Земледелие с основами почвоведения и агрохимии

Значение промежуточных культур особенно повышается в специализированных севооборотах, насыщенных ведущими культурами, поскольку создается возможность прервать цепь нежелательных факторов биологического порядка, приводящих к увеличению числа и вредоносности вредителей, болезней и сорняков при продолжительных повторных посевах этих культур. В полевых севооборотах орошаемых районов юга России озимую пшеницу, например, можно чередовать ежегодно или через год с пожнивными культурами на корм или сидерацию и иметь любую степень насыщения севооборотов ведущей продовольственной культурой, вплоть до 100%.

7.4 Классификация севооборотов

В основу классификации севооборотов положены два основных признака:

главный вид растениеводческой продукции, производимой в севообороте: - зерно, корма, техническое сырье, овощи и т.д.;

соотношение основных групп сельскохозяйственных культур, различающихся по биологии, технологии возделывания и их влиянию на плодородие почвы - зерновые культуры, многолетние травы, зернобобовые культуры, пропашные культуры, технические культуры сплошного посева, а также чистые и занятые пары.

Первый признак определяет тип севооборота-полевой, кормовой и специальный. Помимо типа различают еще и подтип севооборота. Второй признак определяет виды севооборота. Их более десяти, и они могут относиться к различным типам и подтипам севооборотов, как это видно из представленной классификации севооборотов.

Помимо типа и вида севооборот характеризуют еще и по количеству полей, указывают площадь поля и общую площадь пашни, которую занимает севооборот. Количество полей в севообороте устанавливают, исходя из структуры посевных площадей, организационно-хозяйственных условий, особенностей рельефа и землепользования конкретного хозяйства. В севообороте может быть от 2…3 до 10…12 полей.

Полевым называется севооборот, предназначенный для производства зерна, технических культур и кормов. Полевые севообороты подразделяются на два подтипа-универсальные и специализированные. В полевых универсальных севооборотах большая часть пашни обычно занята зерновыми культурами, остальная - техническими и кормовыми. В засушливых районах часть пашни отводится под чистые пары.

Специализированным называется севооборот с предельно допустимым насыщением посевами одной культуры или культур одной группы. В специализированных зерновых севооборотах доля зерновых и зернобобовых культур достигает 75…85%, в свекловичных севооборотах 30%, а при орошении - 40%, в картофельных севооборотах на высоком агрофоне может быть доведен до 40%.

Кормовым называется севооборот, предназначенный для производства преимущественно грубых, сочных и зеленых кормов. Большую часть площади пашни в кормовых севооборотах отводят под посевы различных видов кормовых культур. В зависимости от их места расположения и состава возделываемых культур они делятся на два подтипа: прифермские и сенокосно-пастбищные.

Прифермским называется севооборот, предназначенный для производства сочных и зеленых кормов. Их размещают вблизи животноводческих ферм в целях снижения затрат на транспортировку большой массы зеленых кормов (силосной массы, корнеплодов).

Сенокосно-пастбищным называется кормовой севооборот, предназначенный для производства сена, сенажа и выпаса скота. В таком севообороте возделывают многолетние и однолетние травы. Его вводят при окультуривании естественных кормовых угодий, организуя многопольное чередование лугов и пастбищ и используют их для выпаса скота и заготовки кормов.

Специальным называется севооборот, предназначенный для возделывания культур, требующих специальных условий и особой технологии. К таким культурам относятся овощи, бахчевые, конопля, табак, рис, лекарственные, эфиромасличные растения и др. Как правило, это особо требовательные к условиям произрастания культуры. Специальные севообороты размещают на участках с высоким плодородием почвы, часто с оросительными системами.

Особое место среди специальных севооборотов занимают почвозащитные севообороты. Их назначение-защита почвы от дефляции и водной эрозии при одновременном производстве продовольственной, технической или кормовой продукции.

Зернопаровым называется севооборот, в котором преобладают зерновые культуры сплошного посева и имеется поле чистого пара. Например: 1 - чистый пар, 2 - озимая или яровая пшеница, 3 - озимая или яровая пшеница. Применяется в засушливых районах Северного Кавказа, Южного Урала, Западной Сибири, Алтая и других степных районов страны.

Таблица 34

Классификация севооборотов

Типы и подтипы	Виды
Полевые: универсальные	Зернопаровые, зернопаропропашные, зернопропашные, зернопаротравяные, зернотравяные, зернотравянопаропропашные, плодосменные или зернотравянопропашные, травянопропашные, пропашные, паропропашные, сидеральные
специализированные: зерновые, льняные, свекловичные, картофельные	Зернопаровые, зернопаропропашные, зернотравяные, плодосменные, пропашные, травянопропашные и др.
Кормовые: прифермские	Плодосменные, пропашные, травянопропашные, травянозерновые
сенокосно-пастбищные	Травопольные (многопольнотравяные), травянозерновые, травянопропашные
Специальные: овощные, овощекормовые, овощебахчевые и бахчевые рисовые конопляные	Пропашные, травянопропашные, паропропашные, зернопаропропашные, зернотравяные, зернопропашные, пропашные, плодосменные, зернопаропропашные
табачные и махорочные	Пропашные, плодосменные, травянопропашные
земляничные и плодопитомнические	Травянопропашные, паропропашные, сидеральные
лекарственные и эфиромасличные	Зернопаропропашные, плодосменные, паропропашные
почвозащитные	Травопольные, травянозерновые

Зернопаропропашным называется севооборот, в котором преобладают зерновые культуры сплошного посева, которые чередуются с чистым паром и пропашными культурами. Доля зерновых культур в таких севооборотах может достигать 70 % площади пашни, а с посевами кукурузы на зерно и того больше. Они получили распространение в полузасушливых степных и лесостепных районах европейской части России: в Поволжье, на Юго - Востоке, на Северном Кавказе, в южной части ЦЧЗ. Типичным примером такого севооборота является следующий: 1 - чистый пар, 2 - озимая пшеница, озимая пшеница, 3 - кукуруза на зерно, 4 - горох, 5 - озимая пшеница, 6 - яровая пшеница, 8 - подсолнечник. В зернопаропропашных севооборотах с высоким удельным весом чистого пара и пропашных культур необходимо проводить специальные мероприятия по защите почвы от водной эрозии и дефляции.

Зернопропашным называется севооборот, в котором преобладают зерновые культуры, чередующиеся с пропашными. Они вводятся в более увлажненных районах зернового производства, где нет необходимости иметь поля чистых паров-в Центрально-Черноземной и Нечерноземной зонах, на Северном Кавказе, на Дальнем Востоке. В таком севообороте после пропашных культур следуют один или два года подряд зерновые, крупяные или зернобобовые культуры и снова идет пропашная культура. Например: 1 - кукуруза на силос, 2 - озимая пшеница, 3 - кукуруза на зерно, 4 - горох, 5 - озимая пшеница, 6 - подсолнечник, 7 - просо. В связи с высокой долей пропашных культур, в таких видах севооборотов необходимы специальные мероприятия по защите почвы от эрозии и (или) дефляции.

Зернопаротравяным называется севооборот, в котором преобладают зерновые культуры, сплошного сева и имеются чистые пары и многолетние травы. Практикуется в Нечерноземной полосе РФ. В таких севооборотах могут быть и поля технических непропашных культур-льна-долгунца. Примером зернопаротравяного севооборота может быть следующий: 1 - чистый пар, 2 - озимые зерновые с подсевом клевера, 3…4 - клевер, 5 - яровые зерновые или лен-долгунец, 6 - чистый пар, 7 - озимые, 8 - яровые зерновые.

Зернотравяным называется севооборот, в котором преобладают зерновые культуры сплошного посева, а остальная площадь пашни занята посевами многолетних и однолетних трав. Например: 1 - люцерна в чистом виде или под покровом подсолнечника или кукурузы на зеленый корм или силос, 2…3 - люцерна, 4 - озимая пшеница, 5 - озимая пшеница. Имеет широкое распространение в фермерских (крестьянских) хозяйствах или в небольших сельскохозяйственных кооперативах. Ведение таких севооборотов является эффективным средством защиты почв от эрозии и дефляции.

Зернотравянопаропропашным называется севооборот, в котором посевы зерновых культур чередуют с чистым паром, многолетними травами и пропашными культурами. Например 1 - чистый пар, 2 - озимая пшеница, 3 - озимая пшеница, 4 - подсолнечник с подсевом люцерны на силос или зеленый корм, 5…6 - люцерна, 7 - озимая пшеница, 8 - кукуруза на зерно.

Зернотравянопропашным или плодосменным называют севооборот, в котором зерновые культуры сплошного посева занимают до половины площади пашни и чередуются с пропашными и бобовыми культурами. В районах достаточного увлажнения примером плодосменного севооборота является норкфолькский севооборот: 1 - пропашные, 2 - яровые зерновые с подсевом клевера, 3 - клевер, 4 - озимые зерновые, в котором зерновые занимают 50 %, пропашные и бобовые-по 25 %. В орошаемых условиях юга России может быть введен такой севооборот: 1 - люцерна в чистом виде или под покровом подсолнечника или кукурузы на зеленый корм или силос, 2…3 - люцерна, 4 - озимая пшеница, 4 - озимая пшеница + пожнивные культуры, 5 - кукуруза на зерно, 6 - кукуруза на силос, 7 - озимая пшеница, 8 - озимая пшеница + пожнивные культуры, 9 - подсолнечник.

Травопольным называется севооборот, в котором большая часть пашни занята посевами многолетних трав. Оставшаяся часть обычно отводится под однолетние травы, иногда зернофуражные культуры. Этот вид севооборота относят к кормовому типу, он служит основой для организации интенсивного лугопастбищного хозяйства. Он может быть специализированы на производстве сена, силоса и зеленых кормов с чередованием: 1..5 - многолетние бобово-мятликовые смеси, 6 - кукуруза, сорго или суданская трава на силос и зеленый корм с подсевом многолетних трав. Когда производство зеленых и грубых кормов сочетают с производством зернофуража, то травопольный севооборот может иметь такой вид: 1 - 4 - многолетние травы, 5 - зерновые или лен-долгунец, 6 - однолетние травы, 7 - яровые зерновые с подсевом многолетних трав.

Травянозерновым называется севооборот, в котором половина или большая часть пашни занята многолетними и однолетними травами, а остальная часть-зерновыми культурами. Примером такого севооборота для Нечерноземной зоны может быть следующий: 1…4 - многолетние травы, 5 - кукуруза на зерно, 6 - овес, 7 - ячмень, 8 - однолетние травы с подсевом многолетних трав.

Травянопропашным называется севооборот, в котором пропашные культуры чередуются с посевами многолетних трав. Они используют как полевые на орошаемых землях южных районов страны для производства зерна, технических культур, кормов: 1…2 - люцерна, 3 - сахарная свекла, 4 - кукуруза на зерно, 5 - зернобобовые, 6 - сахарная свекла, 7 - ячмень кукуруза, сорго, суданская трава на зеленый корм, силос, сено с подсевом люцерны. К этому же виду относятся специальные овоще-кормовые севообороты с двухлетним использованием многолетних трав: 1…2 - многолетние травы, 3 - капуста, 4 - томат, 5 - огурец, 6 - лук, 7 - столовые корнеплоды, 8 - кукуруза, однолетние травы с подсевом многолетних трав.

Пропашным называется севооборот, в котором большая часть пашни занята посевами пропашных культур. Полевые пропашные севообороты вводятся в районах достаточного увлажнения и на орошаемых землях. Например: 1 - кукуруза на зерно, 2 - подсолнечник, 3 - зернобобовые, 4 - озимая пшеница, 5 - сахарная свекла, 6 - кукуруза на зерно, 8 - озимый ячмень с пожнивным посевом кукурузы. Большинство овощных севооборотов на орошаемых землях так же является пропашными.

Сидеральным называется севооборот, в котором одно или несколько полей отводят для выращивания сидеральных культур. Сидеральные севообороты чаше всего используют на песчаных и супесчаных почвах со следующим чередованием: 1 - люпин на зеленое удобрение (сидерат), 2 - озимая рожь, 3 - картофель, 4 - овес. Кроме однолетнего люпина в качестве сидеральной культуры можно использовать сераделлу, донник, клевер, многолетний люпин, другие бобовые культуры, а также горчицу белую, рапс, масличную редьку и другие растения семейства капустных.

На орошаемых землях юга России, где после уборки озимых зерновых культур остается 100…120 дней теплого периода года, на сидерацию могут быть использованы пожнивные посевы названных культур.

Вопросы для самопроверки знаний

1. Какова роль севооборота в агроландшафтных системах земледелия?

2. Чем отличается повторный посев от бессменного?

3. Каковы причины чередования культур?

4. Что такое плодосмен и какова его роль в развитии научного и практического земледелия?

5. Что положено в основу классификации севооборотов?

6. Какие типы и виды севооборотов вам известны?

7. В чем отличие черного пара от раннего?

8. Какова роль многолетних трав в севооборотах разных зон?

9. Что такое специализированный севооборот?

10. Дайте классификацию промежуточных культур.

11. Назовите основные предшественники пшеницы по подпровинциям Дагестана.

12. Каковы периоды возврата основных культур на прежнее поле севооборота?

13. Что такое полосное размещение культур, где оно применяется?

14. Назовите предшественники основных овощных культур.

15. Что такое специальный севооборот?

16. дайте характеристику почвозащитной способности основных полевых культур.

17. Что такое введение и освоение севооборота?

18. Как оценивают севообороты с разной структурой посевных площадей?

19. Каково назначение переходной и ротационной таблиц?

20. Что такое Книга истории полей севооборота, кто ее ведет и как она используется?

21. Каковы экологические требования к севообороту?

почва земледелие мелиорация орошение агрохимия

Глава 8. Обработка почвы

Под обработкой почвы понимается воздействие на нее рабочими органами машин и орудий с целью улучшения почвенных условий жизни сельскохозяйственных культур и уничтожения сорняков.

8.1 Технологические операции при обработке почвы

В процессе механической обработки осуществляется ряд технологических операций, которые приводят к изменению физического состояния и свойств почвы. К таким операциям относятся: оборачивание, рыхление, крошение, перемешивание, уплотнение почвы, выравнивание и создание на ее поверхности микрорельефа (гребней, лунок, борозд, щелей и т.д.), подрезание сорняков и сохранение стерни. Ниже приводятся характеристики этих операций в соответствии с ГОСТом 16265-89.

При оборачивании происходит частичный или полный оборот обрабатываемого слоя почвы с одновременным взаимным перемещением в вертикальном направлении различных по своему плодородию слоев почвы. При этом происходит заделка дернины, растительных остатков, удобрений, осыпавшихся семян и вегетативных органов размножения сорняков, возбудителей болезней и вредителей культурных растений. Данная технологическая операции получила наибольшее применение в орошаемых и гумидных условиях, а также при обработке тяжелых, переувлажненных почв (в рисовых чеках), где требуется снижение вредного действия на растение закисных соединений. Осуществляется обычно плугами и лемешными лущильниками.

В засушливых условиях нет необходимости в оборачивании пласта, так как это усиливает иссушение и дефляцию почвы.

Рыхление почвы обеспечивает изменение взаимного расположения почвенных отдельностей с одновременным увеличением объема пор. При этом улучшаются водо- и воздухопроницаемость, изменяется тепловой режим, активизируется деятельность почвенных микроорганизмов. Повышается доступность растениям влаги, питательных веществ, облегчается проникновение корней растений в глубокие слои почвы и перенесение засухи. Поверхностным рыхлением уничтожают почвенную корку, создают мульчирующий слой на поверхности почвы. Осуществляется плугами, культиваторами, боронами, фрезами и другими орудиями.

Крошением достигается дробление крупных комков и глыб с уменьшением размеров почвенных структурных отдельностей. При крошении оптимизируются водно-физические свойства почвы, уменьшаются потери влаги из нее, обеспечивается равномерная заделка семян в почву и появление дружных всходов. Выполняется обычно дисковыми боронами и катками.

Перемешивание почвы обеспечивает изменение взаимного расположения почвенных отдельностей с увеличением объема пор, создание однородного обрабатываемого слоя почвы, в котором равномерно распределены продукты разложения органических веществ, органические и минеральные удобрения и химические мелиоранты. Выполняется плугами без предплужников, отвальными и дисковыми лущильниками, фрезами.

Уплотнением почвы изменяют взаимное расположение почвенных отдельностей с уменьшением объема пор. При этом уменьшается некапиллярная пористость, сокращаются потери влаги из почвы вследствие конвекционно-диффузного испарения, что особенно важно в засушливых условиях; происходит более тесное соприкосновение семян с почвой и дружное появление всходов. В районах с недостатком тепла уплотненная почва весной лучше прогревается. Уплотнение почвы проводят катками с различной рабочей поверхностью и другими орудиями.

Выравнивание поверхности почвы обеспечивает уменьшение размеров неровностей поверхности почвы. Этой технологической операцией достигается уменьшение испарения влаги из почвы, подготовка участка к орошению, равномерная заделка семян, качественная работа посевных и уборочных машин и машин по уходу за растениями. Выравнивание осуществляют шлейфами, волокушами, боронами, катками. В условиях орошаемого земледелия используют грейдеры, бульдозеры и планировщики

Подрезание сорняков осуществляют одновременно с рыхлением, оборачиванием и перемешиванием почвы при вспашке, лущении, дисковании, фрезеровании, культивации.

Создание микрорельефа (борозд, гряд, гребней, щелей, лунок, микролиманов) на поверхности почвы необходимо на склоновых землях, подверженных водной эрозии. Он регулирует водный, воздушный, питательный режимы, предотвращают сток воды, (а с ней потери питательных веществ) и смыв почвы. С помощью борозд отводят избыточную воду на переувлажненных землях, проводят орошение. Микрорельеф создают с помощью бороздоделателей, окучников, грядоделателей, различных приспособлений к плугам.

Сохранение стерни на поверхности почвы, подверженной дефляции и эрозии, позволяет снижать скорость ветра в приземном слое и сток дождевых и талых вод; предохраняя почву от иссушения, выдувания и эрозии; способствует накоплению снега и уменьшает глубину промерзания почвы. Для сохранения стерни на поверхности почвы применяются плоскорезы-глубокорыхлители, культиваторы-плоскорезы, игольчатые бороны, стерневые сеялки и др.

8.2 Функции механической обработки почвы

Функции, задачи, выполняемые механической обработкой почвы, могут быть самыми разнообразными в зависимости от экологических условий, требований сельскохозяйственных культур и уровня интенсификации производства. В различных природных условиях они могут иметь совершенно разные значения. Основными задачами почвообработки являются:

1. Оптимизация плотности и структурного состояния почвы. К числу важнейших агрофизических показателей, регулирование которых осуществляется приемами обработки почвы, является ее строение, которое характеризует соотношение объемов твердой фазы и пористости (общей и капиллярной) в ненарушенном состоянии. Оптимальные ее значения для жизнедеятельности полевых культур в различных типах почв приведены в таб. 35.

Таблица 35

Оптимальное строение различных типов почв

Тип почвы	Твердая фаза, %	Пористость, %	Авторы
		общая	некапиллярная	капиллярная
Дерново-подзолистая	44-45	46-56	18-25	28-31	Пупонин А.И.
Чернозем	38-49	51-62	15-25	36-37	Пупонин А.И.
Темно-каштановая	45-55	48-57	16-23	32-34	Гасанов Г.Н.

Почвы с высокой долей твердой фазы в общей массе отличаются меньшей аэрированностью, имеют более высокую плотность, поскольку последняя является количественной характеристикой строения.

Каждый тип, подтип, вид, разновидность почвы имеет присущую им плотность, к которой она стремится после рыхления или уплотнения. Это так называемая равновесная плотность, которая соответствует плотности длительно необрабатываемой почвы (в течение 1…2 лет). Но каждая культура предъявляет свои требования к плотности почвы, при которой складываются наиболее благоприятные условия для роста и развития растений и деятельности микроорганизмов. Такая плотность называется оптимальной для этой конкретной культуры.

Интервалы значений равновесной и оптимальной плотности различных почв, установленные по данным экспериментальных исследований, приведены в таб. 36. Необходимость и интенсивность обработки почвы или полного ее исключения определяется исходя из соотношения этих показателей. Так, с помощью рыхления тяжелосуглинистой светло-каштановой почвы Терско-Сулакской равнины Дагестана плотность ее с 1,4…1,45 т/м³ можно довести до 0,8…0,9 т/м³. Легкосуглинистые и супесчаные почвы Терско-Кумской равнины, плотность которых составляет 0,9…1,0 т/м³, наоборот, нуждаются в уплотнении перед посевом озимой пшеницы.

Таблица 36

Равновесная и оптимальная плотность почвы для полевых культур, г /см³

Тип почвы	Разновидность	Равновесная плотность	Оптимальная плотность	Авторы
			зерновых	пропашных
Дерново-подзолистая	суглинистая	1,35- 1,5	1,1-1,3	1,0-1,2	Пупонин А.И.
Серая лесная	суглинистая	1, 35-1,4	1,15-1,2 5	1,0-1,2	Пупонин А.И.
Чернозем	суглинистая	1,0-1,3	1,2-1,3	1,0-1,3	Пупонин А.И.
Каштановая	тяжелосуглинистая	1,35-1,5	1,2-1,3	1,0-1,1	Гасанов Г.Н.
Каштановая	легкосуглинистая	1, 1- 1,2	1,25-1,35	1,15-1,25	Гасанов Г.Н.

Плодородие почвы в естественном состоянии значительно выше в самом верхнем слое, где сосредоточена основная масса корней, азотфиксирующих и других микроорганизмов, чем в нижележащих слоях. Такая же дифференциация пахотного слоя происходит и в пахотных почвах в тех случаях, когда она в течение нескольких лет обрабатывается без оборота пласта, т.е. только рыхлится, но не проводится вспашка.

Ежегодное или периодическое (через 2…4 года) оборачивание верхнего слоя позволяет создавать однородный пахотный слой почвы, который благоприятно сказывается на жизнедеятельности растений.

Важнейшим показателем почвенного плодородия, который характеризует структурный состав и содержание водопрочных агрегатов, является сложение почвы. Благоприятное сложение придает ей устойчивость против эрозии и уплотнения, оптимизирует почвенные режимы и повышает продуктивность полевых культур. Оптимальное содержание водопрочных агрономически ценных агрегатов (размером 0,25…10 мм) для дерново-подзолистых и серых лесных почв составляет 30…45%; для каштановых почв - 35…50%; для черноземных почв - 45…60%. Почвы с хорошей структурой длительное время сохраняют устойчивое сложение, при обработке хорошо крошатся, меньше уплотняются при перемещении по ней транспортных средств и тракторов, лучше противостоит эрозии и дефляции.

На почвах, равновесная плотность которых близка к оптимальной для возделывания тех или иных культур, рыхлительная функция почвообработки сокращается. Становится возможной нулевая обработка, если остальные функции почвообработки заменяются другими средствами. О возможности отмены или сокращения числа и глубины механических обработок можно судить по наличию в почве водопрочных агрегатов размером более 0,25 мм. Применительно к суглинистым почвам эти возможности резко возрастают при увеличении содержания в них водопрочных агрегатов до 40% и более. Это - большая часть черноземов и серых лесных почв, окультуренные серые лесные и дерново-подзолистые и др. На почвах, имеющих более высокую плотность (солонцовые, солончаковые, заболоченные и др.), возможности для минимализации почвообработки могут быть созданы путем химических, агротехнических и других мелиораций и обогащения почвы органическим веществом.

2. Регулирование водного баланса почв и ландшафтов. Решение данной задачи обеспечивается, во-первых, путем сокращения поверхностного стока и обеспечении перевода осадков в почвогрунтовую толщу; во-вторых, уменьшением физического испарения с поверхности почвы, особенно в условиях проявления засух. Эта задача связана с первой и дополняется мульчированием поверхности почвы, противоэрозионной организацией территории, лесными и другими мелиорациями.

В районах, подверженных водной эрозии и дефляции, безотвальные обработки с сохранением на поверхности пожнивных остатков и соломы, сдерживают развитие эрозии и дефляции, существенно снижают сток дождевых и талых вод, сокращают физическое испарение. Такие обработки способствуют задержанию снега и уменьшению промерзания почвы, следовательно, увеличению впитываемости талых вод при весеннем снеготаянии.

Глубина мульчирующих обработок зависит от количества осадков, уклона и водопроницаемости почвы. Минимализация обработки почвы на склонах, особенно крутых, усиливает сток. При этом энергия поверхностного стока с плоскости склона переносится на берега гидрографической сети, в результате усиливается рост оврагов. По мере усложнения ландшафтов усиливается роль глубоких рыхлений. Глубокое рыхление необходимо на почвах с переуплотненным подпахотным слоем, особенно под культуры с глубокопроникающей корневой системой (пропашные, многолетние травы и др.

В системе комбинированной обработки почвы (чередование с определенными интервалами мульчирующей и отвальной обработок) смягчить недостатки вспашки, в частности усиление подверженности почв смыву, размыву, дефляции, возможно с помощью известных и широко применяемых приемов: почвоуглубления, лункования, гребневания, щелевания, бороздования и др.).

Нулевая обработка эффективна в условиях более спокойного рельефа, более дефицитного водного режима и относительно благополучных в отношении фильтрационной способности почв. Эта способность еще более усиливается за счет активизации биологического саморыхления почвы.

Применение минимальных и нулевых обработок способствует сокращению испарения с поверхности почвы за счет уменьшения аэрации пахотного слоя и мульчирующего эффекта растительных остатков при достаточном их количестве. Благодаря мульче эффективнее используется конденсационная влага.

Эффект применяемых приемов обработки почвы усиливается путем создания соломенной мульчи, оказывающей благоприятное влияние на ее тепловой режим, благодаря увеличению альбедо и уменьшению промерзания почвы в зимний период на склонах. Этому же способствует противоэрозионная организация территории, различные мелиоративные мероприятия.

3. Предотвращение эрозии и дефляции почвы. Функция по части защиты почвы от дефляции решается в основном с помощью мульчирующей обработки. Все другие известные противодефляционные мероприятия имеют вспомогательное значение. В защите почвы от дефляции главная задача - сохранение на ее поверхности определенного количества растительных остатков.

Роль мульчирующих обработок в предотвращении водной эрозии менее значительна. Проблема заключается в трудностях в преодолении их недостатков, наиболее активно проявляющихся в гумидных районах (увеличение засоренности посевов, распространение болезней, дефицит азота в почве). Исходя из экологической значимости вопроса, плоскорезная обработка должна доминировать во всех районах, подверженных эрозии и дефляции, а ее недостатки должны быть компенсированы соответствующими мерами.

4. Регулирование режима органического вещества и биогенных элементов, размещение удобрений и мелиорантов в пахотном слое. Естественный процесс увеличения органического вещества и питательных элементов в верхних слоях почвы усугубляется в условиях сельскохозяйственного производства в связи с разбрасыванием по ее поверхности органических и минеральных удобрений. Безотвальная и минимальная обработки (поверхностная, мелкая, дисковая, плоскорезная) не устраняют возникающую при этом дифференциацию пахотного слоя. Наоборот, такие способы способствуют формированию неоднородного по своему плодородию пахотного слоя. При проведении вспашки, фрезерования обрабатываемый слой перемешивается, создается слой почвы, сравнительно однородный по своему сложению и строению, по степени гумусированности и насыщенности питательными элементами.

При отсутствии оборота пласта, накапливающиеся многие годы на поверхности почвы, растительные остатки могут вызывать токсикоз почвы продуктами разложения и снижение по этой причине полевой всхожести семян. Кроме того, на поверхности и в верхних слоях почвы накапливаются остатки химических средств защиты растений. Устранению этих нежелательных последствий способствует проведение вспашки и других приемов обработки почвы, позволяющие усилить жизнедеятельность почвенной микрофлоры, увеличить ее численность и видовой состав. Однако при этом повышаются биологическая активность и нитрификационная способность почвы, ускоряется разложение гумуса и высвобождение элементов минерального питания.

В случае уменьшения интенсивности и глубины рыхления, применения мелкой или поверхностной обработки, снижается активность почвенной микрофлоры и замедляется разложение гумусовых веществ, которые служат потенциальным источником элементов питания растений и средством улучшения структуры и физических свойств почвы. Так, замена вспашки безотвальной плоскорезной обработкой повышает коэффициент гумификации органического вещества на 20…30%, а на легких супесчаных почвах - до 40%, что увеличивает гумусонакопление.

При продолжительной плоскорезной обработке почвы значительно увеличивается пораженность зерновых культур корневыми гнилями, засоренность почвы и посевов культурных растений. Преодолеть эти нежелательные последствия вполне возможно путем чередования разных способов и глубин обработки почвы в севооборотах.

Однако по вопросу об обязательности запашки фосфорно-калийных удобрений в почву с помощью плугов есть альтернатива, особенно в условиях высокой опасности дефляции - это внесение удобрений в среднюю и нижнюю части пахотного слоя комбинированными безотвальными орудиями. Существуют попытки обоснования более высокой эффективности навоза при использовании его в качестве мульчи. При этом утверждается, что потери азота при разложении навоза полностью компенсируются за счет усиления фиксации азота из атмосферы. Другим преимуществом навоза-мульчи считают уменьшение расхода влаги через испарение, а также ускорение прогревания почвы весной и предохранение ее от перегревания в жаркую погоду. Почва под навозом имеет большую воздухо- и водопроницаемость, хорошо поглощает ливневые осадки, сокращается поверхностный сток. Такая позиция требует дифференцированного изучения в различных экологических условиях. Однако существуют случаи, при которых невозможно обойтись без вспашки, в частности, для заделки в почву химических мелиорантов.

5. Регулирование фитосанитарных условий. Замена вспашки бесплужной обработкой в большинстве случаев ухудшает фитосанитарную ситуацию: усиливается засоренность посевов при минимализации обработки, существенно возрастает развитие болезнетворных организмов в районах достаточного увлажнения. Поэтому освоение мульчирующей обработки в эрозионно-опасных условиях, где она необходима в первую очередь, сопровождалось применением пестицидов, особенно гербицидов. Избыточное применение пестицидов подавляет мезофауну, в результате не достигается главная задача - биологическое саморыхление почвы.

Однако противоречивость данной ситуации, по мнению В.И. Кирюшина, не представляется безвыходной, учитывая совершенствование химических средств защиты растений и нереализованные возможности современных технологий. Снижение засоренности посевов в значительной мере может быть достигнуто за счет создания благоприятных условий для прорастания семян сорняков в ранневесенний и осенний периоды и последующего уничтожения их механическими способами, особенно в районах с продолжительным вегетационным периодом. В сочетании с рациональным чередованием культур в севообороте, оптимальной долей чистого или занятого пара, применением промежуточных культур, своевременным выполнением полевых работ, исключающим, обсеменение сорной растительности, данная задача во многих случаях может быть решена без гербицидов или при очень ограниченном их применении.

6. Создание оптимальных условий для посева и получения дружных всходов. Эта задача обработки почвы приобретает особенно важное значение при использовании высоких агротехнологий, которые предъявляют жесткие требования к получению дружных всходов и заранее установленного количества растений на единице площади. В системе отвальной обработки решение данной задачи не представляет больших трудностей, хотя нередко требуется применение планировщиков и фрез для выравнивания поверхности почвы. При освоении мульчирующей обработки послеуборочные остатки создают серьезные механические препятствия для качественной заделки семян в почву и получения дружных всходов. В процессе разложения послеуборочных остатков, образуется целый ряд вредных для растений веществ: уксусная и коричневая кислоты, фенолы и другие соединения. Некоторые из них токсичны для растений и для многих полезных микроорганизмов, в том числе связанных с мобилизацией питательных веществ почвы и послеуборочных остатков. Это и является причиной снижения полевой всхожести семян.

Для устранения указанных отрицательных последствий мульчирующей обработки почвы необходимо иметь сеялки, которые могут осуществить прямой посев при любом количестве растительных остатков на поверхности почвы, минимально разрушая мульчирующий покров только по следу сошников, и имеющие приспособления для изоляции растительных остатков от семян.

7. Энергосбережение и экономичность. При минимализации обработки почвы, особенно при нулевой обработке, наряду с защитой почвы от эрозии и дефляции, открывающей широкие возможности ее биологизации, достигается значительная экономия горюче-смазочных материалов, сокращение затрат денежных средств на амортизационные отчисления, текущий ремонт, зарплату; работы проводятся в сжатые сроки, высвобождая время у товаропроизводителей. В тоже время увеличиваются затраты на пестициды и дорогостоящие машины, особенно для нулевой обработки. Выбор оптимального решения связан с экономическим и энергетическим анализами технологий, считая экологию при этом приоритетной задачей.

Одним из важнейших путей минимализации почвообработки является совмещение технологических операций. В стране создано немало комбинированных агрегатов и машин, позволяющих за один проход выполнять несколько операций. В гумидных и орошаемых районах применение комбинированных агрегатов позволяет проводить обработку почвы в сжатые агротехнические сроки, меньше уплотнять почву. В засушливых районах оно способствует сокращению разрыва во времени между отдельными видами полевых работ, благодаря чему удается сохранять больше влаги в почве, более эффективно бороться с ранневесенней засухой и дефляцией.

Дополнительный экономический эффект от применения комбинированных агрегатов, наряду с перечисленными, состоит в сглаживании пиков потребности в энергетических средствах и трудовых ресурсах, а это сокращает затраты материальных и трудовых ресурсов на возделывание сельскохозяйственных культур.

8.3 Классификация систем обработки почвы

Исходя из анализа обширной информации по стране и с учетом мирового опыта, В.И. Кирюшин (2005) предложил классификацию, включающую в себя системы, подсистемы и приемы обработки почвы в севообороте.

Выделяются следующие системы: отвальная, мульчирующая, комбинированная, нулевая, гребне-грядовая.

Отвальная система обработки почвы в севообороте осуществляется с помощью отвальных орудий с полным или частичным оборачиванием ее слоев (ГОСТ 16265-89).

Данная система подразделяется на две подсистемы: разноглубинную и минимальную. При разноглубинной подсистеме основная обработка почвы в зависимости от выращиваемой культуры и экологических условий может быть глубокой (на глубину более 24 см), обычной (18…24 см), мелкой (8…16 см) и поверхностной (до 8 см), если они чередуются с более глубокими.

При минимальной подсистеме отвальной обработки ограничиваются применением поверхностной или мелкой обработки почвы. Более глубокие обработки используются в исключительных случаях.

Набор приемов в отвальной системе обработки разнообразен и включает в себя: вспашку (с использованием плуга, обеспечивающим крошение, рыхление и оборачивание обрабатываемого слоя почвы не менее чем на 135°); культурную вспашку (плугом с предплужником); дискование почвы (обработка дисковыми орудиями, обеспечивающая крошение, частичное перемешивание почвы и уничтожение сорняков); гребнистую вспашку (вспашка поперек склона с поделкой гребней плугом с одним удлиненным отвалом); двухъярусную обработку (с оборачиванием верхней части пахотного слоя и одновременным рыхлением нижней части или взаимным перемешиванием верхнего и нижнего слоев); мелиоративную вспашку плантажными и трехъярусными плугами; боронование (обработка почвы зубовой бороной, обеспечивающая крошение, рыхление и выравнивание поверхности почвы, а также частичное уничтожение проростков и всходов сорняков); фрезерование (обработка почвы фрезой, обеспечивающая ее рыхление, крошение и тщательное перемешивание); прикатывание.

Отвальная разноглубинная обработка почвы в нашей стране получила наибольшее распространение, особенно в гумидных и орошаемых условиях. Но тенденции к освоению ее минимализации отчетливо проявляются и в этих регионах.

Мульчирующая система обработки почвы в севообороте согласно тому же ГОСТУ, представляет собой сочетание механической обработки почвы и оставления на ее поверхности измельченных растительных остатков. Она осуществляется с помощью безотвальных орудий, сохраняющих на поверхности почвы пожнивные остатки. Эта система разделяется на три подсистемы: глубокую, разноглубинную и минимальную.

Глубокая подсистема мульчирующей обработки почвы предполагает применение систематической глубокой (глубже 24 см) безотвальной обработки. Она применяется на солончаках, солонцах, солонцеватых и других уплотняющихся почвах, а также в сложных эрозионных ландшафтах для уменьшения поверхностного стока и предотвращения эрозии. Чаще всего она выполняется стойками СибИМЭ.

Разноглубинная подсистема обработки почвы предусматривает чередование мелкой и глубокой плоскорезных и других безотвальных обработок на различную глубину в зависимости от культуры в севообороте и состояния почвы.

Приемы обработки в этой системе первоначально включали в себя плоскорезную обработку культиватором-плоскорезом, глубокое рыхление культиватором-глубокорыхлителем, обработку штанговым противоэрозионным культиватором. В дальнейшем, по мере дифференциации данной системы обработки почвы, дополнительно появились чизелевание, обработка стойками СибИМЭ, обработка параплау, щелевание. Применение параплау особенно эффективно на плотных пересохших почвах, чизелей - на полях чистых от корнеотпрысковых сорняков, стоек СибИМЭ - на влажных почвах, склонах повышенной крутизны.

Минимальная подсистема мульчирующей обработки почвы базируется на мелкой плоскорезной обработке. Она нашла широкое распространение на легких по гранулометрическому составу почвах восточных районов страны.

Комбинированная система обработки почвы включает в себя множество вариантов, сочетающих отвальные обработки с безотвальными на различную глубину в соответствии с экологическими условиями и требованиями культур. Она включает в себя три подсистемы: глубокую, разноглубинную и минимальную. В данной системе используются все приемы, составляющие отвальную и мульчирующие системы обработки почвы.

Главным направлением совершенствования комбинированных систем обработки почвы в районах умеренного проявления эрозии или ее отсутствия, является сокращение глубины и частоты обработки и совмещение технологических операций.

Нулевая система обработки почвы. При этой системе почва не подвергается механической обработке. Посев проводится специальными сеялками, приспособленными для прямого посева в почву, с сохранившейся на ее поверхности стерней. Эта система имеет большие перспективы в засушливых районах юга нашей страны, подверженных дефляции, и на легких по гранулометрическому составу почвах. Однако она требует повышенной обеспеченности агрохимическими ресурсами для устранения дефицита азота в почве, который при этом наблюдается, а также проведения более интенсивных мер борьбы с сорняками и другими вредными организмами.

Гребне-грядовая система обработки почвы включает в себя нарезку гребней и (или) гряд. Применяется в условиях холодного и влажного климата, муссонного климата Дальнего Востока, а также в предгорных районах Северного Кавказа (при выращивании картофеля).

Система обработки почвы должна быть разработана для каждой почвенно-географической зоны, провинции, подпровинции и более мелких подразделений. Для условий Дагестана, например, где выделены семь крупных подпровинций (исключая Высокогорье): Терско-Кумская, Приморская, Терско-Сулакская, Предгорная, Среднегорная, Речных долин с разбивкой каждой из первых трех на орошаемую и неорошаемую, а предгорной - на полузасушливую и засушливую, целесообразно иметь следующие системы и подсистемы обработки почвы (таб. 37).

Для каждой из выращиваемых в севообороте культур с учетом приведенной классификации и предшественников должна быть разработана технология обработки почвы, где следует предусмотреть сроки, способы и глубины обработки почвы, последовательность выполнения различных приемов, указаны орудия, которые применяются для выполнения этих работ.

Таблица 37

Классификация системы обработки почвы по подпровинциям Дагестана

Подпровинции	Условия влагообеспечения	Система	Подсистема
		обработки почвы
Терско-Сулакская	неорошаемые	мульчирующая	разноглубинная
	орошаемые	комбинированная	разноглубинная
Приморская	неорошаемые	мульчирующая	разноглубинная
	орошаемые	комбинированная	разноглубинная
Терско-Кумская	неорошаемые	нулевая	нет
	орошаемые	комбинированная	разноглубинная
Предгорная	засушливые	мульчирующая	разноглубинная
	полузасушливые	комбинированная	разноглубинная
Среднегорная	полувлажные (семигумидные)	комбинированная	разноглубинная
Речные долины	орошаемые	комбинированная	разноглубинная

8.4 Приемы обработки почвы

Под приемом обработки понимают однократное воздействие на почву рабочими органами почвообрабатывающих машин и орудий для выполнения одной или нескольких технологических операций. В агрономической практике они подразделяются на приемы основной, поверхностной и мелкой обработок.

8.4.1 Приемы основной обработки

Основная обработка-это наиболее глубокая сплошная обработка почвы под сельскохозяйственную культуру, существенно изменяющая сложение большей части пахотного слоя

Для выполнения основной обработки почвы используют: вспашку, безотвальное рыхление, глубокую плоскорезную обработку, фрезерование, дискование, чизелевание и др., а также специальные приемы: двухъярусную, трехъярусную, плантажную вспашки, щелевание, кротование и др.

Вспашка - прием основной обработки почвы плугами, обеспечивающий оборачивание обрабатываемого слоя не менее чем на 135°, частичное перемешивание и рыхление почвы, а также подрезание подземной части растений, заделку удобрений и растительных остатков.

Вспашка, усиливая аэрацию почвы и активизируя деятельность почвенной микрофлоры, способствует интенсификации разложения органического вещества и накоплению доступных растениям питательных веществ. Глубокая заделка подрезанных вегетативных органов размножения многолетних сорняков замедляет их прорастание и способствует отмиранию.

Для вспашки применяют отвальные корпуса с культурной, винтовой и полувинтовой формами рабочей поверхности. Плуги могут быть оборудованы также корпусами различной конструкции: вырезными, дисковыми, почвоуглубителем, с выдвижным долотом и др. (рис. 19).

Рис. 19. Современные корпуса плугов, используемые для вспашки старопахотных почв:

а - культурный; б - полувинтовой; в - безотвальный; г - вырезной; д - с выдвижным долотом; е - дисковый; ж - с почвоуглубителем; 1 - лемех; 2 - отвал; 3 - стойка корпуса; 4 - перо отвала; 5 - полевая доска; 6 - пятка полевой доски; 7 - щиток; 8 - уширитель; 9, 10 - верхний и нижний лемеха; 11 - долото; 12 - диск; 13 - почвоуглубительная лапа; 14 - углосним.

Плуги с винтовыми и полувинтовыми отвалами наиболее полно оборачивают пласт, но слабо его крошат. Поэтому их применяют для вспашки тяжелых по гранулометрическому составу и задернелых почв, многолетних трав и вновь осваиваемых земель. Плуги, снабженные культурными отвалами, хорошо крошат, оборачивают пласт и заделывают растительные остатки.

Для лучшего крошения и оборачивания пласта при вспашке впереди корпуса плуга ставят предплужник, который отрезает верхнюю часть пахотного слоя на глубину 8…12 см и ²/₃ ширины захвата корпуса и сбрасывает на дно борозды. Основной корпус плуга поднимает нижележащий слой почвы, крошит его и засыпает сброшенный пласт. Вспашка плугами с предплужниками получила название культурной.

Глубина вспашки зависит от зональных особенностей, мощности пахотного слоя и типа почвы, биологических особенностей культуры, а также от глубины основной обработки почвы под предшествующие культуры, обилия сорных растений. Вспашка на глубину более 24 см считается глубокой, от 16 до 24 см - обычной, от 8 до 16 см - мелкой, до 8 см - поверхностной.

Для вспашки почвы используют навесные (ПЛН-5-35 ПЛН-4-35, ШШ-5-35), полунавесные (ПТК-9-35, ПЛН-6-35, ПНИ-6-40), фронтальные (ПФ-2А), прицепные (ПЛ-5-35) и плуги других марок (рис.20).

Безотвальная обработка почвы - прием обработки почвы без оборачивания. Ее широко применяют в засушливых условиях, особенно в степных районах, подверженных дефляции. При такой обработке на поверхности почвы остаются до 50 % стерни, а также хорошо подрезаются сорняки. Стерня задерживает снег, снижает в 1,5…2 раза скорость ветра в приземном слое и повышает устойчивость почвы против выдувания. Обработанная таким приемом почва промерзает на меньшую глубину и весной несколько раньше оттаивает. Талые воды хорошо поглощаются почвой, уменьшается их сток, вследствие чего запасы воды в почве увеличиваются в 1,5…2 раза по сравнению с отвальной обработкой.

Глубокое безотвальное рыхление на 25…27 см проводят при осенней зяблевой обработке, особенно под пропашные, в чистых парах, для предпосадочного рыхления под картофель и другие культуры. Выполняют его безотвальными плугами конструкции Т.С. Мальцева, плугами со снятыми отвалами, безотвальными орудиями типа параплау, плугами со стойками СибИМЭ, плугами-глубокорыхлителями.

Система безотвальной обработки почвы для условий Зауралья, разработанная Т.С. Мальцевым, предусматривает полное исключение вспашки, глубокое безотвальное рыхление почвы на 35…40 см один раз в 3…5 лет в сочетании с ежегодными мелкими обработками: лущением или дискованием на 10…12 см.

Рис. 20. Навесной плуг ПЛН-5-35: 1 - предплужник; 2 - основной корпус; 3 - главная балка; 4 - опорное колесо; 5 - навеска; 6 - вентиль регулировки глубины вспашки; 7 - продольная балка; 8 - поперечная балка

Чизелевание - прием безотвальной обработки почвы чизельными орудиями, обеспечивающий ее рыхление, крошение и частичное перемешивание. Его применяют для сплошного глубокого (20…40 см) рыхления почвы, особенно тяжелых и засоленных, для разрушения плужной подошвы, улучшения водопроницаемости почв перед проведением промывных и влагозарядковых поливов. С помощью этого приема облегчается проникновение в почву воды, воздуха и корней растений. Поэтому урожайность культур от проведения чизелевания повышается на 15…20 %.

Для обработки используют чизельные плуги ПЧН-3,5, ПЧ-2,5, ПЧ-4,5, оборудованные приспособлениями для выравнивания гребней ПСТ-2,5 и ПСТ-4,5 (рис. 21).

Рис. 21. Плуг чизельный навесной ПЧН-3.5

Плоскорезная обработка-безотвальная обработка почвы плоскорежущими орудиями с сохранением большей части послеуборочных остатков на поверхности поля. Ее применяют в засушливых условиях, особенно в районах, подверженных дефляции. Но, в отличие от ранее рассмотренного безотвального рыхления, при этом приеме на поверхности поля сохраняется до 80% пожнивных остатков со всеми вытекающими отсюда последствиями по снижению скорости ветра в приземном слое (в 2 раза), уменьшению интенсивности испарения почвенной влаги летом и увеличению снегозадержания на полях зимой. А сохранившаяся при обработке стерня защищает почву от выдувания.

Глубина и количество плоскорезных обработок в севообороте зависят от почвенных и погодных условий, а также от засоренности поля. Более глубокую (16…30 см) плоскорезную обработку проводят плоскорезами-глубокорыхлителями КПГ-250А, КПГ-2-150, ПГ-3-5, ПГ-3-100, КПГ-2,2 (рис. 22).

Рис. 22. Плоскорез-глубокорыхлитель КПГ-2-150

Мелкую (7…16 см) обработку выполняют культиваторами-плоскорезами КПШ-5, КПШ-9, КПШ-11 (рис. 23).

Рис. 23. Культиватор-плоскорез широкозахватный КПШ-5

Мульчирующий слой на поверхности почвы и хорошее ее крошение обеспечивают штанговые культиваторы типа КШ-3,6; при этом образуется более ветроустойчивая поверхность поля. Эти культиваторы применяют для предпосевной подготовки почвы под озимые и яровые зерновые культуры, сплошного рыхления при уходе за парами.

При бесспорно высокой почвозащитной эффективности плоскорезной обработки, меньшей ее энергозатратности по сравнению с отвальной обработкой, она усиливает засоренность и ухудшает фитосанитарное состояние почвы. Поэтому в севооборотах ее сочетают с отвальной обработкой или применением гербицидов.

Фрезерование - прием обработки почвы фрезой, обеспечивающий интенсивное крошение, перемешивание и рыхление обрабатываемого слоя, и уничтожение сорняков. В основу работы фрезы положен роторный принцип, который сводится к тому, что ножи агрегата, укрепленные на горизонтально вращающемся барабане, захватывают почву обрабатываемого слоя и с силой отбрасывают к защитному кожуху. В результате почва крошится на мелкие комочки, хорошо разрыхляется, перемешивается с удобрениями и известью. Одновременно уничтожаются и сорняки, которые прорастали в этом слое.

За один проход фрезы можно качественно подготовить почву для посева зерновых и других культур. В засушливых условиях этот прием позволяет сократить расход почвенной влаги в процессе подготовки почвы, повысить полевую всхожесть семян и урожайность зерновых и других культур на 15…25%. Глубина фрезерной обработки в севообороте может колебаться в от 6…8 см до 18…20 см в зависимости от возделываемой культуры. Чаще всего фрезерование совмещают с внесением удобрений, применением гербицидов, посевом культур, выравниванием и прикатыванием для зерновых культур КА-3,6, КА-7,2 (фреза + зерновая сеялка), КФС-3,6 и др. Для фрезерования почвы используют садовые фрезы-ФПШ-200, ФСН-0,9А, полевые-КФГ-3,6, КФ-5,4, болотные-ФБН-2, ФБН-1,5 и др. (рис. 24).

...