминирует плужная обработка почвы. При зяблевой вспашке плуг глубоко заделывает в почву осыпавшиеся семена сорняков, падалицу предшествующих культур севооборота, органические удобрения и зимующих на растительных остатках вредителей, чем обеспечивает подготовку почвы к возделыванию полевых культур.

Однако длительное использование плуга может приводить к негативным изменениям в почвенной среде, что сегодня замечают многие аграрии, в том числе и в нашей стране. Интенсивное рыхление почвы на большую глубину ускоряет процесс разложения ценного гумуса. Потери органического вещества после 20 лет интенсивной обработки почвы плугом могут достигать 50% (Kinsella J., 1995), что отрицательно сказывается на структуре почвы, ее влагоемкости и биологической активности. Подверженность водной и ветровой эрозии также увеличивается, особенно на больших площадях без разделительных лесополос или на большом удалении от лесных массивов.

Верхний слой почвы становится слишком сухим, несущая способность почвы снижается, а частое использование тяжелых тракторов для обработки и транспортировки нередко вызывает чрезмерное переуплотнение, в том числе и подпахотного горизонта. Почва после вспашки требует доработки, что увеличивает затраты на возделывание культур, потребление энергии и рабочего времени, а также создает проблемы с соблюдением оптимальных агротехнических сроков.

Значительная деградация почвенной среды, спровоцированная интенсивным воздействием на почву машин и орудий, заставляет искать новые технологии обработки почвы, способствующие защите почвы и восстановлению естественных биоценозов в районах с интенсивным сельскохозяйственным производством.

В настоящее время значение обработки почвы в качестве приема, доставляющего культурам питательные вещества и отвечающего за снижение засоренности полей сорняками, больше не является приоритетом. Больше внимания уделяется защите окружающей среды: почвы, воды и воздуха. В последние десятилетия стратегия обработки почвы в странах Европы претерпела определенную переоценку и базируется на:

накоплении влаги и снижении непродуктивных потерь в почве;
ограничении потерь органического вещества (увеличении связывания органического углерода почвой);
повышении биологической активности почвы;
ограничении интенсивности водной и ветровой эрозии;
улучшении структуры почвы, дренажа и снижении к образованию на поверхности корки;
снижении поверхностного стока и вымывания питательных веществ;
снижении затрат на выращивание культур, рабочего времени и энергии.

На Ставрополье успешно применяют технологию No-till

Консервирующая (минимальная) обработка почвы — это концепция сельскохозяйственного производства, основной целью которой является сохранение природных ресурсов при одновременном получении высоких урожаев. Эта технология основана на поддержании естественных биологических процессов в почве. Все виды обработки почвы сведены к необходимому минимуму. В системе ресурсосберегающего земледелия применяются необходимые для производства средства органического или синтетического происхождения, способные восстанавливать биологическую жизнь и естественную структуру почвы. Ресурсосберегающее земледелие определяется тремя основными характеристиками:

длительной, существенно ограниченной интенсивностью воздействия на почву;
круглогодичным покрытием поверхности почвы мульчей из пожнивных остатков или промежуточных культур;
существенным расширением севооборота с включением зернобобовых и промежуточных культур.

Основным преимуществом консервирующей обработки почвы является рыхление почвы без оборота пласта. На практике это означает отказ от плуга как основного орудия обработки почвы. В зависимости от интенсивности и глубины рыхления растительные остатки остаются на поверхности почвы или в ее подповерхностном слое. Нулевая обработка почвы, именуемая прямым посевом — это крайний вариант технологии, при котором обработка почвы ограничивается рыхлением только посевной борозды. Во время движения агрегата семена высеваются на дно посевной борозды и закрываются.

Интересным решением является технология полосной обработки почвы и посева Strip-till до глубины 30 см, при которой рыхлится узкая полоса, в которую вносятся удобрения, готовится семенное ложе и рядами высеваются культуры. Все эти приемы выполняются за один проход специальными агрегатами, которые уже доступны на рынке Беларуси. По этой технологии возделывают рапс, кукуруза, саханая свекла, зерновые, бобовые и даже промежуточные культуры. Наиболее важные преимущества Strip-till:

глубокое рыхление почвы только в полосе;
сохранение структуры почвы;
противодействие уплотнению почвы частыми проходами техникой;
снижение потерь влаги за счет испарения из почвы;
накопление органического углерода;
низкий риск водной и ветровой эрозии;
локальное внесение удобрений и эффективное использование питательных веществ культурами;
низкий расход энергии (топлива) и рабочего времени по сравнению с плужной обработкой.

Воздействие на окружающую среду

Многолетними исследованиями установлено, что снижение воздействия на почву агрегатами значительно уменьшает ее деградацию и потери воды, что отлично вписывается в стратегию ограничения негативного воздействия изменения климата на окружающую среду.

В результате внедрения ресурсосберегающих бесплужных технологий с оставлением растительных остатков на поверхности поля, после переходного периода (4-8 лет) за счет снижения частоты проходов техники и орудий в почве растет содержание органического вещества, улучшаетсчя структура и биологическая активность, накапливается больше влаги и гумуса, что подтверждается многочисленными исследованиями ученых разных стран (Biskupski A. et al., 1998; Davidson E. A. et al., 1993; Kinsella J., 1995; Smagacz J., 2012, 2015, 2016 и др.).

Длительная бесплужная обработка почвы приводит к более высокому сопротивлению почвы к переуплотнению по сравнению с оборотом пласта плугом (Weyer T., 2008).

Ученые установили (Kozicz, 1971), что интенсивная обработка почвы плугом, наряду с увеличением периода между первым и последним рыхлением почвы, значительно повышает плотность почвы, а также уменьшает общую пористость, приводит к формированию плужной подошвы, что негативно сказывается на развитии корневой системы и урожайности (табл. 1).

Вспаханная почва, лишенная растительного покрова, подвергается прямому разрушительному воздействию атмосферных осадков и ветров, усиливающих эрозионные процессы.

В условиях длительной бесплужной обработки почвы увеличивающая масса растительных остатков и повышенное содержание гумуса улучшают водопроницаемость почвы. Сразу после вспашки почва показывает лучшую водопроницаемость по сравнению с вариантами многолетней бесплужной обработки или прямого посева, однако уже через несколько недель почва быстро проседает, увеличивается ее уплотнение в верхних слоях.

В условиях достаточного количества растительных остатков на поверхности поля в первые годы использования бесплужной обработки почвы наблюдается более высокая влажность верхних слоев почвы по сравнению со вспашкой. Многие исследования в этой области указывают на положительное влияние систем бесплужной обработки почвы, в основном прямого посева, на повышение влажности, особенно в верхних слоях почвенного профиля (Biskupski A. и др., 2003; Rasmussen K. J., 1999; Schillinger W. F., 2001).

В зависимости от количества растительных остатков и погодных условий прирост органического вещества в почве может составлять 0,2% в год. Каждый 1% органического вещества сберегает 150 м³/га влаги. Покровные культуры снижают потери влаги на 30% по сравнению с плужной обработкой (Friedrich Th. и др., 2008).

Исследования по оценке влажности почвы в различных системах обработки почвы показывают, что прямой посев наиболее существенно повышает уровень увлажнения в слое 0-35 см и особенно в слое 0-5 см по сравнению с плугом (табл. 2, 3).

Гумус и внесение азота

Многолетние исследования влияния различных приемов консервирующей обработки почвы (бесплужной, полосного и прямого посева) свидетельствуют о значительном накоплении органического вещества в поверхностном слое почвы, что способствует повышению биологической активности почвы, но в то же время может привести ко временной иммобилизации азота. Однако после разложения органических остатков (пожнивных или промежуточных культур) в результате повышения биологической активности почвы азот снова превращается в формы, доступные растениям. После нескольких лет внедрения ресурсосберегающих систем обработки в верхних слоях почвы устанавливается новое состояние равновесия между повышенным содержанием органического углерода и минеральными формами азота.

Низкая температура почвы весной в условиях прямого посева и бесплужной обработки почвы обуславливают меньшую доступность азота из первой стартовой дозы. Поэтому в условиях длительного использования нулевой обработки почвы с последующим прямым посевом первую дозу азота следует увеличивать (5-8 кг N в физ. весе на 1 т соломы) по сравнению с дозой при вспашке плугом.

Многолетние исследования, проведенные разными авторами (Jankowiak J., Małecka I., 2008; Blecharczyk A. и др., 2007), свидетельствуют о том, что применение консервирующей обработки почвы способствует увеличению органического углерода и общего азота в верхних слоях почвы. Также повышается содержание усвояемого фосфора, калия и магния по сравнению с показателями почвы, обрабатываемой плугом (табл. 4, 5).

Таблица 4. Влияние 33-летней плужной обработки и прямого сева на некоторые химические свойства почвы, Lenart i Sławiński, 2010

Таблица 5. Содержание гумуса (%) после уборки озимой пшеницы в зависимости от системы обработки и глубины почвы (GI Rogów, среднее за 2010-2013 гг.), Smagacz, 2016

Энергоэффективность

Установлено, что в зависимости от культуры от 40 до 70% энергии, потребляемой в полевом производстве, используется в земледелии (Orzech и др., 2004; Gonet Z., 1991; Dzienia S. и др., 1994).

Опыты с озимой пшеницей на различных по гранулометрическому составу почвах при их обработке плугом, по минималке и нулевому посеву показали, что суммарные затраты энергии при обороте пласта плугом превышали затраты на технологию с минимальной обработкой почвы. При сопоставимой урожайности в сравниваемых технологиях обработки почвы показатель энергоэффективности при бесплужной технологии был выше (Krasowicza i Madeja, 2010).

Orzech К. с коллегами, проведя исследования с озимой пшеницей, кормовыми бобами и яровым ячменем в севообороте, установил, что наибольшее потребление энергии отмечалось в варианте с плужной обработкой почвы. Однако различия в энергозатратах здесь оказались относительно небольшими (., 2004). В среднем за 6 лет наибольший энергетический показатель урожая был получен при возделывании озимой пшеницы по плужной технологии, наименьший — у ярового ячменя в условиях прямого посева. В целом агротехника кормовых бобов и ярового ячменя оказалась более энергоемкой, чем озимой пшеницы. Эта система касается всей агротехники в севообороте на средних по плодородию почвах.

Введение прямого посева привело к снижению доли технических средств и топлива в структуре энергозатрат (по сравнению с плужной обработкой почвы) и увеличению применения химических средств защиты растений.

Подводя итог, следует отметить, что консервирующая технология обработки почвы, благодаря более низким энергозатратам в отдельных энергетических потоках и сопоставимой урожайности, более энергоэффективна по сравнению со вспашкой плугом.

Влияние на экологию

Исследования показали, что обработка почвы плугом по сравнению с бесплужной и нулевой обработкой является основной причиной повышенного выброса углекислого газа в атмосферу (Lascala N. и др., 2006). Выделение CO₂ связано с минерализацией гумуса в результате интенсивного воздействия сельскохозяйственных агрегатов на верхний слой почвы. В условиях бесплужной обработки почвы происходит накопление гумуса от 0,6 до 1,8 т/га в год. Одна тонна органического вещества может связать около 2 т углекислого газа.

Повышение стабильности почвенных агрегатов в системе консервирующей обработки почвы приводит к связыванию органического углерода почвой и сокращению выбросов в атмосферу. С другой стороны, интенсивная обработка плугом разрушает устойчивую комковатую структуру, что способствует увеличению выбросов CO₂. Снижение интенсивности обработки почвы также приводит к значительному снижению расхода топлива и меньшему загрязнению окружающей среды. Замена вспашки плугом минимальной технологией обработки почвы может снизить общий выброс CO₂ в атмосферу на 4,1% (Smithi, 1998).

Исследования выбросов закиси азота (N₂O) при возделывании кукурузы, проведенные Rutkowską (2017), также указывают на значительную зависимость этого параметра от технологии обработки почвы. Бесплужная обработка почвы характеризуется меньшими выбросами N₂O в атмосферу практически во всех местах испытания.

Выбросы N₂O в сельском хозяйстве могут быть косвенно сокращены за счет:

поддержания минимальной концентрации минерального азота в почве (дробление доз азота, выращивание промежуточных культур);
точных методов определения доз азотных удобрений — почвенные и растительные тесты, методы точного земледели (карты урожайности);
ограничения попадания азота в окружающую среду (выщелачивание, газовые потери);
усовершенствованных технологий внесения минеральных удобрений в почву, особенно органических;
правильного управления органическим веществом почвы.

Заключение

Технология обработки почвы в современном сельском хозяйстве, помимо влияния на уровень и стабильность урожая, должна создавать условия для роста и поддержания плодородия почвы, снижать негативное воздействие АПК на окружающую среду. Этим требованиям соответствует ресурсосберегающая обработка почвы, основанная на рыхлении без плуга с мульчированием поверхности пожнивными остатками и промежуточными культурами. Оставление пожнивных остатков на поверхности поля снижает поверхностный сток и увеличивает накопление влаги в почве. Снижение интенсивности обработки почвы замедляет разложение органического вещества почвы и сокращает выбросы в атмосферу парниковых газов — CO₂ и N₂O.

Существует потребность в проведении научных исследований и разработок, касающихся экономических и экологических эффектов ресурсосберегающей обработки почвы. Любая небрежность при внедрении технологии может привести к увеличению засоренности посевов преимущественно многолетними сорняками, к резкому снижению урожайности и экономической рентабельности производства. В то же время грамотный подход, основанный на опыте и знании процессов, происходящих в почве при смене принципов ее обработки, приносит ожидаемые положительные результаты.

Читайте также: