Агротехнологии

Минимализация обработки почвы

Печать Закрыть

Обработка почвы — тысячелетний мощный фактор мобилизации ее потенциального плодородия. Первоначально она основывалась на применении живой тягловой силы и несовершенных почвообрабатывающих орудиях. Не претерпев значительного изменения, она передавалась от поколения к поколению почти в неизменном виде. Только во второй половине XIX и особенно в XX в. исследования различных аспектов обработки почвы получили широкое развитие.

Рост технической оснащенности сельского хозяйства, интенсивное использование плодородия почвы привели к увеличению глубины и числа механических обработок. Это делалось для того, чтобы быстрее уничтожить сорные растения, увеличить мощность пахотного слоя и активизировать в нем деятельность микроорганизмов, создать мелкокомковатую структуру, улучшить водный и пищевой режимы и в итоге повысить урожайность возделываемых культур.

Создавая интенсивными обработками временно мелкокомковатую структуру почвы, затем се разрушали этими же обработками и, наоборот, их исключение способствует сохранению структуры. Разрушение структуры неизбежно приводит и к ухудшению водного и воздушного режимов почвы.

Общеизвестно значение механических обработок почвы в мобилизации почвенного плодородия. Однако плодородие не вечно. Задача состоит в том, чтобы рационально использовать и повышать его.

За последние десятилетия значительно возросла урожайность сельскохозяйственных культур, поэтому можно сделать вывод, что с плодородием почвы все обстоит благополучно, однако причины роста урожайности свидетельствуют о том, что она достигнута за счет внедрения в производство более продуктивных сортов, мелиорации земель, применения минеральных и органических удобрений, средств защиты растений от вредителей, болезней и сорняков. Систематическое использование одного лишь потенциального плодородия почвы неизбежно приводит к снижению содержания гумуса — фундамента плодородия почвы и ухудшению агрономических ее свойств, что не может не вызывать тревогу. С содержанием гумуса тесно связана биологическая активность почвы, ее структурность, водопроницаемость, водоудерживающая способность, сложение, температурный режим, емкость поглощения и другие свойства.

Почва — живой объект, в ней происходят сложные биологические, физические и химические процессы. Механическая обработка с оборотом пласта — это глубокое вмешательство в жизнь почвы, вызывающее разрушение ее природного строения, нарушение водного, воздушного, пищевого и теплового режимов.

Лишение почвы природной мульчи (войлока, подстилки, дернины), распыление верхнего слоя создают предпосылки для усиления стока, эрозии, дефляции. Происходит разрушение почвенных экоценозов, сокращение зоонаселения, разрушение ходов червей и корней, снижение способности почвы к биологическому саморыхлению. При оборачивании пласта аэробные микроорганизмы попадают в глубокие слои, где при недостатке кислорода прекращают свою деятельность; анаэробные микроорганизмы выносятся плугом наверх в аэробные условия и также погибают. В результате в пахотном слое почвы на некоторое время резко снижается микробиологическая деятельность.

Проведение обработки почвы связано с привлечением большого количества механизаторов и затрат большого количества горючего, что в конечном итоге увеличивает себестоимость продукции.

Если все другие работы, кроме вспашки (боронование, культивация,( посев, уход и т. д.), перевести в работу по основной вспашке на глубину 20 см, то окажется, что в течение года ее проводят не менее двух раз. Вспашка самая энерго- и трудоемкая операция в технологии возделывания сельскохозяйственных культур, чтобы вспахать один гектар, нужно расходовать в зависимости от гранулометрического состава почвы 20-25 кг дизельного топлива. Вспашка — самый низкопроизводительный прием обработки почвы. Если плугом Агритекс ПНО 5 с трактором Т-150К за 1 ч можно вспахать 1,7 га, то тяжелой дисковой бороной с этим же трактором можно обработать 5,6 га, а чизельным культиватором на глубину 20 см за это время обрабатывают 4,4 га. Расход топлива на легкосуглинистых почвах на 1 га составляет на пахоте 20,3 кг. дисковании — 4,4 и чизелевании — 4,5-11,2 кг в зависимости от глубины рыхления.

Кроме того, при вспашке происходит образование в результате воздействия фасок лемехов плужных корпусов на почву уплотненного слоя ниже пахотного горизонта так называемой «плужной подошвы», которая ухудшает проникновение и накопление воды в подпахотном слое. Поэтому подпахотные слои не разуплотняются зимой от действия мороза. «Плужная подошва» способствует поверхностному и внутрипочвенному стоку воды и питательных веществ вниз по склону и является одной из главных причин развития эрозионных процессов на склонах и застоя воды в «блюдцах» на равнинных участках полей. Плотность почвы в слое «плужной подошвы» достигает 1,7 г/см3, что значительно больше оптимальной (1,1-1,3 г/см3), которую не в состоянии преодолеть корни растений.

Многочисленные исследования и широкая производственная практика показывают, что в севообороте вспашку можно заменить безотвальными обработками без снижения урожайности возделываемых культур.

Современные интенсивные технологии возделывания сельскохозяйственных культур предусматривают проведение за год большого количества (10-15) операций полевых работ с применением тяжелых машин. В результате этого уплотняется не только пахотный, но и подпахотный горизонты, что приводит к усилению распыления почвы и эрозионных процессов.

Если урожайность ярового ячменя, засеянного агрегатом с гусеничным трактором Агромаш 90ТГ, принять за 100 %, то на участках, засеянных агрегатом с трактором Т-150К, урожайность составляет 89,5 %, с трактором К-700 — 80,4 %. Кроме того, уплотнение почвы ходовыми системами машин вызывает увеличение сопротивления ее механическим обработкам. По следу гусеничного трактора сопротивление почвы больше, чем вне следа на 16 %, а по следу колесного трактора — на 44-65 %. Расход топлива при этом увеличивается на 15-30 %, снижается производительность почвообрабатывающих агрегатов.

Исследования показали, что изменение в агрофизических свойствах почвы в результате ее уплотнения трактором МТЗ-82.1 снижают урожайность зерна ячменя и озимой ржи на суглинистой почве на 0,53 т/га (14,8 %), трактором Т-74 - на 0,26 т/га (7,4 %). На супесчаных почвах (трактор К-701) урожай ячменя снизился на 0,44 т/га (13,8 %), озимой ржи — на 0,34 т/га (14,7 %) [45]. Особенно большое снижение урожайности наблюдается на поворотных полосах.

Таким образом, причины, требующие минимализации обработки почвы, следующие:

  • необходимость роста урожайности, повышения производительности труда и снижения себестоимости продукции;
  • необходимость сохранения и повышения плодородия почвы —устранение чрезмерного уплотняющего и распыляющего действия тяжелых машин и орудий, борьба с эрозией, улучшение гумусового баланса почвы и уменьшение потерь из нее питательных веществ и влаги;
  • интенсификация сельскохозяйственного производства.

История возникновения и развития идей минимальной обработки почвы

На протяжении веков вспашка была основным видом обработки почвы, хотя поиски замены ее мелкими обработками не прекращались. Выдающийся русский ученый Д.И.Менделеев свыше 120 лет назад писал: «...очень многие впадают в ошибку, полагая, что если больше раз вспахать, тем лучше». Рекомендация мелких обработок почвы содержится в работах англичанина Битсона (1928), русского ученого И. Е. Овсинского (1898), француза Жана (1910), немца Ф. Лхенбаха (1921), американца Э. Фолкнера (1959) [47].

В конце XIX в. активным пропагандистом мелких бесплужных обработок почвы в России был И. Е. Овсинский. Работая управляющим ряда помещичьих имений в Подольской и Бессарабской губерниях, он в течение 10 лет испытывал различные приемы поверхностной обработки почвы. Он заявил: «Я отвергаю глубокую пахоту плугом и признаю необходимость рыхления почвы, но это должен делать не плуг, выворачивающий нижний слой каждый год, а почвоуглубитель и культиватор. Я признаю необходимость только мелкой пахоты дюйма 2-3 (5,0-7,5 см) для уничтожения сорных трав и прикрытия навоза». Для таких обработок почвы были сконструированы особые культиваторы — «крестьянин» и «урожай». Оснащенные плоскорежущими рабочими органами, они хорошо подрезали сорняки, рыхлили почву па необходимую глубину, не переворачивая ее.

В России в 1898 г. была издана книга И. Е. Овсинского «Новая система земледелия». В теоретическом обосновании своей системы он считал, что почва в естественном состоянии обладает достаточно хорошей проницаемостью для воздуха и воды за счет ходов дождевых червей, насекомых и отмерших корней растений. Вспашка нарушает сеть каналов естественной почвы и обращает ее в однородную массу. Наличие растительных остатков у поверхности почвы способствует образованию гумуса и тем самым создает лучшую питательную среду для начального развития возделываемых растений в период их дальнейшего роста.

Французский фермер Жан (1910) взамен вспашки плугами применял многократную обработку почвы чизель-культиватором с постепенным углублением до 20-22 см, которая позже получила название пастеровской обработки земли. Урожайность овса у него достигла 4,4 и ячменя — 3,7 т/га. В засушливых районах Франции предложенный способ применяется на ряде ферм и в настоящее время.

Идею мелкой обработки почвы в 30-х годах XX в. Пропагандировал на юго-востоке России Н.М.Тулайков (1932-1933), предложивший отказаться от отвальной плужной обработки и перейти на поверхностные обработки дисковыми орудиями. Однако мелкая обработка привела к усилению засоренности полей, а химических средств борьбы с сорняками тогда еще не было, и такая обработка почвы была запрещена.

В 1943 г. в США издана книга американского фермера Э. Фолкнера «Безумие пахаря», в которой он главной причиной снижения плодородия почвы и развития эрозионных процессов считал ежегодную вспашку. Э. Фолкнер рекомендовал широко использовать поверхностную обработку почвы на 7,5 см, которая, по его мнению, обеспечивает более благоприятный водный и пищевой режима. Эта книга оказала существенное влияние на дальнейшее развитие земледелия разных стран.

В 1954 г. Т.С.Мальцев предложил безотвальную систему основной и предпосевной обработок почвы. Его система обработки почвы предусматривала чередование по годам и полям глубокой безотвальной пахоты специальными, с узкими обтекаемыми стойками, плугами и поверхностных обработок дисковыми лущильниками на глубину 1012 см в зернонаровых и зернопаропропашных севооборотах. Это принципиально отличалось от культурной обработки почвы по В. Р. Вильямсу, так как отвергалась обработка ее отвальными плугами, резко сокращалось число глубоких обработок за ротацию севооборота.

Принципы минимальной обработки почвы наиболее полно воплощены в почвозащитной системе земледелия, разработанной под руководством академика ВАСХНИЛ А.И.Бараева во Всесоюзном научно-исследовательском институте зернового хозяйства.

Впервые в широком масштабе система минимальной обработки почвы испытана в штате Мичиган (США) в 1945 г. Затем ее стали применять в штатах Огайо и Нью-Йорке, позже она распространилась по всем штатам. Система минимальной обработки почвы широко использовалось в Англии, Франции, Германии, Австрии и других странах.

Направления минимализации обработки почвы.

Минимальная обработка почвы — научно обоснованная обработка, обеспечивающая снижение энергетических затрат путем уменьшения числа и глубины обработок, совмещение операций в одном рабочем процессе или уменьшения обрабатываемой поверхности поля и применения при необходимости гербицидов.

Это агрономическая система, при которой достигается наименьшее число проходов сложных тракторных агрегатов и тракторных средств по полю в течение всего процесса возделывания культуры как важнейшее условие сохранения потенциального плодородия и защиты почвы от эрозии, улучшения баланса гумуса, уменьшения потерь из почвы питательных веществ и влаги. Необходимость перехода на минимальную обработку почвы в интенсивном земледелии диктуется потребностью защиты ее от отрицательных последствий широкого применения тяжелых тракторов и транспортных средств, снижением энергетических затрат и трудовых ресурсов, повышения урожайности сельскохозяйственных культур и снижение себестоимости продукции.

Минимализация обработки почвы на современном этапе обеспечивает экономию времени, повышение производительности труда и сокращение сроков выполнения полевых работ как одного из факторов повышения урожайности сельскохозяйственных культур. В практике земледелия минимализация обработки почвы осуществляется следующими путями:

1. Сокращение числа и глубины основных, предпосевных и междурядных обработок почвы в севообороте в сочетании с применением гербицидов для борьбы с сорняками.

2. Замена глубоких обработок более производительными мелкими или поверхностными, использование широкозахватных орудий с активными рабочими органами, обеспечивающих высококачественную обработку за один проход агрегата.

3. Совмещение нескольких технологических операций и приемов в одном рабочем процессе путем применения комбинированных почвообрабатывающих и посевных агрегатов.

4. Уменьшение обрабатываемой поверхности поля путем обработки лишь части почвы, где располагаются рядки семян, с оставлением необработанной в междурядьях.

5. Посев в необработанную почву специальными сеялками (нулевая обработка).

Научные исследования свидетельствуют о пользе уменьшения глубины и количества обработок.

На легкосуглинистой окультуренной дерново-подзолистой почве постоянная поверхностная обработка на 10-12 см длительное время обеспечивала такие же урожаи, как и ежегодная вспашка на 20-25 см с почвоуглублением до 40 см. Тенденция к уменьшению урожаев отдельных культур севооборота по поверхностной обработке проявилась на 4-5 год (озимые, кукуруза, картофель, зернобобовые), урожаи яровых зерновых практически не изменялись. Поверхностная обработка обеспечила лучшие условия гумусового баланса. Так, количество минерализованного гумуса почвы в слое 0-20 см по вспашке составило ежегодно около 1 т/га, а по поверхностной обработке — 0,7 т/га, или на 30 % меньше.

Физические, агрохимические и микробиологические свойства на окультуренной легкосуглинистой дерново-подзолистой почве после длительного применения мелкой (10-12 см) вспашки не ухудшились, не увеличилась их засоренность посевов (применялись гербициды) и практически не изменилась продуктивность девятипольного севооборота по фону разных технологий обработки (но вспашке на 20-25 см — 100 %, по вспашке — 10-12 см — 99 %). Только озимая пшеница через 1 и особенно 2 ротации по фону постоянной мелкой пахоты начала заметно снижать урожай.

На полях при мелкой осенней обработке почвы можно раньше начинать весенние полевые работы, что имеет большое положительное значение для ранних яровых культур, очень чувствительных к срокам сева.

Исследования, проведенные в 9-польном севообороте, показали, что вспашка плугами — не единственный способ основной обработки дерново-подзолистой почвы. Налегкосуглннистых, слабозасоренных многолетними сорняками почвах в севообороте возможна замена обычной вспашки на глубину 20-22 см дискованием, отвальным лущением или фрезерованием на 10-12 см с предварительным лущением на 7-8 см.

Глубокая вспашка как прием основной обработки почвы вполне может быть заменен чизельной обработкой. Как показали исследования МИС, обработка почвы культиватором имеет преимущества по сравнению со вспашкой плугом по улучшению физических свойств почвы и по увеличению урожайности.

В системе основной обработки почвы под озимые культуры, высеваемых по запятым парам, зернобобовым и льну, возможна замена вспашки дискованием или чизельной обработкой. Под яровые зерновые после уборки картофеля можно ограничиться культивацией без вспашки, после сахарной и кормовой свеклы — чизельной обработкой.

При возделывании картофеля, кукурузы на полях, чистых от многолетних сорняков, и при весеннем внесении органических удобрений достаточно одного осеннего лущения почвы с последующей весенней запашкой органических удобрений. В специализированных севооборотах зернового направления или зерновых звеньях севооборотов при использовании гербицидов целесообразно глубокую вспашку применять под зернобобовые или в занятых парах, а на второй год под культуры сплошного сева — поверхностную обработку на 8-10 см.

Под промежуточные культуры (горчицу, редьку масличную, бобовозлаковые смеси), высеваемые после озимых зерновых, целесообразно проводить поверхностную обработку почвы с использованием лемешных лущильников, дисковых борон, чизель-культиваторов.

При возделывания пропашных культур (кукуруза, картофель и др.) на чистых от многолетних сорняков полях, а также с использованием эффективных гербицидов число междурядных рыхлений можно сократить до 1-2 в период вегетации или полностью исключить. Сокращение боронований и рыхления междурядий в послепосевной период с использованием гербицидов уменьшает уплотнение почвы, улучшает ее физические и технологические свойства, что увеличивает урожай.

Культивация междурядий при выращивании пропашных культур в ряде стран, например, в США, постепенно заменяется обработкой гербицидами. Это связано с тем, что при механической обработке увеличивается испарение влаги в засушливые годы, подрезаются корни выращиваемых культур, что ведет к недобору урожая, повышению затрат и стоимости продукции.

Одним из направлений минимализации обработки почвы является применение комбинированных почвообрабатывающих агрегатов, позволяющих в одном рабочем процессе осуществить несколько технологических операций. Это эффективно как в агротехническом, так и в экономическом плане. Агротехническое значение совмещения заключается в ускорении проведения полевых работ, улучшении их качества, а экономическое значение — в экономии трудовых, энергетических и материально-технических ресурсов. При раздельном выполнении технологических операций почва переуплотняется, удлиняются сроки проведения полевых работ и увеличиваются энергетические и трудовые затраты. Совмещать и объединять можно только агротехнически и экономически совместимые и совпадающие по времени выполнения операции: вспашку, выравнивание, рыхление и уплотнение; культивацию, выравнивание, локальное внесение минеральных удобрений; предпосевную обработку почвы и сев; рыхление почвы, измельчение растительных остатков и прикатывание; нарезку гребней, предпосевную обработку и внесение удобрений; прореживание всходов, междурядное рыхление; рыхление почвы, внесение гербицидов и др.

Наиболее простое совмещение операций основной и поверхностной обработки почвы — вспашка с рыхлением, выравниванием и прикатыванием поверхности почвы. Для этих работ плуги агрегатируются совместно с зубовыми боронами, катками.

На предпосевной обработке почвы в последние годы широко применяются комбинированные агрегаты АКШ-3,6; 6; 7,2, позволяющие за один проход взрыхлить, выровнять и уплотнить почву. После такой обработки почва полностью подготовлена для проведения высококачественного сева сельскохозяйственных культур (рис.4.3).

Использование комбинированных агрегатов позволяет снизить затраты труда на 30-50 %, расход топлива — на 20-30 %, металлоемкость — на 20-25 %. При этом урожайность многих сельскохозяйственных культур увеличивается на 10 % и более.

На некаменистых и торфяных почвах перспективным направлением минимализации обработки почвы является применение широкозахватных почвообрабатывающих орудий с активными рабочими органами. Разработанные в настоящее время орудия с ротационными и вибрирующими органами могут выполнять глубокое рыхление, сплошное фрезерование на глубину заделки семян, прикатывание и посев. Фрезерные орудия хорошо измельчают растительные остатки, позволяют регулировать степень крошения почвы, снижается уплотнение подпахотных слоев, уменьшаются затраты на обработку за счет качественной подготовки почвы к посеву при одном проходе трактора. Для роторной обработки почвы могут использоваться ротационный.

Рыхление разуплотняет подпахотный слой, разрушает плужную подошву.Переуплотненный подпахотный слой препятствует развитию корневой системы растений Рыхление улучшает условия развития коренной системы растений

При выращивании культур в широкорядных посевах наряду с комбинированными агрегатами для сплошного фрезерования почвы и посева могут применять агрегаты для фрезерования почвы полосами (лентами), в которые вносят удобрения, гербициды и высевают семена, в междурядьях почва не обрабатывается, борьба с сорняками осуществляется гербицидами. Такая технология способствует экономии трудовых и энергетических затрат, снижает капиталовложения в сельскохозяйственную технику, уменьшает эрозию почв и повышает урожайность сельскохозяйственных культур.

Нулевая обработка. В последние годы агрономическая наука и практика ряда экономически развитых стран (Великобритания, Канада, США, Германия, Новая Зеландия, Венгрия и др.) уделяют все большее внимание вопросам минимальной обработки почвы, базирующейся на ограничении количества традиционных операций. Наиболее яркий пример такой обработки почвы — прямой посев по стерне или дернине с предварительным внесением гербицидов и формированием мелких бороздок для размещения семян (нулевая обработка). Преимущества нулевой обработки:

  • снижение трудозатрат, расхода топлива и износа технических средств благодаря отсутствию необходимости в каких бы то ни было операциях по созданию сплошного посевного слоя;
  • обеспечение возможности выполнения полевых работ в сжатые агротехнические сроки;
  • улучшение почвенных условий для развития, так как сохраняется структура почвы, сформированная предшествующей культурой;
  • повышение устойчивости зерновых к грибковым заболеваниям;
  • снижение риска развития водной и особенно ветровой эрозии.

Негативные явления применения минимальной обработки почвы:

  • Повышается засоренность полей, особенно многолетними сорняками. Частые поверхностные обработки без оборота пласта при размещении зерновых по зерновым в узкоспециализированных севооборотах могут увеличить поражение их корневыми гнилями.
  • При обработке почвы без оборота пласта затруднена заделка на оптимальную глубину органических удобрений, дернины многолетних трав, сидеральных культур.
  • Длительное применение поверхностных обработок почвы приводит к уплотнению подпахотных слоев, что ухудшает их физические свойства.

Для устранения негативных явлений минимальной обработки почвы необходимо в ее системе в севообороте умело сочетать отвальную и безотвальную, глубокую и поверхностную обработки.

Важнейшее условие эффективной минимализации обработки почвы — высокий уровень общей культуры земледелия, строгое соблюдение технологической дисциплины, проведение полевых работ в оптимальные сроки и с отличным качеством, правильное использование эффективных гербицидов, применение достаточных доз удобрений. Непременное условие применения минимальной обработки почвы — чистота полей от сорной растительности, особенно многолетней (корневищных и корнеотпрысковых).

Источник:

Агромаш
  Мировое качество для
аграриев
Agritex Плуги, Сеялки,
Культиваторы
 
Новости:
20 июня 2017 г. Мы рады пригласить Вас на 4-й Чемпионат по пахоте – всероссийское соревнование механизаторов по мастерству обработки почвы, который состоится 25 июня – 1 июля 2017 г. в Уфимском районе Республики Башкирия с. Нижегородка.
20 марта 2017 г. вступают в силу изменения в Правила предоставления субсидий производителям сельскохозяйственной техники в рамках постановления Правительства Российской Федерации № 1432. В 2017 году на программу № 1432 государство намерено направить 13,7 млрд. рублей.
31 декабря 2016 г. ООО «Структура-Техно» спешит поздравить Вас с наступающим Новым Годом!
Пусть будущий год подарит массу возможностей и красивых идей, счастливых случаев и добрых мгновений.
09 ноября 2016 г. специалисты Концерна «Тракторные заводы» в рамках круглого стола «Развитие лесного хозяйства. Организация охраны лесов» представили универсальные лесопожарные комплексы «АГРОМАШ МПУ 2000» на базе колесных тракторов АГРОМАШ и мульчер «ОТЗ-390».
13 октября 2016 г. В рамках третьего этапа Национальной премии в области импортозамещения «Приоритет – 2016» организационный комитет и экспертный совет известили о результатах рассмотрения заявок на участие в конкурсе. По итогам квалификационного отбора статус номинанта премии получила компания «Агромашхолдинг» - сервисно-сбытовая единица Концерна «Тракторные заводы», реализующая сельскохозяйственную технику отечественного бренда АГРОМАШ.
15 сентября 2016 г. ООО «Структура-Техно» обеспечит продукцией ООО «Агромашхолдинг» (тракторы Агромаш 85-ТК, Агромаш 90-ТГ) учебные заведения агропромышленного комплекса.
Современная высокопроизводительная техника позволит улучшить уровень обучения и повысить конкурентоспособность учебных заведений.
07 июля 2016 г. ООО «Структура-Техно» участвовало в проведении «Дня поля 2016» в Московской области.
В рамках «Дня поля» состоялось совещание руководителей крупных сельхозтоваропроизводителей, промышленных предприятий, на котором итоги подводил Министр сельского хозяйства и продовольствия Московской области Степаненко Д.А.
В рамках данного мероприятия состоялось соревнования (конкурс) механизаторов «Пахарь—2016» и презентация крупнейших производителей и дилеров сельхозтехники отечественного и зарубежного производства.
Перейти в раздел новостей