UniversityAgro.ru » Земледелие » Минимальная обработка почвы

Минимальная обработка почвы

В условиях экологического почвозащитного земледелия распространение получают более экономичные энергосберегающие технологии минимальной обработки почвы.

Минимальная обработка почвы — научно обоснованная обработка почвы, позволяющая снизить энергетические и трудовые затрат за счет уменьшения числа, глубины и обрабатываемой площади поля, совмещения и выполнения нескольких технологических операций в одном рабочем процессе.

Разновидностью минимальной обработки является нулевая, или прямой посев, предполагающий посев в необработанную почву. Для борьбы с сорной растительностью при этом применяют гербициды. Мульчирующая, консервирующая и иные обработки объединяют различные по интенсивности и глубине технологии плоскорезной, чизельной обработок с сохранением на поверхности поля более 30% стерни и растительных остатков. Растительная мульча позволяет сократить потери влаги на испарение, защитить почву от перегрева и эрозии. Поэтому минимальную обработку относят к почвозащитной.

Значение минимизация обработки почвы

Необходимость минимальной обработке почвы обусловливается снижением энергетических и трудовых затрат на ее проведение. В современных технологиях возделывания культур на обработку приходится до 25% трудовых и 40% энергетических затрат.

Интенсификация земледелия требует увеличения мощности тракторов, ширины захвата орудий, но при этом уменьшения массы и давления на почву. Например, трактор К-701 при массе 12 т, оказывает давление ходовыми системами колес 1,7-1,8 кг/см2. Допустимая же нагрузка на почвы в состоянии физической спелости при вспашке составляет 1,0-1,2 кг/см2. Чрезмерное уплотнение приводит к ухудшению агрофизических свойств почвы, снижая, например, полевую всхожесть семян озимой пшеницы на 25% и урожайность на 12-30%.

Применение в севооборотах интенсивной обработки с преобладанием ежегодной вспашки активизирует микробиологические процессы разложения гумуса. Черноземные почвы при отвальной обработке за 30 лет теряют 0,8-1,2% гумуса, что отрицательно влияет на баланс органического вещества и приводит к значительным потерям питательных веществ и энергии. Ускоренное разложение гумуса способствует развитию эрозионных процессов, особенно на склоновых землях. По этой причине минимальную обработку рассматривают в качестве важнейшего условия сохранения потенциального и повышения эффективного плодородия, защиты почвы от эрозии за счет улучшения гумусового баланса и уменьшения потерь питательных веществ. Наряду с этим она существенно сокращает энергетические затраты на обработку и сроки выполнения полевых работ.

Важнейшими условиями эффективного использования минимальной обработки являются:

  • высокий технологический уровень возделывания культур,
  • качественное проведение механизированных полевых работ в оптимальные сроки,
  • обеспеченность предприятия эффективными средствами защиты растений и удобрениями.

Минимизация обработки достигается высокой технической оснащенностью предприятия комбинированными почвообрабатывающими и посевными агрегатами, совмещающими до 4-5 технологических операций, например, обработку почвы, внесение удобрений, гербицидов, посев.

Минимальная обработка в первую очередь необходима на черноземных, каштановых, серых лесных и хорошо окультуренных дерново-подзолистых почвах с оптимальными для растений агрофизическими свойствами, чистыми от многолетних сорных растений полях. Например, уменьшение числа глубоких обработок на черноземных, каштановых, серых лесных и других почвах, возможно при равновесной плотности примерно равной оптимальной и не превышающей 1,2-1,3 г/см3 для зерновых культур и содержанием воздуха не менее 13-15% объема почвы.

Пригодность почв для минимальной обработке определяют по ряду показателей плодородия:

  • содержанию гумуса,
  • водопрочной структуре,
  • коэффициенту пористости,
  • степени и виду засоренности поля.

Пригодными, например, дерново-подзолистые почвы считаются при содержании гумуса не менее 2%, водопрочных агрегатов, то есть частиц размером менее 0,25 мм, более 25-30% и коэффициентом пористости более 0,9. Почвы с коэффициентом пористости менее 0,9 имеют неустойчивое сложение и склонны к уплотнению, что отрицательно сказывается на урожайности.

К основным направлениям минимальной обработки почвы относятся:

  • сокращение числа и глубины основных, предпосевных и междурядных обработок в севооборотах на высокоплодородных почвах и благоприятными агрофизическими свойствами при условии использования (при необходимости) гербицидов;
  • замена глубоких основных обработок под некоторые культуры севооборота поверхностными и мелкими за счет применения широкозахватных плоскорежущих, чизельных, дисковых и иных орудий, особенно под озимые и яровые зерновые культуры;
  • совмещение нескольких технологических операций и приемов в одном рабочем процессе за счет использования комбинированных почвообрабатывающих и посевных агрегатов;
  • применение прямого посева зерновых, кукурузы без предварительной, полосной (в зоне рядка) предпосевной обработки при выращивании пропашных культур.

Выбор приемов минимальной обработки почвы зависит от уровня плодородия, увлажненности зоны, биологических особенностей культуры и степени засоренности полей. Так, на увлажненных землях Северо-Западного района Нечерноземной зоны из-за уплотнения почвы зяблевую вспашку под картофель заменяют мелкой дисковой обработкой на глубину 10-12 см.

При использовании гербицидов сокращается количество междурядных обработок в посевах пропашных. На легких почвах проводят одно предпосевное боронование под ранние яровые, а в системе основной обработки периодически заменяют глубокую вспашку мелкой или дискование на 10-12 см.

При возделывании картофеля, корнеплодов и овощных культур на незасоренных многолетними сорняками полях зяблевую вспашку исключают или заменяют её лущением. Данный прием эффективен на легких по гранулометрическому составу дерново-подзолистых почвах, темно-серых лесных и других хорошо окультуренных почвах.

Хорошее перемешивание почвы с удобрениями достигается при весеннем предпосадочном фрезеровании с использованием орудий с активными рабочими органами, например, КФГ-3,6, ПР-2,7, что способствует повышению качества обработки и росту урожайности на 10-20%.

По данным Рязанской ГСХА, на серых лесных почвах при повторном возделывании кукурузы вспашку достаточно проводить в первый год с заделкой органических удобрений, в последующие три года ее допустимо заменить дискованием на глубину 10-12 см.

Минимальная обработка почвы особенно эффективна на черноземных почвах Центрально-Черноземной зоны, Северного Кавказа, Поволжья при возделывании озимой пшеницы, идущей после зернобобовых, однолетних трав, кукурузы на силос.

Вспашку заменяют мелким рыхлением на глубину 10-12 см с использованием дисковых и лемешных лущильников, культиваторов-плоскорезов типа КПШ-9, КПШ-11, оборудованных игольчатыми боронами БИГ-ЗА и кольчато-шпоровыми катками.

Минимизации основной обработки почвы достигают путем совмещения вспашки и дополнительных приемов по выравниванию и уплотнению почвы. Для этого применяют комбинированные пахотные агрегаты, например, ПКА-2, включающие плуг, рельсовую волокушу в виде бруса из уголкового проката, секции кольчато-шпоровых катков, который хорошо заделывает растительные остатки, дернину, выравнивает и уплотняет почву. Для улучшения крошения и выравнивания почвы при вспашке 5- и 6-корпусные плуги оборудуют специальными приспособлениями типа ПВР-2,3 (узкоклинчатые и кольчатые диски), а полунавесные 7- и 9-корпусные плуги — ПВР-3,5.

Комбинированные почвообрабатывающие и посевные агрегаты, например, КА-3,6 (фреза и зерновая сеялка), МКПП-3,6 (культиватор и зерновая сеялка), ПКР-3,6, СЗС-2,1М, СЗС-6, СЗС-12, КФГ- 3,6 и другие, позволяют совместить предпосевную обработку, внесение удобрений, посев зерновых и прикалывание почвы.

Комбинированные агрегаты
Комбинированные агрегаты и машины:
а - ПКА-2; б - АКП-2,5; в - РВК-3,6; г - ВИП-5,6;
1, 3 - диски; 2, 10 - балластные ящики; 4 - плуг; 5 - рама; 6 - дисковая батарея; 7 - плоскорежущие лапы; 8 - заравниватель; 9, 11, 14, 16 - катки; 12, 17 - выравнивающие брусья; 13, 15 - рыхлительные лапы; 18 - игольчатый диск

Применении агрегатов с фрезерными рабочими органами позволяет отказаться от вспашки, при этом качество предпосевной обработки улучшается, производительность труда возрастает в 1,6-2,2 раза, а затраты труда снижаются на 30-40%. Урожайность зерновых культур увеличивается на 0,35-0,39 т/га.

Плоскорезная обработка почвы защищает почву от эрозии и сокращает энергозатраты по сравнению со вспашкой. В районах ветровой эрозии посевные агрегаты, совмещающие за один проход предпосевную обработку почвы, рядковое внесение удобрений, посев и прикатывание, более эффективны. Также для этих целей используют лущильник-сеялку ЛДС-6 и др.

Качественную предпосевную обработку вспаханной почвы для посева зерновых культур, сахарной и кормовой свеклы, кукурузы обеспечивает применение комбинированных агрегатов, например РВК-3,6, РВК-5,4, ВИП-5,6. За один проход они проводят крошение глыб, выравнивание поверхность и уплотнение почвы.

Таблица. Урожайность сельскохозяйственных культур в зависимости от способа выполнения технологических операций(Пупонин, 1984)1

Способ выполнения технологических операций
Урожайность, т/га
В среднем за 5 лет
озимая пшеница
ячмень
викоовсяная смесь (зеленая масса)
Раздельный (культивация с боронованием, прикатывание, посев)
4,31
3,52
22,5
3,31
Совмещенный (обработка почвы и посев одновременно с помощью КА-3,6)
4,7
3,87
23,1
3,43

Для предпосевной обработки черноземов, подверженных ветровой эрозии, вспашку заменяют применением комбинированных агрегатов типа АКП-2,5, АКП-5, включающих дисковые и плоскорежущие рабочие органы, игольчатые бороны, кольчато-шпоровый каток. Их применяют для подготовки почвы под озимые, идущие по непаровым стерневым предшественникам.

Применение агрегатов АПЛ-1,5 и АПЛ-2 эффективно при коренном улучшении лугов и пастбищ, которые за один проход вносят удобрения, проводят рыхление почвы, измельчают дернину, высевают семена трав и прикатывают почву в рядках. Совмещение этих операций ускоряет окультуривание лугов и пастбищ, повышает их продуктивность при меньших затратах труда и энергии.

Ежегодные поверхностная и плоскорезная обработки увеличивают засоренность полей на 25-30%, особенно многолетними сорными растениями, и поражаемость культур болезнями и вредителями. По этой причине в севообороте чередуют отвальные и безотвальные обработки с применением эффективных средств защиты растений. Продолжительная поверхностная и мелкая обработки вызывают резкую дифференциацию почв пахотного слоя с накоплением гумуса и питательных веществ в верхнем 10-сантиметровом слое почвы.

Культиватор-глубокорыхлитель
Культиватор-глубокорыхлитель КФГ-3,6:
1, 11 - опорные колеса; 2 - винтовой механизм регулировки колес; 3, 9 - бортовые редукторы; 4 - рама; 5, 8 - боковые валы, закрытые кожухами; 6 - центральный редуктор; 7 - навесное устройство; 10 - кожух фрезербарабана; 12 - фрезербарабан; 13 - рыхлящая лапа; 14 - карданный вал

Снижение биологической активности в нижних слоях и мобилизация микроорганизмами азота верхнего 10-сантиметрового слоя ухудшают азотное питание растений. По этой причине при минимальных обработках дозы азотных удобрений увеличивают на 10-15%.

Постоянные поверхностные обработки также приводят к уплотнению нижних слоев почвы, ухудшаются их водо- и воздухопроницаемость, что обуславливает необходимость периодического глубокого рыхления с применением безотвальных или чизельных орудий.

[INSERT_ELEMENTOR id="3433"]

Литература

Земледелие. Учебник для вузов/Г.И. Баздырев, В.Г. Лошаков, А.И. Пупонин и др. — М.: Издательство «Колос», 2000. — 551 с.

Основы технологии сельскохозяйственного производства. Земледелие и растениеводство. Под ред. В.С. Никляева. — М.: «Былина», 2000. — 555 с.

Основы агрономии: учебное пособие/Ю.В. Евтефеев, Г.М. Казанцев. — М.: ФОРУМ, 2013. — 368 с.: ил.

Ссылки

  1. Земледелие. Учебник для вузов/Г.И. Баздырев, В.Г. Лошаков, А.И. Пупонин и др. — М.: Издательство «Колос», 2000. — 551 с.