Воспитание это возделывание почвы и

Добавил пользователь Евгений Кузнецов
Обновлено: 19.09.2024

Нельзя просто посадить в лунку зерно, чтобы оно росло. Еще древние люди поняли, что нужно обрабатывать землю для повышения плодородия почвы и создания растениям более благоприятных условий для развития. В данной статье мы расскажем, что такое обработка почвы, а также остановимся отдельно на каждом агротехническом приеме.

Что это такое?

В сельском хозяйстве существует такое понятие, как обработка почвы. Это не что иное, как механическое воздействие на нее ручными инструментами или техникой для улучшения ее состава. Вот какие цели и задачи преследуются при выполнении этих мероприятий:

Система обработки почвы сводится к созданию наилучшей среды для роста культурных растений и получению высоких урожаев. Этого невозможно достичь без таких технологических операций, как приведение поверхности грунта в нужный вид и форму, то есть иногда его надо ровнять, иногда делать гребнистым или ячеистым.

Обязательные действия – подрезание сорняков, а также проделывание таких операций, как оборачивание почвы, ее перемешивание, уплотнение, рыхление или крошение – зависят от времени года и того, под какие посадки готовятся участки.

Агротехнические требования

К требованиям агротехнического характера при обработке почвы относят:

чистоту (отсутствие сорняков);
оптимальную плотность почвенного грунта;
глубину обработки;
строение и состояние пахотного слоя (при обработке лучше добиться мелкой комковатости).

Эти особенности составляют основу для совершения дальнейших положительных действий на земле и получения нужных условий – улучшения водно-воздушных и тепловых режимов, создания благоприятной среды для доступа питательных веществ к растениям, нормальной работы микроорганизмов в почве.

Главной операцией при обработке считается рыхление, которое обеспечивает все микробиологические режимы почвенному составу. Не менее важно и оборачивание почвы или перемещение слоев, когда происходит задействование нижнего и верхнего пластов для обогащения друг друга и выравнивания их свойств, приведения в баланс состава.

Чтобы получить однородный по глубине пахотный слой, применяют такой агротехнический прием, как перемешивание почвы. Достигается оно за счет вспашки фрезой, плугом без предплужников и другими методами. А вот уплотнение придется произвести для сохранения влаги. С помощью различных катков уменьшают объем крупных пор грунта, создавая более тесный контакт прорастающих семян с почвенным составом.

Следует помнить о том, что нарушение агротехнических требований и норм, а также неправильная обработка, неразумное применение почвы могут привести к отрицательному результату. Распыление земли и водная эрозия могут быть следствиями таких отрицательных действий.

Чтобы свести к минимуму негативное воздействие и получить только положительный эффект, следует основательно изучить основы обработки почвы и агротехнические требования для каждого вида полевых работ. Но есть и общие требования для всех работ – это, прежде всего, своевременность их проведения.

Второй общий показатель качественной обработки для всех видов полевых работ – это захват всей площади участка, при выполнении тех или иных действий на земле не должны оставаться огрехи. Так же важна и глубина пахоты: для неровных рельефов допускается погрешность в 2 см, а на ровной местности – 1 см.

На разных почвах применяются различные сельскохозяйственные приемы. Так, на целинных и залежных грунтах будет одна технология обработки, на паровых или песчаных – другая. Например, будет различаться глубина вспашки.

Классификация видов обработки зависит от способа воздействия на почву и очередности проведения агротехнических мероприятий. Остановимся подробнее на каждом из этих моментов, чтобы иметь четкое представление о том, когда какие работы проводить и каким образом их выполнять.

По очередности

Природные условия, состояние участка, севооборот и последующая культура, применение удобрений – все эти моменты непосредственно влияют на систему обработки почвы. Выделяют несколько видов обработки.

Основная. Это первичная или послепосевная обработка почвы, выполняется плугом (с оборотом пласта) либо глубокорыхлителем (без оборота) после сбора урожая и очистки площади от культур и сорняков. Как правило, это вспашка, которую проводят осенью, она достигает глубины 25-27 см, в некоторых случаях можно ограничиться и 20 см. А вот торфяные почвы нужно вспахивать глубже – до 40 см, минеральные – до 30 см.
Поверхностная. Это предпосевные работы, когда перед посадкой верхний слой рыхлят, боронуют, культивируют, а во время ухода за растениями подрезают сорную растительность, уплотняют почву и проводят другие мероприятия.
Специальная. Такой вид обработки проводят в зависимости от состояния почвы. Например, если требуется поработать фрезой, сделать глубокое рыхление или если надо провести плантажную, ярусную вспашку. А также специальной обработке подвергается почва для создания противоэрозионной поверхности, например, когда нужно сделать щелевание.

По способу воздействия

Наиболее важная часть агротехнического процесса и комплекса по окультуриванию почв – это глубокая обработка почвы. Под этим часто понимают вспашку. Глубина зависит от требований конкретной культуры, которая будет возделываться на участке, от состава почвы, а также от климата в том или ином регионе. В степной зоне (взять для примера Волгоградскую область) на черноземных почвах нет смысла применять отвальную вспашку и плоскорезную обработку.

При таких способах воздействия верхний, наиболее богатый слой почвы попросту сбрасывается на дно борозды с помощью предплужника.

Для некоторых культур применяют метод щелевания. С осени культиватором нарезают на участке щели – делают их на расстоянии в зависимости от того, какие растения планируют сажать. Так, для подсолнечника и кукурузы нарезают их не ближе 70 см друг от друга.

По размеру каждая щель проделывается вглубь на 20 см, а вширь на 10 см. Туда вносят удобрения, а весной высевают семена. Эту технологию активно применяют американцы, она считается довольно перспективной и соответствующей агротехническим требованиям.

Обрабатываемая поверхность почвы при таких действиях подвергается механическому воздействию по нескольку раз.

Но существует и метод минимальной обработки почвы (без вспашки) – это когда в одном рабочем процессе совмещают ряд действий (рыхлят, сеют, удобряют). Такой метод минимизирует затраты на обработку, он оправдан на чистых окультуренных почвах под посев озимых и яровых зерновых культур.

Разновидностью такой обработки считается нулевая обработка или прямой посев в необработанную землю, а чтобы не росла трава, одновременно добавляют в почву гербициды. В данном случае ни вспашки, ни других работ не производят, на поверхность грунта лишь заранее укладывается мульча (измельченные остатки растений), что позволяет сохранить влагу и избежать эрозии почвы.

Способы

В зависимости от выполняемых технологических операций выделяют различные способы обработки почвенного состава.

Лущение

Этот способ применяют сразу же после очистки поля от предыдущих растений. Когда убран предшественник нового посева, проводят лущение почвы, которое не только обеспечивает рыхлую основу для новой культуры, но и насыщает грунт кислородом.

При такой технологии перемешиваются плодородные слои и подрезаются корни сорняков. Дисковые лущильники осуществляют возделывание до 8 сантиметров вглубь, а лемешные – до 16 сантиметров.

Такую обработку уже можно назвать мелкой вспашкой.

Дисковыми лущильниками обрабатывают залежные, целинные земли перед посевной кампанией, они хорошо пробивают дернину. Их собратьев пускают в ход на сильно засоренные поля. Лемешные лущильники глубже проникают и подрезают корни сорняков.

Мульчирование

Этот способ без механического воздействия обеспечивает защиту грунта от морозов, выветривания, вымывания, служит элементом обогащения почвы, а также создает хорошую основу для развития культурных растений и уничтожения сорняков.

После мульчирования отпадает необходимость проводить частое рыхление земли, поскольку верхний слой в таких местах всегда более рыхлый. А также при таком способе не требуются частые поливы, мульчированная поверхность сохраняет влагу в почве надолго.

Культивация

При такой технологии происходит вспашка без оборачивания грунта – это лишь крошение и рыхление почвы, когда происходит незначительное перемешивание верхних слоев, а нижний пласт, в котором есть влага, не выбрасывается наружу.

А также культивация нужна для удаления сорняков. Пружинные лапы культиваторов способны вытащить даже большие корневища сорной травы, хорошо укорененной. А вот игольчатые диски применяют для разрушения почвенной корки.

Культиваторами проводят сплошную или междурядную обработку почвы.

Боронование

Боронуют, как правило, земли, предназначенные для посадки картофеля. Применяют данный агротехнический прием и на площадях для яровых и озимых культур: пшеницы, овса, ячменя, ржи. Одновременно с рыхлением и перемешиванием почвенных слоев при бороновании выравнивается поверхность земли.

В зависимости от типа бороны (легкая, средняя, тяжелая) зубья механизма могут погружаться в почву на глубину от 2-х до 8 сантиметров. Обычно весной боронуют осеннюю вспашку, таким образом подготавливая основу для посевов.

Другие

Есть еще один распространенный способ обработки земли под посевы – дискование. Он применим на участках, заросших сорняками (ползучим пыреем, овсюгом и другими), а также перед тем как вспахать заболоченные территории и торфяные места. Дискуют люцерну, многолетние кормовые растения.

Чтобы добиться интенсивного рыхления и тщательного перемешивания почвенных слоев, выполняют фрезерование. Если применить этот прием, можно обойтись без вспашки, культивации и других видов рыхления.

Этот способ годится для улучшения пастбищ, а также для проведения обработки междурядья в саду.

Чизелевание – еще один прием, который применяют в системе обработки почвенного состава. Он обеспечивает сплошное глубокое рыхление до 40 сантиметров вглубь, а потому подходит для обработки подзолистого и засоленного грунтов. Применяя чизелевание, можно получить высокий урожай (эффективность способа – увеличение урожайности на 15-20%).

Есть еще и шлейфование (или волочение), оно выравнивает поверхность поля и производит частичное разрыхление верхнего почвенного слоя.

Когда почва не успевает перед посевом осесть естественным образом, ее прикатывают катком – это еще один способ обработки грунта на посевной поверхности. Прикатывание позволяет сохранить влагу, обеспечивает дробление глубокой части почвы.

Чем проводится?

Выбор орудия или техники для обработки земель под посевы прежде всего зависит от размера площадей. Небольшие участки обрабатывают ручным инструментом или даже подручными средствами, а большие огороды и поля – специальными механизмами и тракторами. Выбор делается под конкретную задачу.

Ручным инструментом

Для обработки дачных садов и огородов существует полный комплект ручных инструментов: лопаты разных видов, вилы, грабли, сапы и другие. Есть даже мелкая плоскорезная техника. Орудия выбираются в зависимости от вида обработки земли. Например, вспахивают небольшой участок лопатой или вилами (в зависимости от плотности грунта), рыхлят сапой, граблями.

Крестьяне в деревнях еще могут пользоваться сохой при бороновании либо производить плужную обработку отвальным плугом – облегчает им процесс лошадь (раньше впрягали и быков). Редко, но встречается и в наши дни самое примитивное земледелие, без всякой обработки. Берется заостренная палка или другой соответствующий подручный предмет, делаются лунки, в которые высевают семена.

С помощью машин

Механизированная техника с каждым годом расширяет возможности сельхозтружеников в плане обработки земли. Механических приборов, различных машин и тракторов становится все больше. Если раньше в наличии были лишь плуг, борона, то сегодня аграрии имеют чизельный культиватор или штанговый, шлейфы, фрезы, катки.

Сельскохозяйственные конструкции бывают комбинированного или универсального вида. Машины могут выполнять по несколько приемов обработки почвы.

Оборудование для боронования – БЗСС, БЗТС, БЗТУ (все – 1,0), для лущения – ЛДГ (5, 6, 10, 15, 16, 20). Выбор техники зависит от финансовых возможностей, целей, проведения конкретных видов работ, а также от личного предпочтения.

Отличия обработки почв для разных культур

Под разные культуры подготовка почвы осуществляется тоже по-разному. Так, прежде чем засеять яровую пшеницу, на южных землях важно провести лущение и раннюю глубокую обработку. А вот для сибирских земель это не подойдет – тут необходима безотвальная обработка с противоэрозионными элементами.

Такая же технология обработки грунта подходит и под посев однолетних растений. Только в этом случае, если земля очень засорена, лущение повторяют, а непосредственно перед их посевом почву еще культивируют, совмещая с процессом боронования.

Кукуруза (для силоса) и ранние сорта картофеля обычно являются предшественниками озимых культур (пшеницы, ячменя). После сбора урожая и зеленой массы обязательно проводят дополнительное боронование либо мелкую культивацию. Уже перед посевом озимых почву дискуют на глубину до 8 сантиметров.

Для озимой ржи обработка будет зависеть от культуры-предшественника. Если ею оказались овес и бобовые, тогда рекомендуют вспашку на хорошую глубину. После многолетних трав вначале дискуют почву, а затем вспахивают плугом с предплужником. После кукурузы и картофеля понадобится лишь легкая вспашка.

Земля под посадку чеснока должна отдохнуть, поэтому место, предназначенное для этой культуры, освобождают еще летом. Сразу делают лущение на уровне 8 сантиметров вглубь, а перед посадкой (за 7-14 дней) перекапывают грядки на уровне 25 сантиметров.

Если речь о больших чесночных площадях, тогда прямо в день посева почву культивируют, проходя техникой перпендикулярно направлению пахоты.

Рассмотрим еще подготовку почвы под рассаду. Земля перед посадкой сеянцев должна быть рыхлой и обеззараженной. Проведение глубокой обработки позволит вырезать все корни сорняков. Для посадки рассады наиболее применимы такие способы, как лункование и бороздование. В зависимости от масштаба площади, которую нужно освоить, обработку производят вручную либо механически.

Как обработать заброшенную почву, смотрите в следующем видео.

1. Гасанов Г.Н. Системы земледелия: учебное пособие для с.-х. учеб. заведений // Махачкала, 2008. – 155 с.

Дрёпа Е.Б., Попова Е.Л., Матвеев А.Г. Влияние технологии возделывания озимой пшеницы на агрофизические свойства черноземов выщелоченных // Аграрная наука, творчество, рост: сб.науч. тр. – Ставрополь.- 2013.- С. 64-68

2. Дрёпа Е.Б., Перевертайло А.Н. Технология возделывания озимой пшеницы как фактор почвенного плодородия // Аграрная наука, творчество, рост: сб.науч. тр. – Ставрополь.- 2014.- С. 49-53

3. Зеленский Н.А. и др. Выращивание озимой пшеницы по технологии прямого посева в условиях Ростовской области// Современные проблемы науки и образования. 2012. № 6. С. 670.

4. Калугин Д.В., Цховребов В.С., Фаизова В.И. Мониторинг содержания бора, марганца и меди по вариантам реминерализации черноземов // Вестник АПК Ставрополья. – 2011. - №4 (4). – С. 11-13.

5. Пенчуков В.М. , Удовыдченко В.И., Передериева В.М. Структура посевных площадей при переходе к ресурсосберегающим технологиям возделывания культур // В сборнике: Эволюция и деградация почвенного покрова Материалы III Международной научно-практической конференции. 2007. С. 217-223.

6. Тимонов В.Ю. и др. Механическая обработка и агрофизические свойства почвы // Вестник Курской государственной сельскохозяйственной академии. – 2009. - №6. – С. 53-57.

Агрофизические свойства почвы есть управляющий орган всей жизнедеятельности возделываемых растений. Если равновесная плотность почвы соответствует оптимальной для культурных растений, то все жизненные процессы идут нормально, все режимы находятся в норме и гнет надобности их регулировать отдельно. Поэтому забота о физических свойствах почвы – есть главная основная забота земледельца. Обработка почвы, как фактор регулирования агрофизических свойств, может иметь важное значение (В.Ю. Тимонов, Н.М. Чернышова, С.С. Балабанов, 2009, Е.Б. Дрёпа, Е.Л.Попова, А.Г. Матвеев, 2013, Цховребов В.С. и др., 2013)

Среди физических свойств почвы различают ее общие физические, физико-механические, водные, воздушные и тепловые свойства. Физические свойства влияют на характер почвообразовательного процесса, плодородие почвы и развитие растений. К общим физическим свойствам относится плотность почвы. От плотности почвы зависят поглощение влаги, воздухообмен в почве, жизнедеятельность растений.

Нулевая технология предусматривает прямой посев, который производится по необработанному полю с отказом от всех видов механической обработки почвы. Растительные остатки (стерня и измельченная солома), которые сохраняются на поверхности поля, способствуют задержанию снега, сокращению эрозионных процессов, улучшению структуры почвы, защите озимых культур от низких температур, накоплению питательных веществ. Значительно увеличивается популяция дождевых червей и почвенных микроорганизмов. Существенно снижаются производственные затраты, в том числе на топливо. Сохраняется окружающая среда (Пенчуков В.М. , Удовыдченко В.И., Передериева В.М., 2007, Калугин Д.В., Цховребов В.С., Фаизова В.И., 2011, Зеленский Н.А.и др., 2012)

Выбор необходимости проведения обработки почвы, количества целесообразных приемов решается исходя из конкретного типа или вида почвы, механического состава и содержания в ней гумуса (Г.Н. Гасанов, 2008, Е.Б. Дрёпа, А.Перевертайло, 2014).

Плотность почвы – это масса абсолютно сухой почвы, находящейся в естественном состоянии в единице объема. Плотность пахотных почв колеблется от 0,9 до 1,4 г/см3. Пахотный слой имеет плотность: рыхлый – 1,15; плотный – 1,15 – 1,35; очень плотный – свыше 1,35 4 г/см3.

Возделываемые культуры оказывают значительное влияние на плотность почвы. Культуры с мощно развитой корневой системой, особенно стержнекорневые растения, в большей мере, чем культуры с мочковатой системой, способствуют разрыхлению почвы, что благоприятно сказывается на водо- и воздухопроницаемости, водоудерживаемости, аэрации,положительно сказывается на жизнедеятельности почвенной биоты и т.д. И всё это в комплексе положительно сказывается на потенциальном и эффективном плодородии почвы.

По нулевой технологии плотность почвы перед севом озимого рапса в слое 0-10 см была в пределах 0,95 г/см3. По мере углубления плотность увеличивается и в слое 10-20 и 20-30 смсоставляет 1,18 и 1,25 г/см3 соответственно.

В фазу весеннего стеблевания озимого рапса плотность почвы существенно возрастает и в слое 0-10 см становится 1,19 г/см3. В слое 10-20 и 20-30 см она хотя и возрастает, но незначительно.

Чтобы улучшить плодородные свойства почвы важно периодически выполнять ее обработку. Для этого используются ручные инструменты (для небольших приусадебных грядок) или специальная техника (для полей большой площади). Своевременное сезонное возделывание земли выполняется для того, чтобы:

улучшить свойства грунта, сохранить в нем необходимую влагу;
минимизировать вероятность засоренности посевов;
уменьшить число вредителей на засеянных полях;
исключить плохой урожай;
способствовать более эффективному гниению остатков растительности, улучшить восприимчивость грунтом удобрений;
создать благоприятные условия для посева, а также для удобрения выращиваемых культур с их последующей уборкой.

Виды механической обработки

Воздействие природных факторов на грунт, их севооборот, внесение различных удобрений меняют структуру, а также свойства земли. Чтобы каждый год получать высокую урожайность, важно своевременно обрабатывать грунт. Реализуется этот процесс посредством специальной техники для обработки почвы. Различают следующие виды обработки почвы:

первичная - это послепосевная работа с грунтом, выполняемая плугом или глубокорыхлителем после уборки урожая; вспахивание нормальных грунтов проводят на глубину до 25-27 см (минимум 20 см), для торфяных рыхление выполняется на глубину до 40 см, а для земли с повышенным содержанием минералов – до 30 см;
поверхностная - предусматривает выполнение рыхления, боронования, культивации; в процессе ухода за посевами выполняется подрезка сорной растительности и уплотнение плодородного слоя;
специальная - выполняется в зависимости от состояния земли; она может предусматривать разрыхление, дискование, фрезерование.

Основная обработка

Основная обработка почвы - это вспахивание грунта, которое проводится поздним летом или осенью, под посев озимых культур. Также ее проводят весной перед посевом яровых зерновых. При выборе способа и применяемой техники, учитывают климатические условия, вид выращиваемых культур, степень их засоренности сорняками, физико-химические характеристики почвы.

Вспашка

Вспашка – эта почвообработка заключается в облагораживании грунта с помощью плугов. Она обеспечивает рыхление, крошение, переворачивание плодородного слоя. Выполняя отвальную вспашку, восстанавливаются плодородные свойства земли. Для ее выполнения используются плуги с предплужниками, посредством которых верхний плодородный слой срезается и сбрасывается на дно борозды. Основной корпус плуга приподнимает нижний, хорошо крошащийся слой грунта, прикрывая им верхний слой. Этот вид поверхностной обработки почвы обеспечивает глубокую заделку грунта, способствует улучшенному разложению остатков бывшей растительности. Вспашка выполняется плугами с предплужниками, с отвалом для оборачивания пласта или дисковыми плугами.

Лущение

Безотвальная обработка

Этот прием поверхностной обработки почвы предполагает создание необходимых условий для накопления нужного количества влаги в плодородном слое. Он проводится с помощью плугов без отвалов. Также для этой процедуры могут задействоваться чизельные плуги, культиваторы-плоскорезы.

Плоскорезная обработка

Это еще один способ безотвальной обработки грунта, который направлен на рыхление земли, крошение ее плодородного слоя и подрезку корневой системы растений. Проработка выполняется на глубину до 27-30 см, для этого используются специальные глубокорыхлители – плоскорезы.

Чизеливание

Этот способ используется взамен обычной вспашки, выполняемой с помощью отвальных плугов. Чизелирование проводится либо культиваторами, либо чизельными плугами. Благодаря этой обработке в плодородном слое лучше накапливается и сохраняется необходимая влага, улучшаются ее физические свойства, повышается биологическая активность полезных микроорганизмов. Чизелирование – это эффективный способ предотвращения водной и ветровой эрозии. В процессе работы техники для чизелирования происходит рыхление почвы с ее отрыванием от монолитного слоя, исключая уплотнение предпахотных слоев.

Такой вид и способ обработки почвы, как чизелирование должен периодически выполняться на следующих грунтах: подверженные водной и ветровой эрозии; с временным переувлажнением; с уплотненным подпахотным горизонтом.

Приемы поверхностной обработки

Рассмотрев, какие бывают виды обработки почвы нужно разобраться, каким способом они могут реализовываться.

Дискование

С помощью этого способа проводится крошение, разрыхление, частичное перемешивание плодородного слоя, а также измельчение оставшихся сорняков. Для него используется такая техника, как дисковая борона со сферическими дисками, устанавливаемыми под разными углами атаки. Для задернистых, тяжелых грунтов применяются бороны, укомплектованные вырезными дисками.

Культивация

Что такое культивация – это один из способов обработки посевной почвы, заключающейся в ее рыхлении и крошении, частичном перемешивании слоев грунта, подрезании корневой системы сорняков. В качестве основного оборудования применяются культиваторы с лапами различной конструкции. Культивация выполняется на глубину порядка 6-12 см.

Боронование

Благодаря этой обработке проводится крошение комков, глыб, выполняется выравнивание и уплотнение приповерхностных слоев полей. Это эффективная обработка почвы перед посевом, выполняемая в качестве процедур по уходу за зерновыми и пропашными сельскохозяйственными культурами. Для работы используются зубовые, а также сетчатые бороны, которые позволяют разрабатывать землю на глубину от 2 до 8 см.

Шлейфование

Этот способ заключается в выравнивании слоя плодородной рыхлой почвы. Такая предпосевная обработка почвы проводится с применением культиваторов, позволяющих параллельно делать боронование.

Прикатывание

Этот способ выполняется с помощью катков, которые крошат большие глыбы, обеспечивая выравнивание и уплотнение почвы. Прикатывание является обязательной технологией предпосевной обработки, особенно это касается легких, песчаных, торфяных грунтов. Для полей с легкими грунтами высокую эффективность имеет прикатывание, выполняемое сразу же после посева.

Гребневание

Этот вид предпосевной обработки почвы выполняется для изменения ее поверхности с целью улучшенного прогрева, более быстрого всхода семян после посева. Для выполнения этих процедур используется спецтехника типа окучника.

Система обработки почвы

Рационально выбранная система и виды обработки почвы в сельском хозяйстве позволяет получать максимальный урожай на протяжении многих лет. Составляя систему работы с плодородным слоем важно учитывать следующие факторы:

характер осадков, их количество и распределение на протяжении одного года;
количество дней в году с положительной температурой;
длительность вегетационного периода растений;
состав плодородной почвы, концентрация гумуса;
мощность пахотного слоя;
показатели увлажненности;
вероятность их ветровой и водной эрозии.

Выбор оптимальных видов предпосевной обработки почвы нужно делать с учетом ее защиты от вредных воздействий, улучшения их плодородности, экономного использования имеющихся ресурсов. Создавая оптимальную систему работы с почвой, пользуются следующими признаками:

биологические особенности выращиваемых сельскохозяйственных культур;
технологические особенности обработки культур;
история использования полей – после яровых или озимых культур, после многолетних трав или пропашных культур;
степень поврежденности грунтов эрозией, их засоренность радионуклидами, химически активными элементами, пестицидами;
гранулометрический состав обрабатываемых полей – супесчаные или песчаные грунты, среднесуглинистые и легкие, чрезмерно увлажненные, минеральные, торфяные;
время выполнения работ – основная обработка, послепосевная или предпосевная

Основная цель системы обработки полей заключается в улучшении состояния и характеристик плодородной почвы, повышения урожайности выращиваемых культур.

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: