Земледелие с основами почвоведения и агрохимии



Рис. 24. Фреза КФ-3,0

Длительное применение фрезерной обработки почвы в полевых севооборотах повышает засоренность посевов, особенно корневищными и корнеотпрысковыми сорняками.

К специальным приемам относятся приемы основной обработки почвы с использованием ярусных плугов, плантажную вспашку, щелевание, кротование и др.

Двухъярусная вспашка - обработка почвы, обеспечивающая взаимное перемещение двух слоев или горизонтов, их крошение и рыхление. При выполнении двухъярусной вспашки могут быть применены три технологические схемы: рыхление верхней части пахотного слоя и оборачивание нижнего слоя; оборачивание верхней части и рыхление нижней; взаимное перемещение в вертикальном направлении верхнего и нижнего слоев.

Двухъярусная вспашка проводится на глубину 35…40 см и применяется при окультуривании дерново-подзолистых почв, распашке пласта люцерны, при подготовке почвы под сахарную свеклу и другие технические культуры. Выполняют ее двух- и трехъярусными плугами ПД-3-35, ПТН-3-40, ПНЯ-4-40, ПНЯ-6-40, плугами с вырезными корпусами (рис. 25).



Рис. 25. Ярусный плуг ПТН-3-40

Трехъярусная вспашка-обработка почвы, обеспечивающая частичное или полное перемещение трех слоев (горизонтов), их крошение и рыхление. Применяется при обработке солонцовых почв для вовлечения в пахотный слой нижележащего карбонатного слоя и оптимизации реакции почвенного раствора (самомелиорация солонцов), а также для взаимного перемещения подзолистого и иллювиального горизонтов подзолистых почв с оставлением на поверхности пахотного слоя. Корпуса этих плугов устанавливают в три яруса для послойной обработки трех слоев. Такая обработка обеспечивает хорошее рыхление и крошение почвы, глубокую заделку растительных остатков и семян сорняков, в 2…3 раза снижает засоренность поля, создает благоприятные условия для биологических процессов и накопления влаги.

Плантажная вспашка осуществляется специальными плугами на глубину более 40 см. Ее проводят при окультуривании засоленных, песчаных почв, при подготовке почвы под закладку плодовых насаждений и виноградников, лесопосадок. При плантажной вспашке почву рыхлят на большую глубину, что способствует улучшению физических свойств и окультуриванию глубоколежащих слоев. При этом создаются благоприятные условия для глубокого проникновения корней и роста насаждений. Поскольку при плантажной обработке на поверхность извлекаются слои почвы с худшими свойствами, то перед ее проведением вносят большие дозы органических, минеральных удобрений, извести (на кислых почвах) или гипса (на щелочных почвах). Плантажную вспашку выполняют специальными плугами: ППУ-50А, ППН-40, ППН-50 (рис. 26).

Рис. 26. Плантажный плуг ППУ-50А

Щелевание - прием обработки почвы щелерезами, обеспечивающий глубокое ее прорезание с целью повышения водопроницаемости. Является эффективным приемом предотвращения эрозии на склоновых землях, так как уменьшает сток воды и смыв почвы, в тоже время глубокое прорезание почвы с помощью щелевателей ЩН-2-140, ЩН-3-70 способствует улучшению аэрации и накоплению воды (рис. 27). При движении агрегата поперек склона щелеватель нарезает в почве щели шириной 3…5 см, глубиной 40…60 см с расстоянием между щелями 70…140 см, а на пологих склонах до 2 м. На посевах озимых культур, многолетних трав, пастбищах, осеннее щелевание по мерзлой (до 5…7 см) почве предупреждает гибель растений от вымокания и существенно повышает урожайность..

Кротование-прием обработки почвы, обеспечивающий образование в ней дрен-кротовин диаметром 6…8 см на расстоянии 0,7…1,0 м друг от друга в подпахотных слоях на глубине 35…40 см. Полости-кротовины служат для отвода лишней воды на переувлажненных почвах, улучшают аэрацию почвы, а на склоновых землях предотвращают сток воды и смыв почвы. Выполняют кротование одновременно со вспашкой специальными кротователями, установленными на корпусе плуга, или рыхлителями-кротователями.

Рис. 27. Щелерез-кротователь ЩН-2-140: 1 - щелерез; 2 - кротователь

8.4.2 Приемы поверхностной и мелкой обработок почвы

Поверхностной считается обработка почвы, если она проводится на глубину до 8 см, а мелкой - от 8 см до 16 см. Эти обработки необходимы для уничтожения проростков сорняков, подготовки почвы к посеву, ухода за парами, растениями и для других целей. К приемам такой обработки относят лущение, культивацию, боронование, прикатывание, шлейфование, малование и др.

Лущение - прием обработки почвы лущильниками, обеспечивающий крошение, рыхление, перемешивание, частичное оборачивание, а также подрезание сорняков. При лущении заделывают часть стерни, а вместе с ней семена сорняков во влажный слой почвы, частично уничтожают вредителей, возбудителей болезней, обитающих на стерне. С помощью лущения на поверхности поля создают рыхлый, мульчирующий слой почвы, который защищает почвенную влагу от испарения, что обеспечивает хорошее качество последующей вспашки и облегчает ее проведение.

Различают лущение жнивья, проводимое после уборки зерновых, зернобобовых и других культур сплошного посева, и лущение почвы. Для лущения жнивья используют дисковые лущильники с плоскими дисками в степных районах и сферическими (вогнутыми) дисками в увлажненных. Они хорошо разрезают горизонтально расположенные корневища и отпрыски корней многолетних сорняков, стимулируя их прорастание (рис.28).

Рис. 28. Тяжелая дисковая борона БДТ-7

Глубина лущения зависит от типа засоренности, влажности почвы в момент обработки и предшественника. При засоренности малолетними сорняками глубина работы дисковых лущильников составляет 4…5 см, корневищными-до 8…10 см.

Для лущения почвы, особенно засоренной корневищными и корнеотпрысковыми сорняками, используют дисковые тяжелые бороны и лемешные лущильники (рис. 29).

Они хорошо подрезают сорняки и оборачивают верхний слой почвы на глубину 12…17 см. Эти орудия применяют для предпосевной обработки почвы, как прием ухода за чистыми парами, а также в системе зяблевой и полупаровой обработок почвы. Особенно эффективно дискование на почвах тяжелого гранулометрического состава, на полях из-под многолетних трав, залежных землях. На переувлажненных почвах оно заменяет зяблевую вспашку. В районах, подверженных ветровой эрозии, вместо лущения проводят плоскорезную или другую обработку.



Рис. 29. Лущильник дисковый гидравлический ЛДГ-5

Культивация-прием сплошной или междурядной обработки почвы культиваторами, обеспечивающий ее крошение, рыхление, частичное перемешивание и выравнивание поверхности пашни и подрезание сорняков. Основная задача культивации-подрезание всходов проростков сорняков, разрыхление почвы и выравнивание поверхности поля. Культивацию проводят на глубину 5…12 см, чаще с одновременным боронованием.

Сплошную культивацию осуществляют для предпосевной подготовки почвы, в системе зяблевой обработки, по уходу за чистыми и кулисными парами, при обработке почвы в садах. Предпосевная культивация обеспечивает заделку минеральных удобрений, гербицидов, извести и создает семенное ложе. Предпосевную культивацию проводят на глубину посева семян (4…6 см) или несколько глубже с учетом усадки почвы, особенно при орошении. Для этого применяют прицепные и навесные культиваторы с различными типами рабочих органов: плоскорежущими, долотообразными, пружинными, игольчатыми дисками, штанговыми и др. (рис. 30).

Хорошо рыхлят почву культиваторы с универсальными стрельчатыми и долотообразными рабочими органами, а с плоскорежущими - подрезают сорняки. Пружинные культиваторы используют для рыхления почвы и вычесывания корневищ сорняков на поверхность. Культиваторы с игольчатыми дисками хорошо разрушают почвенную корку, рыхлят почву и уничтожают всходы сорняков.

В дефляционных районах применяют противоэрозионные культиваторы-плоскорезы (КПГ-2,2, КПШ-5, КПШ-9) с плоскорежущими рабочими органами. Они обрабатывают почву на глубину 8…16 см с оставлением до 80% стерни и растительных остатков на поверхности поля, что позволяет уменьшить испарение почвенной воды и защитить почву от выдувания.

Широко применяются тяжелые противоэрозионные культиваторы КПЭ-3,8 и КТС-10-1, снабженные пружинными упругими стойками лап, которые во время работы вибрируют и хорошо рыхлят уплотненную почву.

Междурядную культивацию проводят для рыхления почвы и подрезания сорняков в междурядьях пропашных культур. На посадках картофеля используют окучники, которые присыпают почву к растениям. Во избежание повреждения растений по обе стороны рядка оставляют защитные полосы шириной 10…15 см, а культиваторы оборудуют предохранителями. Для междурядной обработки используют универсальные культиваторы-растениепитатели (КРН-4,2, КРН-5,6, КОН-2,8, УСМК-5,4А) с разнообразными рабочими органами, которые одновременно вносят в почву и минеральные удобрения.

Рис. 30. Культиватор прицепной скоростной КПС-4

Боронование - прием обработки почвы боронами, обеспечивающий крошение, рыхление, частичное перемешивание и выравнивание поверхности поля, а также уничтожение проростков и всходов сорняков. Все эти операции выполняются боронами с различными рабочими органами (рис. 31). Боронование можно проводить раздельно или одновременно со вспашкой, культивацией, посевом и другими приемами. При ранневесеннем бороновании зяби и черного пара разрушаются капилляры верхнего слоя почвы, создается рыхлый мульчирующий слой, который предохраняет потери влаги из почвы. Хорошо выровненная при этом поверхность пашни способствует равномерной заделке семян, появлению дружных всходов и одновременному созреванию культур. Послепосевное и довсходовое боронования уничтожают 70…80% всходов малолетних сорняков, разрушают почвенную корку, создают благоприятные условия для появления дружных всходов растений. Проводят его на посевах зерновых до появления «шилец», на свекловичных полях в фазе первой пары настоящих листьев, на посевах кукурузы в фазе 3…4 листьев.

Ранневесеннее боронование озимых культур и многолетних трав применяют для разрушения почвенной корки, улучшения аэрации и активизации микробиологических процессов, в основном, на почвах тяжелого гранулометрического состава. Этот прием хорошо уничтожает всходы малолетних сорняков. Чтобы не повреждать растения, боронование всходов проводят в один след в дневные часы с использованием зубовых легких, средних и сетчатых борон: БЗСС-1, БСО-4А, ЗОР-0,7 и др. Зубовыми тяжелыми боронами рыхлят почву до глубины 8…10 см, средними - 4…6 см, а легкими (посевными) - 2…3 см.

Лучшим сроком боронования является физическая спелость почвы, наступающая при влажности 60…80% НВ. Для лучшего рыхления и выравнивания почвы боронование проводят поперек направления вспашки, рядков посева или по диагонали поля.

В районах, подверженных дефляции при почвозащитной (плоскорезной) системе обработки почвы широко используют игольчатые бороны БИГ-3 и БМШ-20. Для неглубокого рыхления и разрезания дернины с целью улучшения аэрации почвы, заделки удобрений при уходе за лугами и пастбищами применяют навесные луговые (БЛШ-2,3) и пастбищные (БПШ-3,1) бороны.

Рис. 31. Борона зубовая 3 БЗСС-1,0

Прикатывание - прием обработки почвы катками, обеспечивающий ее уплотнение, крошение глыб и частичное выравнивание поверхности почвы. Предпосевное прикатывание уменьшает излишнюю рыхлость поверхностного слоя почвы, улучшает ее прогревание и обеспечивает равномерную глубину заделки семян мелкосеменных культур: клевера, люцерны, льна, корнеплодов и др. Послепосевное прикатывание в сухую погоду улучшает контакт семян культурных растений с твердой фазой почвы, увеличивает капиллярный приток влаги к семенам, ускоряя их прорастание. Всходы, зерновых на прикатанной почве появляются на 3…4 дня раньше по сравнению с неприкатанной.

Прикатывание проводят также для предупреждения потерь почвенной влаги из свежевспаханной или взрыхленной, глыбистой или крупнокомковатой почвы вследствие конвекционно-диффузного испарения.

Прикатывание защищает почву от выдувания в дефляционных районах; его используют для уничтожения ледяной корки на посевах озимых культур и при выпирании растений в начале весны. Как самостоятельный прием, его применяют до и после посева культур или в сочетании с различными приемами обработки почвы (вспашкой, культивацией, боронованием), при весенней перепашке зяби, обработке паров. Чаще всего прикатывание почвы проводят одновременно с посевом культур, для уплотнения вспаханных торфяников и вновь осваиваемых земель, а также перед запахиванием сидератов.

Для прикатывания минеральных почв используют гладкие водоналивные катки (рис. 32), кольчато-зубчатые, кольчато-шпоровые (рис.33), кольчатые и др. Водоналивные гладкие катки (ЗКВГ-1,4, СКГ-2,1, СКГ-2,2) сильнее уплотняют почву, поэтому для рыхления поверхностного слоя их агрегатируют с легкими боронами. Кольчато-зубчатые катки (ККН-2,8, КЗК-10) хорошо выравнивают поверхность поля, уплотняют почву до глубины 7 см и одновременно рыхлят ее на глубину 4 см. Их можно применять для предпосевного прикатывания, а отдельные секции-в агрегате с культиваторами, свекловичными и зерновыми сеялками. Для разрушения почвенной корки на посевах используют навесные борончатые катки типа КБН-3.

Рис. 32. Водоналивные гладкие катки СКГ-2,1

Шлейфование-прием поверхностной обработки почвы шлейфом, шлейф-бороной типа ШБ-2,5, обеспечивающий рыхление и выравнивание поверхности поля. Шлейф-борона состоит из ножа для срезания гребней, граблей для рыхления почвы и шлейфа из соединенных между собой стальных уголков для выравнивания поверхности почвы. Шлейфование проводят весной для предпосевного выравнивания почвы под сахарную свеклу, овощные, мелкосеменные культуры, весеннего боронования зяби с целью закрытия влаги, выравнивания почвы после культивации.

Рис. 33. Кольчато-шпоровый каток 3ККШ-6

Малование - прием обработки почвы малой, обеспечивающий выравнивание и уплотнение верхнего слоя почвы на орошаемых участках. Для выполнения этих задач в условиях орошаемого земледелия применяют малу-выравниватель МВ-6 или металлические трубы, рельсы, деревянные брусья, окованные железом, длиною 3…6 м. В процессе движения мала сдвигает гребни и глыбы, частично дробит, разминает их, заполняет почвой углубления. С этой же целью применяют также планировщики П-2,8А, ДЗ-603А, ППА-3,0.

8.5 Технологии обработки почвы под полевые культуры в севообороте и перспективы их экологизации

Технология обработки включает в себя, наряду со способами и приемами, сроки, глубину обработки, состав агрегата, с помощью которого осуществляется вес комплекс технологических операций по подготовке почвы под те или иные культуры севооборота. Она должна быть адаптирована к разнообразным почвенно-климатическим условиям и максимально дифференцирована в соответствии с экологическими требованиями полевых культур.

Известно, что почва в естественном состоянии всегда покрыта растительностью и этот покров защищает ее от эрозии и дефляции. Корневая система растений пронизывает почву во всех направлениях, разбивает ее на мелкие структурные отдельности. Под их воздействием, а также под влиянием зооценоза (дождевые черви, микроорганизмы, мокрицы, моллюски, муравьи, скорпионы, грызуны и др.) происходит биологическое саморыхление, а в результате их разложения - обогащение почвы гумусом. Одновременно повышается и водопрочность структуры.

Механическая обработка разрушает природное строение почвы. Лишенная растительного покрова, открытая разрушительному воздействию дождей и ветров, она теряет устойчивость к эрозионным процессам. При ежегодно и многократно повторяющихся обработках, активизируется минерализация органического вещества почвы, в том числе и гумуса. Интенсивные обработки и усиление воздействия движителей транспортных средств и тракторов, рабочих органов сельскохозяйственных машин и орудий приводят к переуплотнению почвы. Возникает необходимость дополнительного витка обработок. К тому же, эти обработки требуют все больших материальных и энергетических затрат. В настоящее время более 40% материальных и энергетических затрат на производство продукции растениеводства приходятся на обработку почвы.

Выходом из создавшегося положения остается минимализация почвообработок - как в смысле уменьшении количества, так и глубины обработок. В этих целях на почвах, где равновесная плотность близка к показателям оптимальной плотности для возделывания сельскохозяйственных культур, механическая обработка теряет свою рыхлительную функцию. Если ее роль будет заключаться только в преодолении засоренности, регулировании других фитосанитарных условий, заделке минеральных и органических удобрений, то эти функции могут быть решены с помощью химических и биологических средств.

Выбор оптимальной технологии обработки почвы под каждую культуру севооборота лежит в широком диапазоне различных решений отвальной, безотвальной, плоскорезной, минимальной обработок и их комбинаций. Не в последнюю очередь выбор того или иного варианта определяется обеспеченностью предприятия агрохимическими ресурсами.

В качестве примера можно привести технологии обработки почвы в зернопаровом и в орошаемом зернотравянопропашном севооборотах Терско-Кумской равнины Дагестана (таб. 38).

Таблица 38

Технологии обработки почвы под культуры полевых севооборотов в Терско-Кумской равнины Дагестана

п/п	Культуры севооборота в порядке чередования	Приемы обработки почвы	Сроки выполнения	Глубина	Состав агрегата
					трактор	с.-х. машина
В неорошаемых условиях
1	Озимая бобово-мятликовая смесь на сено (занятый пар)	Посев в стерню	сентябрь-октябрь	-	Т-150	СЗС-2,1
2	Озимая пшеница	Посев в стерню	сентябрь-октябрь	-	Т-150	СЗС-2,1
3	Озимая пшеница	Посев в стерню	сентябрь-октябрь	-	Т-150	СЗС-2,1
В орошаемых условиях
1-4	Люцерна 1года	Вспашка с почвоуглублением	ноябрь-декабрь	28-30см почвоуг. до 40см	Т-150	ПЛН-6-35;Сиб. ИМЭ
5	Озимая пшеница + пожнивн. кукуруза	Вспашка, Вспашка	август 2дек. июль1-2 дек.	20-22см, 18-20см	Т-150 Т-150	ПЛН-6-35, ПЛН-6-35
6	Озимая пшеница + пожнивн. кукуруза	Дискование (фрезерование) Дискование (фрезерование)	октяб. 1дек. Июль 1дек.	10-12 см 10-12 см	ДТ-75 ДТ-75	БДТ-3 КФ-300 БДТ-3 КФ-300
7	Кукуруза на зерно	Вспашка	апрель-3дек	28-30см	Т-150	ПЛН-3-35
8	Кукуруза на зерно	Вспашка	апрель-3дек.	28-30см	Т-150	ПЛН-6-35

Почвы равнины характеризуются легким гранулометрическим составом (супесчаные и легкосуглинистые). В такую почву невозможно провести качественный посев озимых зерновых культур, поскольку не удается выдержать оптимальную глубину высева семян существующими сеялками (высевающий аппарат заглубляется на 10…12 см под тяжестью сеялки). В этих условиях совершенно не требуется рыхление почвы. Наоборот, здесь необходимо ее дополнительное уплотнение, или следует подождать, пока не выпадет такое количество осадков, которое бы увлажнило (следовательно, и уплотнило) посевной слой почвы. Поэтому никакой обработки с целью рыхления таких почв проводить не следует. Посев ведущей культуры - озимой пшеницы здесь надо осуществить прямо в стерню стерневой сеялкой.

Значительные площади в этой равнине орошаются. Это вносит дополнительные коррективы в структуру посевных площадей и систему обработки почвы. На таких землях увеличивается доля многолетних трав, выращивание которых позволяет полностью исключить дефляцию почвы в течение 3…4 лет (столько лет она выращивается в севооборотах). Не менее 20…30% пашни отводится под промежуточные культуры для получения второго урожая в течение одного года, т.е. увеличивается площадь непрерывно используемой пашни. Эти особенности структуры посевных площадей способствуют улучшению противодефляционной устойчивости агроландшафтов Терско-Кумской равнины. Кроме того, орошение само по себе является важнейшим фактором защиты почвы от дефляции.

Вместе с тем, при орошении многократно увеличивается засоренность посевов всех сельскохозяйственных культур. Это вызывает необходимость проведения глубокой вспашки под яровые пропашные культуры, вспашки с почвоуглублением под многолетние травы, дискования или фрезерования под пожнивные культуры или последующие за ними озимые зерновые.

Следует указать еще на одну особенность подготовки почвы под поздние яровые культуры в этой зоне - это перенесение сроков основной обработки почвы под позднюю яровую культуру (кукурузу) на весну. В этой зоне любой срок подъема зяби, какие бы почвозащитные приемы не осуществлялись, не может защитить почву от дефляции в наиболее ответственные в этом отношении периоды: осенний, зимний и ренневесенний. Лучшим способом защиты ее является оставление почвы нетронутой, схваченной корневой системой пожнивной культуры и со всеми растительными остатками на поверхности, до весны следующего года. При достижении почвой физической спелости проводится вспашка с одновременной нарезкой оросительной сети для предпосевного полива. Комплексное выполнение работ по подготовке почвы, с одновременной очисткой поля от сорняков, появившихся после полива, позволяет иметь чистые посевы от сорняков, свести к минимуму дефляцию почвы и получать на 20…30% больше урожая зерна, чем при обычной зяблевой обработке.

В Терско-Сулакской низменности почвенный покров представлен преимущественно лугово-каштановыми тяжелосуглинистыми почвами, в большинстве своем засоленными. Система обработки почвы здесь должна быть мульчирующей, подсистема - разноглубинной. В занятом пару и под пропашные культуры проводятся глубокие рыхления, способствующие большему накоплению влаги в почве, под озимую пшеницу, размещаемую после самой пшеницы - на обычную глубину, в случае размещения ее после пропашных культур (1…2 раза за ротацию) - дисковая или фрезерная обработка (таб. 39).

Особенности обработки почвы при орошении. Вынос с оросительной водой почвенных коллоидов, растворимых солей кальция, магния из пахотного в подпахотный слой приводит к разрушению структуры почвы, ее уплотнению и образованию почвенной корки.

Таблица 39

Терско-Сулакская низменность

п/п	Культуры севооборота в порядке их чередования	Приемы обработки почвы	Сроки выполнения	Глубина	Состав агрегата
					трактор	с.х. машина
В неорошаемых условиях
1	Пар занятый (бобово-мятликовая смесь на сено)	Рыхление	июль, 2-3дек.	20-22см	Т-150	КПГ-2,2
2	Озимая пшеница	Рыхление	июнь, 1дек.	15-18см	Т-150	КПШ-5
3	Озимая пшеница	Рыхление	июль, 1дек	20-22см	Т-150	КПШ-5
4	Кукуруза на силос	Рыхление Почвоуглубление	июль, 2-3дек.	15-18см 40-45см	Т-150 Т-150	КПГ-2,2 Сиб. ИМЭ, ПЧ-4,5
5	Озимая пшеница	Дискование (фрезерование)	сентябрь, 3дек.	10 -12см	Т-150	БДТ-3 КФ-300
6	Озимая пшеница	Рыхление	июль, 2-3 дек.	20-22 см	Т-150	КПГ-2,2
7	Подсолнечник	Рыхление Почво-углубление	июль, 2-3дек.	15-18 см 40-45 см	Т-150 Т-150	КПГ-2,2, Сиб ИМЭ, ПЧ-4,5
В орошаемых условиях
1-3	Люцерна	Вспашка Почво-углубление	октябрь-ноябрь			ПЛН-6-35 Сиб. ИМЭ, ПЧ-4,5
4	Озимая пшеница	Вспашка	август, 2дек.	18-20см	Т-150	ПЛН-6-35
5	Озимая пшеница + кукуруза пожнивная	Вспашка Вспашка	июль,2-3 дек. июль, 1-2дек.	20-22 см 15-18 см	Т-150 Т-150	ПЛН-6-35 ПЛН-6-35
6	Кукуруза на зерно	Почвоуглубление	октябрь-ноябрь	40-45см	Т-150	Сиб ИМЭ, ПЧ-4,5
7	Кукуруза на силос	Вспашка	сентябрь-октябрь	28-30см	Т-150	ПЛН-6-35
8	Озимая пшеница + кукуруза пожнивная	Дискование (фрезерование) Вспашка	сентябрь, 2-3дек.; июль, 1-2дек.	8-12см 18-20см	ДТ-75 Т-150	БДТ-3 ФК-300 ПЛН-6-35
9	Подсолнечник	Вспашка	сентябрь-октябрь	28-30см	Т-150	ПЛН-6-35

Кроме того, под воздействием воды уменьшается общая и некапиллярная пористость, ухудшается аэрация пахотного слоя почвы. Вследствие уплотнения пахотного и подпахотного слоев, снижается водопроницаемость почвы, что вызывает перенасыщение водой верхнего слоя почвы, увеличение потерь влаги на испарение.

Ненормированное орошение большими поливными нормами приводит к вторичному засолению и заболачиванию почв, возникновению водной эрозии и загрязнению водоемов удобрениями, пестицидами. Во избежание таких отрицательных последствий, при обработке орошаемых почв необходимо учитывать следующие особенности:

1. Для поддержания рыхлого сложения и оптимального строения почвы пахотного и подпахотного слоев необходимо увеличить число и глубину (включая рыхление подпахотного слоя) основных обработок.

2. В целях экономного расходования воды при орошении и равномерного ее распределения по поверхности почвы, необходимо тщательно спланировать поля и подготовить оросительную сеть.

3. Система обработки почвы должна предусматривать эффективную борьбу с сорняками, болезнями и вредителями культурных растений, учитывая отсутствие на орошаемых землях чистых паров и высокую степень засоренности полей.

4. Обработка должна способствовать предупреждению и устранению вторичного засоления, заболачиванию орошаемых земель и предотвращать развитие ирригационной эрозии и дефляции.

Вопросы для самопроверки знаний

1. Что понимают под системой обработки почвы в севообороте?

2. Какое влияние оказывает система обработки почвы на экологическую среду?

3. На каких методологических принципах строится система обработки почвы в севообороте?

4. Каковы особенности мульчирующей обработки почвы и в каких зонах ее проводят?

5. Какие требования предъявляют к обработке почвы в районах проявления ветровой, водной эрозии?

6. Под какие культуры и какими орудиями проводят углубление пахотного слоя?

7. Каковы условия минимализации обработки почвы под яровые культуры?

8. Каковы технологии минимализации обработки почвы под яровые культуры?

9. Назовите особенности обработки почвы в условиях орошения.

Глава 9. Агротехнические основы зашиты пахотных земель от эрозии

9.1 Эрозия, ее виды и условия проявления

Слово эрозия происходит от латинского erosia - разъедание, разрушение. Различают эрозию нормальную или естественную (геологическую) и современную или ускоренную.

Нормальная эрозия возникает на поверхности почвы под влиянием природных факторов и процесс этот протекает медленно, незаметно. Этот вид эрозии не приносит большого вреда, так как почва в естественных условиях скреплена корневой системой и остатками растений, что защищает ее от разрушения.

Современная эрозия почв связана с хозяйственной деятельностью человека. Распашка земель, вырубка лесов, интенсивный выпас скота и другие причины способствуют интенсивному разрушению почвенного покрова водой или ветром. В России ежегодно прирост эродированных площадей достигает 1,5 млн. га, а прирост оврагов - до 100 тыс. га.

По данным Госкомзема России, из 210 млн. га сельхозугодий эрозионно опасные и подверженные водной и ветровой эрозии сельскохозяйственные угодья занимают более 117 млн. га (55,7%), в том числе эродированные - 51 млн. га, из них пашня соответственно 84,8 и 35,1 млн. га, пастбища - 28,7 и 14,4 млн. га.

При этом процесс разрушения почвы превышает темпы почвообразования. Разрушительная эрозия возникает и развивается, когда почва незащищена или слабо защищена посевами сельскохозяйственных культур от воздействия капель дождя, ливневых струй, талых и оросительных вод. В зависимости от факторов, обусловливающих ее развитие, выделяют два типа эрозии - водную и ветровую (дефляцию).

Водная эрозия проявляется на склонах более 1⁰ и даже при уклоне 0,3-0,5⁰ при стоке талых и дождевых вод. По форме проявления различают поверхностную (плоскостную) эрозию или смыв почвы, и овражную или размыв почвы.

Поверхностная эрозия мало заметна и поэтому очень опасна. Она наблюдается на выровненных склонах, характеризующихся равномерным распределением стока, и приводит к равномерному по территории смыву почвы. Обычно поверхностный смыв почвы происходит в виде струйчатых или ручейковых размывов, которые при очередной обработке заравниваются и засыпаются. После очередных дождей они снова заравниваются и т.д. Подсчитано, что с холмов ежегодно смывается слой почвы толщиной 2 мм, примерно 50 т/га. На образование же слоя почвы 2…3 см требуется 200…400 лет. В зависимости от мощности смытого слоя выделяют почвы слабо-, средне- и сильносмытые. При потере почвами 3…6 т/га в год их считают слабосмытыми, при потере 6…12 т/га - среднесмытыми, а при сносе мелкозема в количестве, превышающем 12 т/га в год, - сильно смытыми.

Овражная - эрозия, когда размывы (промоины) достигают глубины более 1 м и при их наличии поля сплошной сельскохозяйственной обработке не поддаются. Процесс линейного разрушения почвы и грунтов производится энергией движущейся воды, образовавшейся в результате выпадения ливневых дождей или бурного снеготаяния. Однако количество смытой почвы при этом обычно больше, чем при снеготаянии и достигает 10…100 т/га. В большинстве случаев овражная эрозия следует за поверхностной.

Степень развития водной эрозии определяется природными и антропогенными факторами. К их числу относятся климат, рельеф, растительный покров, гранулометрический состав.

Климат. Наибольшее значение для проявления эрозии имеют осадки и режим их выпадения. При выпадении одного и того же их количества за более короткое время эрозия возрастает. За 1…2 дня иногда может выпасть вся среднемесячная норма осадков. Почва не успевает впитать такое количество воды, избыток воды начинает стекать по склонам.

Рельеф местности - важнейший фактор развития водной эрозии. От его особенностей во многом зависит размер и скорость поверхностного стока, следовательно, скорость разрушения и сноса почвы. Важнейшими характеристиками рельефа, от которых зависит эрозия почвы, является крутизна, длина, форма и экспозиция склонов. С увеличением крутизны возрастает смыв почвы. Чем длиннее склон, тем больше объем поверхностного стока, скорость течения. Значительный смыв проявляется приблизительно от середины склона. На склонах южных экспозиций эрозия нередко бывает больше, поэтому южные склоны эродированы, как правило, сильнее, чем северные и северо-восточные.

Растительный покров. Уменьшает или полностью предупреждает развитие эрозии. Сельскохозяйственные культуры по разному защищают почву от ливней.

Культуры	Коэффициент эрозионной опасности
Чистый пар	1,0
Пропашные	0,7-0,9
Яровые зерновые	0,4-0,5
Озимые зерновые	0,2-0,3
Многолетние травы	0,01-0,05

Чем лучше развивается надземная масса растения, тем выше их почвозащитная эффективность, поскольку густой растительный покров ослабляет разрушительное воздействие капель дождя на почву. Наилучшими почвозащитными свойствами обладают многолетние травы (люцерна, клевер, костер, ежа сборная).

Гранулометрический состав почвы существенно влияет на устойчивость ее к эрозии. С увеличением размеров частиц почвы ее противоэрозионная устойчивость обычно падает. Это объясняется тем, что на эрозию в большей степени, чем размер частиц, воздействует прочность связи частиц между собой и фильтрационная способность почв. Чем сильнее частицы связаны между собой и выше водопрочность агрегатов, тем большую противоэрозионную устойчивость имеют почвы. В большей степени поддаются смыву суглинистые и глинистые бесструктурные почвы. Они плохо пропускают воду, легко заплывают, образуя корку. С таких почв стекает до 70% дождевой и до 90…100% талой воды. Песчаные и супесчаные почвы, имея более высокую водопроницаемость в меньшей степени подвержены эрозии.

Таблица 40

Урожайность сельскохозяйственных культур на почвах разной степени эродированности, % от несмытой почвы

Культуры	Слабосмытые почвы	Среднесмытые почвы	Сильносмытые почвы
Озимая пшеница	85-90	50-60	30-35
Озимая рожь	85-90	55-60	35-40
Яровая пшеница	70-80	40-50	15-20
Ячмень	80-85	45-55	30-40
Овес	80-85	55-60	30-45
Кукуруза	80-85	60-70	50-60
Горох, вика	85-95	60-70	50-60
Сахарная свекла, картофель	80-90	30-40	10-15
Подсолнечник	70-80	40-50	20-30
Викоовсяная смесь	85-90	65-70	35-45
Суданская трава	80-90	55-60	30-40
Многолетние травы	90-95	85-90	60-75

Ветровая эрозия (или дефляция) - разрушение почвы под действием ветра. Возникновение ветровой эрозии связано с действием воздушных потоков на частицы почвы, которые приходят в движение.

В зависимости от интенсивности и формы проявления эрозия подразделяется на местную или повседневную, пыльные бури и выдувание почвы зимой вместе со снегом.

Местная (повседневная) эрозия проявляется в виде пыльных столбов образующихся на пашне и разбитых песках в результате подъема ветром почвенных частиц и поземки, при которой ветер передвигает частицы почвы вдоль поверхности земли, обычно в слое не более 1 м. При этом виде эрозии частицы почвы не переносятся на большое расстояние. Она возникает на пашне при ветре скоростью меньше 12…15 м/с.

Пыльные бури - наиболее активный и вредоносный вид ветровой эрозии, при которой почва разрушается очень сильно. Под пыльной бурей понимается явление, когда сильным ветром (более 12…15 м/с) разрушается и выдувается верхний слой почвы. Вместе с почвой ветер может уносить с полей семена и всходы культур.

Факторы ветровой эрозии - климат, рельеф местности, растительность, свойства почв.

Из климатических факторов ветровая эрозия тесно связана с количеством осадков и температурой. С ростом засушливости климата и уменьшением влажности дефляция почв возрастает.

Рельеф. В отличие от водной, ветровая эрозия наблюдается на склонах и на совершенно выровненных участках. Ветер разносит продукты эрозии в различном направлении и даже вверх по склону. Однако в первую очередь ветровой эрозии подвергаются выпуклые участки поверхности и ветроударные склоны.

Растительность - самый мощный фактор, противодействующий ветровой эрозии. На почвах, покрытых целинной растительностью, ветровая эрозия практически отсутствует. Растительность снижает скорость ветра в приземном слое воздуха, очищает поток от минеральных частиц и лишает его их бомбардирующей энергии, скрепляет почву корнями. Древенистая растительность исключает дефляцию полностью, травянистая резко ее снижает.

Почва. Существенно воздействует на возникновение и развитие ветровой эрозии гранулометрический состав почвы. В естественном состоянии выдуванию подвергаются почвы, легкие по гранулометрическому составу, - пески и супеси. Ветровая эрозия разных по гранулометрическому составу почв, не покрытых растительностью, начинается при следующих скоростях ветра на высоте 15 см от поверхности земли, м/с: супесчаная - 3…4, легкосуглинистая - 4…6, тяжелосуглинистая - 5…7, глинистая - 7…9.

Водная и ветровая эрозия наносят огромный вред сельскому хозяйству. Вследствие смыва водой и выдувания ветром из верхнего, наиболее плодородного гумусового слоя, содержащего наибольшее количество питательных веществ ежегодно теряется огромное количество элементов питания.

На склоновых землях (2⁰ и более) вместе со стоком талых и дождевых вод (400…700 м³/га) ежегодно смывается с каждого гектара полей до 50…100 т почвы и 100…150 кг питательных веществ, а в районах проявления ветровой эрозии столько же почвы выдувается.

По данным В.А. Беляева, в нашей стране в результате смыва полей и пастбищ ежегодно теряется около 5,4 млн. т азота, 1,8 млн. т фосфора и 36 млн. т калия. По подсчетам академика РАСХН В.Д. Панникова, при утрате 1 мм слоя южного чернозема с 1 га теряется 76 кг азота, 24 кг фосфора, 80 кг калия, а для выращивания 1 т зерна требуется в среднем 66 кг азота, 20 кг фосфора и 26 кг калия.

Вследствие потери гумуса, питательных веществ и ухудшения физических свойств снижается урожайность сельскохозяйственных культур на слабосмытых почвах - на 10…30%, среднесмытых - на 30…50% и сильносмытых - 50…70%.

В связи с тем, что на эродированных почвах сомкнутость культурных растений бывает уменьшена, создаются благоприятные условия для развития сорняков. На среднесмытых почвах засоренность полей в 2…4 раза больше, чем на несмытых.

Огромный вред народному хозяйству наносят овраги. Они разрушают пахотные земли, пастбища, сенокосы.

Наиболее сложной формой эрозионных процессов является совместная эрозия - одновременное проявление водной и ветровой эрозий.

Совместная эрозия может проявляться при одновременном сочетании следующих факторов: переувлажнение почвы - сток воды - смыв; размыв - иссушение - распыление - выдувание.

Действуя совместно, водная и ветровая эрозии усиливают свою разрушительную силу. Так, в наиболее эрозионно активные годы в течение 2…3 месяцев совместного проявления водной и ветровой эрозий, прирост оврагов составлял 30…50 м и более с последующим выдуванием пахотного слоя до 3…5 см.

Совместное действие водной и ветровой эрозий ведет к сильному разрушению почвенного покрова: уменьшению мощности гумусового горизонта, снижению содержания в почве гумуса и питательных веществ, ухудшению структуры и связанных с ней агрономически наиболее важных свойств почвы - водопроницаемости, пористости, влагоемкости, водоудерживающей способности, водного и питательного режимов.

9.2 Защита почв от водной эрозии

В связи с огромным ущербом причиняемым эрозией, необходима система мероприятий, с помощью которых можно предотвратить или свести к минимуму эрозионные процессы. Наиболее эффективно освоение не отдельных почвозащитных приемов, а противоэрозионного комплекса. Почвозащитный комплекс должен органично входить в ландшафтную систему ведения хозяйства. При этом, чем интенсивнее использование земли в хозяйстве, тем на более высоком уровне должна проводиться комплексная защита почв от эрозии.

В районах активного проявления водной и ветровой эрозий почвозащитные мероприятия - обязательная составная часть каждого звена системы земледелия.

Учитывая то, что практически все почвы при определенных условиях могут подвергаться водной и ветровой эрозиям или их совместному действию, системы земледелия во всех районах страны должны быть почвозащитными. Если принять во внимание, что водная, ветровая, а также совместная эрозия начинаются прежде всего с нарушения водного режима почвы, то все системы земледелия должны быть почвоводоохранными.

Защита почв от водной эрозии заключается в предупреждении, ликвидации очагов и прекращении процесса ее развития. Сущность мероприятий по предотвращению водной эрозии состоит в уменьшении поверхностного стока, сохранении на поле максимального количества атмосферных осадков, переводе поверхностного стока во внутрипочвенный, в усилении противоэрозионной стойкости почв.

Противозащитный комплекс включает систему взаимосвязанных и дополняющих друг друга организационно-хозяйственных, агротехнических, лесомелиоративных и гидротехнических мероприятий.

Организационно-хозяйственные мероприятия. В борьбе с водной эрозией почвы большую роль играет правильное размещение сельскохозяйственных угодий. При этом учитывают рельеф, экспозицию склонов, состояние и степень смытости почвы, потенциальную опасность проявления водной эрозии, противоэрозионные свойства культурных растений. Противоэрозионная организация территории предусматривает прекращение или предотвращение эрозионных процессов, рациональное использование земель и повышение плодородия почвы.

При разработке плана противоэрозионной организации территории определяется состав, соотношение, размещение и трансформация сельскохозяйственных угодий, выделяются эрозионно опасные участки сельскохозяйственных угодий, на которых необходимо осуществить профилактические противоэрозионные мероприятия; из оборота пашни исключаются сильно эродированные земли и отводятся под залужение или облесение; выделяются площади под закладку многолетних насаждений, под полевые и другие культуры. Основу противоэрозионной организации территории составляют выращивание зерновых и особенно пропашных культур на выровненных землях, многолетних трав и озимых зерновых на склонах.

Агротехнические мероприятия складываются из использования культур, обладающих почвозащитными свойства, - многолетних трав и однолетних культур сплошного посева, приемов противоэрозионной обработки почвы, агротехнических средств повышения плодородия смытых почв, специальных приемов по снегозадержанию и регулированию снеготаяния.

Почвозащитные севообороты выполняют определенную роль в защите почвы от водной эрозии. Они исключают пропашные культуры, как слабо защищающие почву от смыва, особенно весной и в начале лета и увеличивают посевы многолетних трав, промежуточных культур, которые хорошо защищают почву от разрушения в эрозионно опасные периоды и служат одним из лучших способов окультуривания смытых почв.

Все сельскохозяйственные культуры по степени защиты от эрозии можно подразделить на следующие группы: многолетние травы - очень хорошо; зерновые с подсевом трав - хорошо; однолетние бобовые - средне; пропашные культуры - плохозащищающие почву. В почвозащитных севооборотах многолетние травы занимают 50…70% площади.

На склонах крутизной до 3…5⁰ со слабо- и среднесмытыми почвами, где опасность проявления эрозии увеличивается, предпочтение в севооборотах отдают травам и однолетним культурам сплошного сева.

На более крутых склонах (крутизной 5…10⁰), в основном со средне- и сильносмытыми почвами, в севооборотах увеличиваются посевы многолетних трав и промежуточных культур. Применяют севообороты с более короткой ротацией. На почвах легкого гранулометрического состава могут вводиться сидеральные севообороты. В почвозащитных севооборотах состав культур подбирают таким образом, чтобы поля в течение вегетационного периода были заняты посевами сельскохозяйственных культур. По возможности при нарезке полей севооборотов поля располагают поперек склона.

Полосное размещение сельскохозяйственных культур. В почвозащитных севооборотах на склонах для борьбы со смывом и размывом почвы применяют полосное размещение культурных растений. Их высевают не сплошь, а полосами поперек склона, чередуя с буферными полосами многолетних трав.

Ширина буферных полос и расстояние между ними зависят от крутизны склонов. На склонах крутизной 6…8⁰ буферные полосы шириной 6…10 м делают через каждые 40…50 м. С возрастанием крутизны склона ширину полос увеличивают, а расстояние между ними уменьшают. Кроме того, ширина полосы должна быть кратной ширине сеялки.

Противоэрозионная обработка почвы - наиболее простое мероприятие по регулированию стока талых и дождевых вод, не требующее дополнительных затрат. Основные задачи обработки почв, подверженных водной эрозии:

- предупреждение возможности проявления эрозионных процессов;

- повышение сопротивляемости почвы смыву;

- увеличение водопоглощающих свойств почвы, шероховатости поверхности и защитной роли растительного покрова.

Приемы обработки, направленные на защиту почв от водной эрозии, условно можно разделить на 2 группы: общие и специальные. Общие приемы обработки почвы те, для проведения которых не требуется специальная техника, а осуществляются они орудиями общего назначения. К общим приемам относят: вспашку поперек склона, контурную вспашку, вспашку с рыхлением подпахотного слоя, культивацию.

Для обеспечения максимального задержания вод необходимы специальные приемы обработки почвы. По своему назначению они делятся на несколько групп:

- приемы, направленные на создание противоэрозионного микрорельефа на поверхности пашни (лункование, прерывистое бороздование, создание микролиманов, обвалование);

- приемы, повышающие водопроницаемость почв (щелевание, кротование, почвоуглубление, обработка чизелем, глубокое полосное рыхление);

- приемы, придающие поверхности пашни устойчивую поверхность (микрокулисная обработка, мульчирование, обработка поверхности пашни полимерами, сохранение на поверхности почвы пожнивных остатков);

- приемы, обеспечивающие задержание и регулирование снеготаяния на полях (посев кулис, поделка снежных валиков, полосное уплотнение, зачернение снега).

Применение удобрений относятся к числу наиболее важных приемов защиты почв от эрозии. Удобрения способствуют ускоренному и более дружному появлению всходов высеваемых культур, улучшают развитие надземной вегетативной массы растений, увеличивается густота стояния растений, лучше развивается корневая система, связывающая почву. Особое значение на эродированных почвах имеет внесение органических удобрений. Дозы внесения органических удобрений на слабоэродированных почвах увеличиваются на 20…50%, на среднеэродированных - на 50…100%.

Лесомелиоративные мероприятия. В районах развития водной эрозии (на склоновых землях) при проведении лесомелиоративных мероприятий очень важно учитывать особенности рельефа местности, так как ошибка в размещении лесных полос может привести к усилению стока, увеличению смыва и размыва почвы, оврагообразованию.

Водорегулирующие лесные полосы создают на сравнительно крутых (более 2…3⁰) склонах. Их назначение - распыление и поглощение поверхностного стока талых и ливневых вод. Располагают водорегулирующие (4…7-рядные) полосы поперек склона или по горизонталям с расстоянием между ними от 200 до 350 м, в зависимости от крутизны склона и подверженности почвы эрозии.

Прибалочные лесополосы предназначены для защиты прилегающей пашни от разрушения эрозией и для лучшего снегораспределения и увлажнения полей. Обычно их проектируют ажурной конструкции, шириной 12…21м.

Приовражные лесные полосы создают для закрепления растущих вершин оврагов. Они должны охватывать не отдельные вершины, а целую систему оврагов и их вершин. Опыт показал, что сначала следует провести закрепление вершин оврагов обвалованием.

Пастбищезащитные лесные полосы на склонах также проектируют с учетом рельефа, поврежденности почв эрозии, направления стока, господствующих ветров. Конструкция таких полос ажурная и ажурно-продуваемая, ширина их 9…18 м, расстояние между основными полосами 200…350 м.

Из гидротехнических противоэрозионных мероприятий в первую очередь используют следующие:

земляные водозадерживающие, водорегулирующие валы и канавы для задержания или отвода воды в укрепленные водоприемники (пруды, водоемы), ложбины и др.;

вершинные (головные) сооружения в виде бетонных, кирпичных, деревянных и других лотков, быстротоков, перепадов, консолей и т.д.;

донные сооружения по руслам ложбин и оврагов для предотвращения дальнейшего размыва русла;

берегоукрепительные и противоселевые сооружения.

Комплексное применение организационно-хозяйственных, агротехнических, лесомелиоративных и гидротехнических мероприятий обеспечивает сохранение и повышение плодородия земель, рост урожайности, увеличение производства зерна, технических, кормовых и других культур и в конечном итоге рост продуктивности, устойчивости и рентабельности земледелия, а также всего сельскохозяйственного производства.

9.3 Защита почв от ветровой эрозии

Защита почв от ветровой эрозии осуществляется с помощью почвозащитных севооборотов, агротехнических и лесомелиоративных противодефляционных мероприятий.

Основой почвозащитной системы земледелия служат почвозащитные севообороты и коренное изменение системы обработки почвы: отказ от применения плуга и других почвообрабатывающих орудий, заделывающих растительные остатки; обработка почвы орудиями плоскорезного типа, сохраняющими на поверхности почвы стерню и другие растительные остатки; введение и освоение почвозащитных севооборотов с полосным размещением посевов однолетних культур и многолетних трав, размещением паров на полях полосами между полосами зерновых культур.

Разработка принципов охраны почв от ветровой эрозии должна предусматривать создание ветроустойчивых агрегатов почвы и сохранение пожнивных остатков на ее поверхности.

Почвозащитные севообороты служат организационной основой мероприятий по защите почв от дефляции, они надежно защищают почву от дальнейшего разрушения ветром, способствуют тому, что противоэрозионный эффект от их внедрения в 2…3 раза выше, чем от полевых. Почвозащитная роль севооборотов определяется подбором культур и их чередованием. Сельскохозяйственные культуры по-разному влияют на развитие ветровой эрозии. Установлено, что многолетние травы обладают значительно большими почвозащитными свойствами, чем однолетние. При посеве в севообороте или при залужении они в течение всего года хорошо защищают почву от воздействия ветра. Максимальная густота посевов многолетних трав наблюдается в течение 2…3 лет (у люцерны - до 5). В последующем, почвозащитные свойства и продуктивность многолетних трав снижается. Озимые культуры также обладают высокими почвозащитными свойствами.

Противостоят ветровой эрозии и поля, занятые зерновы...