La labranza es un efecto mecánico sobre el suelo por parte de las máquinas y herramientas de labranza para crear factores de suelo óptimos para la vida de las plantas, así como para destruir las malas hierbas y proteger el suelo de los procesos de erosión. Es el principal medio agrotécnico de regulación de los regímenes del suelo, la intensidad de los procesos biológicos y el estado fitosanitario. El procesamiento de alta calidad, oportuno y con base científica es un medio para aumentar la fertilidad , el rendimiento de los cultivos y una parte integral de los sistemas agrícolas intensivos eficientes que ahorran recursos.
Contenido
- Importancia de la labranza
- El desarrollo de la doctrina de la labranza
- Base científica de la labranza
- Operaciones tecnológicas de labranza
- Propiedades físicas y mecánicas del suelo y su influencia en la calidad del procesamiento
- Interacción de la cuña con el suelo
- Técnicas de labranza
- Sistema de labranza
- Labranza mínima
- Profundización y cultivo de la capa arable de varios tipos de suelos
- Labranza de suelos sujetos a erosión hídrica
- Labranza de suelos sujetos a erosión eólica
- Labranza de terrenos ganados al mar
- Evaluación de la calidad del trabajo de campo
- Problemas modernos de labranza
- Labranza principal
- Labranza superficial y fina
- Siembra (plantación)
- Labranza posterior a la siembra
- Métodos especiales de labranza
- Sistema de labranza
- Labranza mínima
- Profundización y cultivo de la capa arable de varios tipos de suelos
- Tratamiento de suelos sujetos a erosión hídrica
- Tratamiento de suelos sujetos a erosión eólica
- Tramitación de terrenos ganados al mar
- Evaluación de la calidad del trabajo de campo
- Problemas de ahorro energético y compactación del suelo
Navegación
- Labranza principal
- Labranza superficial y fina
- Siembra (plantación)
- Labranza posterior a la siembra
- Métodos especiales de labranza
- Sistema de labranza
- Labranza mínima
- Profundización y cultivo de la capa arable de varios tipos de suelos
- Tratamiento de suelos sujetos a erosión hídrica
- Tratamiento de suelos sujetos a erosión eólica
- Tramitación de terrenos ganados al mar
- Evaluación de la calidad del trabajo de campo
- Problemas de ahorro energético y compactación del suelo
Importancia de la labranza
Propósitos de la labranza:
- dar al suelo una estructura finamente terrosa y crear una composición óptima en términos de densidad, porosidad, etc., bajo las cuales se forman las condiciones óptimas para el crecimiento y desarrollo de las plantas y la microflora;
- mantener un buen estado fitosanitario;
- prevención de procesos de erosión, sobreconsolidación, reducción de enjuagues y pérdidas improductivas de agua, humus, nutrientes.
El cultivo del suelo es necesario para la reproducción y el cultivo profundizando y aumentando la potencia de la capa arable, aflojando el arado en la capa subterránea, incorporando fertilizantes orgánicos y minerales, mejoradores.
La labranza mejora la aireación del suelo, aumenta el suministro de humedad de las plantas y activa la actividad vital de los microorganismos. El suelo bien cultivado y profundamente permite que las plantas creen un poderoso sistema de raíces. Aflojamiento y nivelación de alta calidad de la superficie en el proceso de tratamiento previo a la siembra: le permite crear condiciones favorables para la germinación de semillas y la aparición de plántulas.
El desprendimiento profundo en condiciones de estepa árida y en terrenos en pendiente permite regular el régimen hídrico acumulando humedad de precipitación en la capa de raíces o, por el contrario, desviar el exceso de agua del campo, lo que afecta indirectamente a otros regímenes del suelo.
Las tareas de procesamiento difieren significativamente según el suelo y las condiciones climáticas y las características biológicas de los cultivos.
Cabe señalar que el tratamiento puede tener consecuencias negativas: una violación del equilibrio dinámico en el sistema suelo-planta-medio ambiente. Así, el procesamiento intensivo activa la actividad vital de la microflora del suelo, acelerando la mineralización del humus y aumentando sus pérdidas improductivas. La descomposición del césped y la pulverización de la capa superior en áreas con riesgo de erosión eólica crean condiciones previas para la destrucción y erosión del suelo.
Múltiples pasadas de maquinaria agrícola conducen a una fuerte sobreconsolidación de la capa arable, empeorando sus propiedades, intensificando la escorrentía del agua y la deriva del suelo. La labranza del suelo es un proceso que consume energía que requiere hasta 10-15 mil MJ de energía por 1 ha, que no siempre se paga con la cosecha.
Los resultados de estudios a largo plazo de científicos nacionales y extranjeros muestran que un alto nivel de intensificación de la agricultura mediante el uso de fertilizantes, herbicidas, mejoradores, riego, etc., cambia las funciones de procesamiento, reduciendo su participación en la formación de la cultivo al 8-12%. Esto es especialmente característico de suelos con un alto nivel potencial de fertilidad y propiedades agrofísicas favorables . En estas condiciones, la exposición excesiva no es práctica y el papel del procesamiento puede reducirse a funciones tecnológicas: la incorporación de fertilizantes, herbicidas, mejoradores, semillas, etc. Las tareas principales en este son la reproducción de la fertilidad, la regulación del régimen hídrico y la protección contra la erosión.
Por el contrario, con un bajo nivel de intensificación de la agricultura, aplicación insuficiente de fertilizantes, productos fitosanitarios, etc. la importancia del procesamiento es cada vez mayor y consiste en movilizar la fertilidad potencial, aumentar la proporción de formas disponibles de nutrientes, mantener una estructura y una condición fitosanitaria óptimas.
El desarrollo de la doctrina de la labranza
El cultivo del suelo es una de las ocupaciones más antiguas del agricultor, que surgió simultáneamente con el inicio del cultivo de una planta.
En 1797 se logró un progreso significativo en la labranza con la introducción de los primeros arados de hierro en Inglaterra y luego en Bélgica. Posteriormente, en 1863, el arado fue mejorado por el campesino alemán Rudolf Sakk, quien utilizó un arado con rasera para arar, lo que permitió por primera vez conocer los beneficios de la labranza profunda.
En Rusia, las primeras recomendaciones sobre labranza profunda se dieron en los trabajos del profesor I.M. Komov en 1788, quien propuso realizar un arado doble del suelo debajo de las hierbas perennes , mientras que durante el primer arado la profundidad fue de 8-10 cm, durante el segundo — 10-20 cm.
Los científicos rusos P.A. Kostychev, V.R. Williams, A.G. Doyarenko, T.S. Maltsev y otros P.A. Kostichev escribió:
“El propósito del cultivo del suelo es, entre otras cosas, cambiar la estructura del suelo, para darle una estructura que sea más favorable para el crecimiento de las plantas”.
En su obra “Sobre la cuestión de la fertilización y el cultivo de los suelos de Chernozem” (1886), justificó el arado poco profundo del barbecho temprano en los años secos para mejorar la descomposición del césped. Por el contrario, en suelos sin césped, P.A. Kostychev sugirió un arado profundo de otoño.
En la primera mitad del siglo XX. la investigación en la teoría del cultivo del suelo tuvo como objetivo fundamentar el arado cultural con un arado con un skimmer y el espesor de la capa cultivable. Gran parte del crédito por esto pertenece a V.R. Williams. La necesidad del arado cultural se basa en que al final de la temporada de crecimiento de las plantas anuales, se rocía una capa de suelo de 10 cm, pierde su estructura por el impacto mecánico de herramientas, causas fisiológicas y bioquímicas, lo que generalmente lleva a una disminución de la fertilidad. La razón de esto son las condiciones aeróbicas que se desarrollan en las capas superiores del suelo, que favorecen la descomposición del humus, la dificultad de penetración del oxígeno en horizontes más profundos. Para evitar un impacto negativo, se propuso repetir el arado anualmente para dar al suelo una estructura terrosa.
En las obras de A.N. Lebedyantsev (1905) y L.N. Barsukov (1952, 1956) determinó la diferenciación de la fertilidad del suelo de la capa cultivable al final del período de vegetación de las plantas con su aumento en la capa superior de 10 cm y su disminución en la parte inferior. Teniendo en cuenta este descubrimiento, se desarrollaron recomendaciones sobre la combinación de labranza con vertedera y sin vertedera en la rotación de cultivos .
I.E. Ovsinsky en su trabajo «El nuevo sistema de agricultura» (1899) justificó la labranza sin arado, argumentando que el suelo chernozem en su estado natural puede acumular una cantidad suficiente de aire y humedad, por lo que es necesario mantener la capilaridad en él y evitar que se seque. afuera. Si se cumple este requisito, entonces es posible reemplazar el arado con un aflojamiento superficial de la capa superior del suelo a una profundidad de 5-6 cm Para este propósito, se utilizaron cultivadores de caballos con cuerpos de trabajo de corte plano.
Entre los científicos occidentales, Jean (1910) en Francia, F. Achenbach (1921) en Alemania, E. Faulkner (1959) en los EE. UU. se adhirieron a la teoría de la labranza.
El mayor logro de la ciencia y la práctica agronómica puede considerarse el propuesto por T.S. Maltsev, un sistema de labranza sin vertedera, que reemplaza el arado con el cambio de costura. En el sistema recomendado por él, el aflojamiento del suelo sin vertedera a una profundidad de 35-40 cm, realizado una vez cada 3-5 años, debe combinarse con labranza superficial a 5-8 cm utilizando cultivadores o gradas de discos en relación a la rotación de cultivos en barbecho.
El uso de labranza sin vertedera ha provocado un aumento de la maleza de los campos debido a la falta de medios químicos de control de malezas, lo que se ha convertido en una limitación en su uso.
La labranza de protección del suelo recibió un mayor desarrollo gracias a la investigación del Instituto de Investigación de Economía de Cereales de toda Rusia bajo la dirección del académico A.I. Baraev. Se basa en la labranza a ras, dejando rastrojos y restos vegetales en la superficie del suelo, con el rechazo total de arados de vertedera, aperos de dientes y discos y su sustitución por subsoladores a ras, gradas de agujas y rastrojadoras. El uso de esta tecnología de procesamiento le permite ahorrar hasta un 70-80% de rastrojos en la superficie del suelo, lo que protege la humedad de la evaporación y le da al suelo resistencia al viento.
Sin embargo, en suelos pesados y sobrecompactados, los cortadores subterráneos no proporcionan un aflojamiento de alta calidad. Por ello, para estos fines, se han creado y se utilizan herramientas de cincel, no vertedera, del tipo paraplow, dientes reemplazables SibIME para arado, ampliando las posibilidades de cultivo de protección del suelo, especialmente en terrenos con mayor riesgo de erosión.
En los años 70, comenzó a desarrollarse una nueva dirección en la URSS: la minimización de la labranza, que se enfoca en reducir la compactación del suelo, reducir la pérdida de materia orgánica y nutrientes del suelo y reducir los costos de energía y mano de obra. Una contribución significativa a esta dirección fue realizada por los profesores B.A. Armadura, S.A. Naumov, K.I. Saranin, A.I. Puponin y otros.
La minimización de los laboreos se logra reduciendo el número y la profundidad de los laboreos principales en rotación de cultivos en suelos con propiedades suficientemente favorables para el crecimiento de las plantas, combinando operaciones tecnológicas, reemplazando los laboreos en vertedera por otros sin vertedera, lo que permite reducir el número de pases de equipos a través del campo, reduzca el tiempo para realizar el trabajo y aumente la productividad laboral en 1.5-2 veces y reduzca los costos de energía en un 30-40%.
La nueva tecnología también tiene desventajas: la condición fitosanitaria del suelo se está deteriorando, en particular, la infestación de cultivos, la susceptibilidad de los cultivos a enfermedades y plagas está aumentando. Al mismo tiempo, una disminución en la tasa de mineralización del humus empeora el suministro de nitrógeno a las plantas cultivadas, especialmente después de los antecesores de cereales, lo que requiere la aplicación adicional de fertilizantes nitrogenados .
Para terrenos en pendiente con riesgo de erosión, se han desarrollado sistemas de labranza de protección del suelo basados en el uso de labranza con cincel sin vertedera; arado con ranurado, con cambio en el microrrelieve del campo; cubriendo el suelo con astillas de paja y reduciendo la superficie cultivada y la profundidad de aflojamiento.
En los EE. UU. y Canadá, las tecnologías de procesamiento de protección del suelo se han generalizado:
- mulching — labranza continua sin vertedera con el uso de implementos de cincel, de corte plano y de disco;
- franja: el suelo se cultiva antes de sembrar cultivos labrados solo en el área de la hilera con la ayuda de cortadores, cultivadores, el control de malezas se lleva a cabo mediante una combinación de métodos mecánicos y químicos.
Para los cultivos en hileras sembrados en laderas, se propuso el cultivo en camellones, que consiste en sembrar en camellones de 15-20 cm de altura, cortados por cultivadores con formadores de camellones a lo largo de la pendiente del campo. Las malas hierbas se controlan por métodos químicos. La tecnología Ridge permite que el suelo se caliente mejor, reduciendo la temporada de crecimiento de los cultivos. Así, el aumento de maíz en grano cultivado con la tecnología camellones fue de 0,35 t/ha.
Base científica de la labranza
Justificaciones agrofísicas
Crear condiciones óptimas en el suelo para el crecimiento de las plantas es la tarea principal de la labranza. Entre los indicadores agrofísicos, los más importantes son la densidad y estructura de la capa arable, la composición estructural y grado de desmoronamiento, el espesor de la capa arable y otros que afectan directamente el rendimiento de los cultivos.
Densidad
La densidad es una característica cuantitativa de la estructura del suelo.
Densidad de equilibrio: la densidad del suelo, que se establece en condiciones naturales en ausencia de cultivo durante 1-2 años y se forma bajo la influencia de la gravedad, la precipitación y otros factores naturales.
La densidad óptima es la densidad del suelo en la que se forman las condiciones más favorables para el crecimiento de las plantas y la actividad vital de los microorganismos del suelo.
El estudio de la respuesta de las plantas al estado físico de suelos de diversa génesis permitió determinar los intervalos de valores óptimos de densidad para cereales y cultivos labrados . Por ejemplo, el modelado de la densidad aparente del suelo arcilloso medio sódico-podzólico mostró que la densidad óptima en años de humedad promedio para cultivos de cereales es 1.1-1.3 g/cm3, para cultivos labrados — 1.0-1.2. La densidad de equilibrio de los mismos suelos es de 1,35-1,50 g/cm3.
Tabla. Equilibrio y densidad óptima del suelo para los cultivos de campo (según A.I. Puponin, 1986), g/cm3[ref]Agricultura. Libro de texto para instituciones de enseñanza superior/G.I. Bazdyrev, V.G. Loshakov, A.I. Puponin et al. - Moscú: Editorial "Kolos", 2000. - 551 p.[/ref]
| Sod-podzolic | Arenoso | |||
| Franco arenoso | ||||
| Limoso | ||||
| Sod-carbonato | Limoso | |||
| Sod gley | Limoso | |||
| Llanura de inundación del prado | Limoso | |||
| Bolotnaya | El grado de descomposición de la turba 35-40% | |||
| Bosque gris | Limoso | |||
| Chernozem | Limoso | |||
La relación de equilibrio y densidades óptimas le permite determinar la necesidad de procesamiento, su intensidad y profundidad. Entonces, al arar el suelo sódico-podzólico, su densidad disminuye de 1,4-1,5 a 0,8-0,9 g/cm3.
La densidad depende de la composición granulométrica, el humus, el número de agregados estables al agua y la humedad.
Con una composición granulométrica pesada con una gran proporción de fracción arcillosa y humus, los suelos están sujetos a importantes hinchamientos y aflojamientos cuando se humedecen, lo que conduce a un cambio en el equilibrio y la densidad óptima.
Los suelos de chernozem con alto contenido de humus tienen una densidad de equilibrio de 1,0-1,3 g/cm3, que coincide con la óptima, lo que permite reducir la intensidad y profundidad de cultivo. Las condiciones óptimas para la aparición de plántulas de cultivos de cereales, así como una disminución de la evaporación de la humedad, se forman en suelo arcilloso pesado de chernozem con una densidad de la capa superior de 7 cm de 0,98-1,04 g / cm3, y la inferior uno a una profundidad de 7-30 cm — 1,18-1,20 g/cm3. Para lograr esta combinación de densidades, se utiliza una combinación de vertedera de profundidad media y procesamiento sin vertedera con tratamiento superficial.
El uso de máquinas y vehículos pesados de labranza conduce a una fuerte compactación de hasta 1,35-1,55 g/cm3, lo que empeora las propiedades físicas y mecánicas. Lo que, por ejemplo, afecta a la germinación de las semillas de trigo de invierno, que desciende del 81,1 al 60,7%. A su vez, la sobreconsolidación provoca la necesidad de un aflojamiento profundo con la ayuda de herramientas que no sean vertederas, cinceles, arados de subsuelo y otras unidades.
La estructura de la capa arable
La estructura del suelo es la relación de los volúmenes de la fase sólida, porosidad capilar y no capilar. Las condiciones óptimas para el crecimiento y desarrollo de las plantas para la aireación del suelo, su intercambio de aire con la atmósfera se forman en suelo arcilloso medio sódico-podzólico con una porosidad total de 46-56%, no capilar — 18-25, capilar — 28 -31%, y una fracción de fase sólida de 44-54% volumen de suelo.
Para suelos de chernozem, las condiciones óptimas se forman con una porosidad total de 51-62% y una porosidad de aireación de 15-25%. La porosidad límite de la aireación estable, en la que se observa una disminución en el rendimiento de los cultivos de cereales, es del 13 al 15% del volumen del suelo. Al mismo tiempo, el contenido de oxígeno en el suelo húmedo es de al menos el 20% y el CO2 no supera el 0,2-0,5%.
El procesamiento mejora la estructura de la capa cultivable: el aflojamiento durante los tratamientos principal y previo a la siembra puede aumentar la porosidad no capilar, y la compactación del suelo excesivamente suelto puede reducirla y reducir la aireación.
La creación de un modelo óptimo de la fertilidad de la capa cultivable permite proporcionar las condiciones de suelo más favorables, lo que contribuye a un aumento de los rendimientos de los cultivos. El modelado del estado homogéneo y heterogéneo de la capa cultivable de suelo sódico-podzólico con diferentes espesores del horizonte cultivable mostró que las papas , el maíz y otros cultivos extensivos responden positivamente a la composición heterogénea del perfil del suelo, en el que se encuentran perfiles de suelo más óptimos. creado en la capa superior de 20 cm debido a los fertilizantes y las propiedades agrofísicas y agroquímicas de la cal.
El aumento del rendimiento de los cultivos extensivos con una estructura heterogénea de la capa arable y la aplicación de altas dosis de fertilizantes a una profundidad de 20 cm aumentó de 3,8 a 9,7 mil forrajes en 15 años. unidades por 1 ha en comparación con el fondo no fertilizado. En condiciones de una estructura homogénea: de 3,4 a 8,9 mil piensos. unidades por 1 ha. La aplicación de fertilizantes a una profundidad de 40 cm redujo el rendimiento en unidades forrajeras en un 10,8%, lo que indica la mezcla de la capa arable con el suelo del horizonte eluvial, que se caracteriza por una baja fertilidad natural y no permite que la fertilidad sea menor. restaurado a su nivel original incluso durante un período de 15 años.
Tabla. Rendimiento de los cultivos en función de la estructura de la capa de 0-40 cm del suelo podológico, t/ha[ref]Farming. Libro de texto para universidades / G.I. Bazdyrev, V.G. Loshakov, A.I. Puponin et al. - Moscú: Editorial "Kolos", 2000. - 551 p.[/ref].
| Papa | |||||
| Mezcla de vicia y avena (heno) | |||||
| Maíz para ensilaje | |||||
| En promedio durante 15 años, mil forrajes. unidades por 1 ha | |||||
Otros indicadores
La composición del suelo depende del contenido de agregados resistentes al agua, su resistencia a la erosión y compactación, afecta los regímenes del suelo y determina la productividad de los cultivos.
El contenido óptimo de macroestructura resistente al agua, es decir, agregados de 0,25-10 mm de tamaño o más, para bosques grises y suelos de césped-podzólicos es 30-45%, para suelos chernozem — 45-60%. Tal estructura permite durante mucho tiempo mantener una adición estable, dada por el procesamiento. El suelo estructural pierde sus propiedades positivas con un aumento en la cantidad de partículas de limo de menos de 0,25 mm de tamaño hasta un 30-40%.
La proporción de humus en la capa superior de 10 cm es mayor que a una profundidad de 10-20 cm En la capa superior, la estructura se restaura más rápido debido a la acumulación de residuos vegetales y fertilizantes. El movimiento del suelo durante el arado contribuye a la estructuración de la parte inferior de la capa cultivable.
Los requisitos de los cultivos para el grado de desmoronamiento están determinados por la composición granulométrica, la estructura, el grado de humedad, las características biológicas del cultivo y el riesgo de erosión. Por ejemplo, para los cultivos de cereales en la zona de Nonchernozem, el grado de desmoronamiento, es decir, la proporción de terrones con un diámetro de 0,25-30 mm, suelos soddy-podzolic y bosques grises debe ser de al menos 80%, y la formación de grumos no debe superar el 20%.
La dureza del suelo es una propiedad que tiene una fuerte influencia en el crecimiento y penetración de las raíces. Con una fuerte compactación durante el secado y un aumento de la dureza a valores críticos de más de 10 kg/cm2 para cultivos de cereales, conduce a una disminución del crecimiento de las raíces y un aumento en los costos de energía de la planta para superar la resistencia del suelo. El aflojamiento profundo facilita la penetración de raíces en capas profundas, lo que es especialmente importante para la formación de tubérculos en remolacha azucarera, zanahorias y tubérculos de patata.
Labranza de protección del suelo
Los sistemas de labranza modernos en los sistemas de agricultura paisajista están sujetos a requisitos de eficiencia energética y protección contra la erosión. En terrenos en pendiente con riesgo de erosión hídrica se utilizan tecnologías especiales de protección del suelo basadas en aflojamiento profundo sin vertedera, cincelado, ranurado, surcado intermitente y arado en contorno con realización de camellones, agujeros, etc. El uso de estas técnicas puede reducir el caudal de deshielo y agua de lluvia por 2-2,5 veces, y lavado del suelo — 2.5-11 veces. Al mismo tiempo, la eficiencia de la aplicación de fertilizantes minerales aumenta en un 10-12% y el rendimiento del grano en 0,15-0,2 t/ha.
En las zonas de estepa y bosque-estepa, donde los suelos son propensos a la erosión eólica, el sistema de protección del suelo incluye mulching, franjas y otras labores mínimas utilizando aflojamiento, pero sin girar la capa, cuerpos de trabajo de máquinas, por ejemplo, cortadores planos, cinceles , paraplows, dientes SibIME, sembradoras de siembra directa que conservan rastrojos y restos de cosecha en la superficie.
Fundamentos agroquímicos
La labranza principal afecta la distribución de la materia orgánica, los fertilizantes, la disponibilidad de elementos minerales, los procesos de humificación de los residuos vegetales y la fijación de nitrógeno.
La capa superior de 10 cm acumula más fósforo y potasio. El alto contenido de materia orgánica contribuye a la estructura y buenas propiedades de absorción . Esto se debe a la localización de fósforo y potasio en las capas superiores debido a los fertilizantes orgánicos y minerales. Sin embargo, la introducción de dosis excesivas de fertilizantes de fósforo y potasio puede exceder la carga permitida en el suelo y el sistema de raíces de las plantas, lo que conduce a una disminución de la fertilidad y el rendimiento de los cultivos.
Al mismo tiempo, la concentración de nutrientes en la capa superior durante el tratamiento superficial superficial conduce al agotamiento de las capas más profundas de la zona radicular. En condiciones desfavorables, por ejemplo, el secado de la capa superficial en ausencia de precipitaciones, los nutrientes no están disponibles. El arado periódico profundo en rotación de cultivos evita estos fenómenos negativos, lo que asegura el envolvimiento y mezcla de las capas del suelo. Además, se elimina la concentración de residuos de cosecha, a excepción de terrenos con riesgo de erosión, que provoca la acumulación de sustancias tóxicas en el suelo de productos de descomposición.
El uso generalizado de productos fitosanitarios químicos hace necesario el uso de sistemas de laboreo intensivo, que tienen como objetivo mejorar la aireación y acelerar la desactivación de pesticidas, como la prometrina.
Bases biológicas
La fertilidad del suelo está determinada en gran medida por la actividad de los procesos biológicos, por lo que la labranza, destinada a mejorar las condiciones de vida de la microflora del suelo, ayuda a aumentar la fertilidad. En particular, el aflojamiento mejora la aireación, normaliza el régimen hídrico del suelo y aumenta el número de organismos saprofitos.
Una disminución en la intensidad y profundidad del desprendimiento conduce a una ralentización de los procesos de mineralización de las sustancias húmicas, que son un factor clave en la fertilidad del suelo. Así, la sustitución del arado por el desbroce sin vertedera aumenta la humificación de la materia orgánica en un 20-30%, en suelos franco-arenosos ligeros en un 40%. El encalado de suelos ácidos desplaza el proceso de síntesis de compuestos húmicos hacia la formación de los más valiosos.
La profundidad y el método de procesamiento afectan el potencial fitosanitario del suelo y su maleza. Por lo tanto, el procesamiento anual de corte plano durante 5-7 años aumenta el daño de la avena por pudrición de la raíz en un 6,9-8,3%, la cebada , en un 11,3-12,4%, la infestación de malezas, 2 veces. Este hecho conduce a la necesidad de alternar la labranza sin vertedera con labranza profunda en las rotaciones de cultivos.
Los sistemas de labranza a vapor, en semibarbecho y en otoño son medios para mejorar las condiciones fitosanitarias del suelo y los cultivos. Por ejemplo, para reducir la cantidad de gusanos de alambre y pulgones de cereales, se utiliza un sistema oportuno de procesamiento de otoño. El arado de rastrojos y el arado de otoño con arado con raseta permite la incorporación profunda de semillas de malas hierbas, rastrojos y con ellos las larvas de las moscas sueca y hessiana, orugas de la primicia invernal. Al mismo tiempo, mueren las esporas de la roya lineal y marrón, la infección, la pudrición de la raíz y la septoria. La profundización de la capa cultivable, el corte plano, el procesamiento con cincel en condiciones áridas, reduce la maleza de los campos, mejora el suministro de humedad de las plantas y acelera su crecimiento.
Operaciones tecnológicas de labranza
Corte y separación
La tierra se corta con las cuchillas en los planos vertical (Fig. I) y horizontal (Fig. II). El corte vertical no produce virutas, mientras que el corte horizontal produce y separa las virutas.
La separación de la capa de la masa de suelo se produce tras su corte (cut off) en el plano horizontal, inclinado o vertical. La capa (Fig., III) en sección transversal tiene forma de rectángulo, triángulo u otra figura geométrica.
Envolvimiento
El volteo es una operación tecnológica de laboreo en la que se produce un movimiento mutuo en dirección vertical de las capas u horizontes del suelo. El giro es la rotación de la capa de suelo en el plano transversal y el cambio en la disposición vertical de las capas superior e inferior del suelo.
La rotación de la capa puede ser completa, es decir, con un ángulo β = 180° (Fig., I), y parcial — 90° < β < 180°. La rotación del depósito en un ángulo de hasta 135° se denomina despegue (Fig., II). La rotación de la capa, en la que se corta una parte de la capa de tepes y se vierte al fondo del surco, se denomina laboreo cultural (Fig. III).
El envolvimiento es una operación tecnológica de labranza, en la que se produce un movimiento mutuo en la dirección vertical de las capas u horizontes del suelo.
Al envolver, se cubren el césped, los residuos de plantas, los fertilizantes, las semillas desmenuzadas y los órganos reproductores vegetativos de las malas hierbas, los patógenos y las plagas de los cultivos. La necesidad de envolver se debe a la diferenciación del suelo de la capa arable en términos de fertilidad, que puede ser muy pronunciada en zonas húmedas con poca cultura agrícola.
Bajo la influencia de plantas, fertilizantes, luz, microorganismos, procesamiento, la capa superior adquiere mayor estructura, biogenicidad y fertilidad en comparación con las capas inferiores. Contiene más humus, nutrientes y microorganismos. El envoltorio mejora la fertilidad de la parte inferior de la capa cultivable, especialmente fertilizantes y mejoradores. Esto también se ve facilitado por la participación de fracciones de suelo limosas y finamente dispersas en la capa cultivable. En suelos pesados y encharcados, la envoltura reduce el efecto nocivo de los compuestos ferrosos en las plantas.
La envoltura no se realiza en condiciones áridas y áreas con erosión eólica, ya que esto potencia los procesos negativos.
El encintado se realiza con arados de vertedera, rejas de arado y otros implementos. El césped, las malas hierbas, los rastrojos y los residuos de raíces se cierran mejor durante el arado con arados con skimmers.
Aflojamiento
El aflojamiento del suelo es una operación tecnológica que modifica el tamaño y la disposición de los terrones o agregados del suelo con la formación de poros más grandes. El aflojamiento aumenta la porosidad no capilar, la aireación del suelo, la permeabilidad al agua y al aire, mejora el régimen térmico y la actividad de la microflora del suelo, aumenta la disponibilidad de humedad y nutrientes, facilita la penetración de las raíces en capas más profundas del suelo y la tolerancia a la sequía. Los cultivos de labranza son los más sensibles a las condiciones de suelo suelto, en menor medida los cultivos de siembra continua.
El grado de desprendimiento se evalúa mediante la relación entre el grosor a2 de la capa desprendida y su grosor inicial a1. Cuando se afloja, la relación a2/a1 > 1.
El aflojamiento de la superficie le permite destruir la corteza del suelo para crear una capa de mantillo. El aflojamiento se realiza mediante cuerpos de trabajo pasivos y activos de implementos: arados de vertedera y de disco, cultivadores, cultivadoras, gradas, fresas, azadas rotativas, etc. Se realiza a una profundidad de 3 a 50 cm o más. Para aflojar la capa subarable sin envolver, se utilizan arados con subsoladores y arados con cuerpos recortados.
Desmoronamiento
El desmoronamiento es una operación tecnológica en la que se trituran grumos y terrones grandes en otros más pequeños. Como regla general, se realiza simultáneamente con otras operaciones.
Crumble reduce la evaporación de la humedad, acelera la germinación y estimula el crecimiento de las plantas, asegura una colocación uniforme de las semillas. Para el desmenuzado se utilizan gradas de discos, rodillos, etc.
Mezclar
Mezclar el suelo implica cambiar la disposición mutua de las partículas del suelo, los residuos de los cultivos, los fertilizantes y los oligoelementos. La mezcla crea una capa de tierra labrada homogénea con una distribución uniforme de la materia orgánica y los productos fertilizantes.
Esta técnica es especialmente importante cuando se ara una capa subterránea menos fértil. Mezclar el suelo durante el encalado o enlucido aumenta significativamente la efectividad de estos métodos, mejora la disponibilidad de nutrientes para las plantas.
La alteración del suelo se realiza simultáneamente con el aflojamiento y encintado con arados sin rasetas, cultivadores de vertedera y de discos y cultivadores.
Compactación
La compactación modifica la disposición mutua de las partículas del suelo con la formación de poros más pequeños. La compactación es el proceso opuesto al aflojamiento. La compactación es a2/a1 < 1. La compactación del suelo reduce la porosidad no capilar, aumenta el volumen de los poros capilares más pequeños y provoca un contacto más estrecho entre la semilla y el suelo.
En condiciones de humedad insuficiente, la compactación reduce la ventilación del suelo y la evaporación de la humedad. Se realiza durante la preparación del suelo antes de la siembra y después de la siembra. En ambos casos, esta técnica promueve un mejor contacto de las semillas (especialmente las pequeñas) con el suelo y mejora el flujo de agua desde las capas inferiores. En condiciones de falta de calor en la primavera, el suelo compactado se calienta mejor. A veces se usa para triturar terrones grandes y cuando se procesan suelos de turba sueltos.
La compactación se realiza mediante rodillos con diferentes superficies de trabajo y otras herramientas.
Nivelación de superficies
La nivelación de la superficie del suelo es una operación tecnológica para eliminar las irregularidades de la superficie del suelo. Es necesario reducir las pérdidas de humedad debido a la evaporación de la humedad, preparar el sitio para el riego, sembrar semillas de manera uniforme, realizar trabajos de siembra, cosecha y cuidado de plantas de alta calidad.
La nivelación de la superficie se realiza con bucles, arrastres, gradas, rodillos, pequeños (arrastres pesados). En las condiciones de la agricultura de riego, se utilizan niveladoras, excavadoras y planificadores (П-4, П-3, П-2,8).
Cortando malas hierbas
Cortar malezas es un método agrotécnico de control de malezas. Se lleva a cabo simultáneamente con el aflojamiento, la envoltura y la mezcla del suelo durante el arado, el cultivo, el pelado o el uso de cuchillos especiales, varillas, cultivadores, así como cultivadores especiales con cuchillas de afeitar de dos o un solo lado.
Creación de un microrrelieve
Creación de un microrrelieve, por ejemplo, surcos, camellones, grietas, camellones, hoyos, microestuarios, etc. en la superficie del suelo. Esta técnica es necesaria para regular y crear los regímenes de agua, aire, nutrientes y térmicos más óptimos en terrenos inclinados sujetos a la erosión hídrica. El microrrelieve evita la escorrentía del agua y con ella el lavado del suelo. Los surcos ayudan a drenar el exceso de agua. Para crear un microrrelieve se utilizan surcadores, aporcadores, lechos adaptados a arados, perforadores, cortadores de ranuras.
En áreas con humedad insuficiente, para aumentar las reservas de agua en el suelo debido a las precipitaciones otoñales e invernales y al agua de deshielo primaveral, se crea un microrrelieve mediante surcos intermitentes de barbecho, zanjas, ranuras, etc.
Manteniendo el rastrojo en la superficie del suelo bajo riesgo de erosión, se utilizan cultivadores de corte plano, gradas de agujas, rastrojadoras, desbrozadoras, etc.
Propiedades físicas y mecánicas del suelo y su influencia en la calidad del procesamiento
Propiedades físicas y mecánicas: propiedades del suelo que caracterizan el estado físico y la actitud ante influencias mecánicas externas e internas:
- dureza;
- conectividad;
- plasticidad;
- pegajosidad;
- madurez física;
- hinchazón;
- encogimiento, etc
Las propiedades físicas y mecánicas determinan la calidad de las operaciones tecnológicas de labranza y el grado de su deformación durante el funcionamiento de las máquinas agrícolas.
Tienen un efecto significativo sobre las condiciones de crecimiento y desarrollo de las plantas y dependen de la humedad, composición granulométrica, contenido de materia orgánica y composición de cationes absorbidos.
Dureza
La dureza es la propiedad del suelo en condiciones naturales para resistir la acción de las fuerzas de acuñamiento. La dureza se ve afectada por la humedad, estructura, composición granulométrica. A medida que se seca, la dureza aumenta. La alta dureza afecta negativamente el crecimiento de las raíces de las plantas, aumenta los costos de energía para el procesamiento y el desgaste de las partes de trabajo del equipo.
La unidad de medida de la dureza del suelo es N/cm2 o kg/cm2. Para determinar la dureza del suelo, primero se mide la fuerza de resistencia del suelo a la penetración vertical de la punta de un instrumento de diversas formas (émbolo, cono, bola, cilindro) y luego se divide esta fuerza por el área de la sección transversal del cuerpo penetrante.
Los chernozems y los suelos estructurados tienen la menor dureza. La dureza óptima de los chernozems al 0,7 del menor contenido de humedad es de 7-9,9 kg/cm2 para los cereales, de 5,2-7,2 para el maíz y de hasta 5 kg/cm2 para las patatas.
Conectividad
La conectividad es la propiedad del suelo para resistir la acción de aflojamiento. Los suelos arcillosos pesados y los solonetzes en estado seco tienen la cohesión más alta, lo que se manifiesta en un desmoronamiento deficiente, grumos y un aumento en los costos de energía para el procesamiento. Cuando están húmedos, estos suelos se adhieren fuertemente a los cuerpos de trabajo de las máquinas. Los suelos ligeros y bien estructurados tienen la menor cohesión, lo que les permite ser procesados con una amplia gama de humedad.
La conectividad aumenta la resistencia a la erosión.
Plasticidad
Plasticidad: la capacidad del suelo en estado húmedo para cambiar y mantener su forma bajo la influencia de fuerzas externas y deformarse sin agrietarse. La plasticidad depende de la composición granulométrica, de la composición de la fracción coloidal y de los cationes absorbidos, y del contenido de humus. La plasticidad se manifiesta en un cierto rango de humedad del suelo. El límite superior de plasticidad está determinado por el límite inferior de fluencia.
El límite inferior de plasticidad se manifiesta en el contenido de humedad, en el que el suelo pasa de una consistencia semisólida a una viscoplástica, por ejemplo, se enrolla en un cordón. La relación entre los límites superior e inferior de plasticidad se mide por el número de plasticidad, que es igual a 0 a 7 para suelos arenosos, 7-17 para suelos arcillosos y más de 17 para suelos arcillosos. el más plástico.
Pegajosidad
La pegajosidad de los suelos caracteriza la capacidad de sus partículas para adherirse a las herramientas y las ruedas de la maquinaria agrícola. Aparece cuando se supera un determinado nivel de humedad del suelo.
La pegajosidad se mide en N/cm2. Para determinar la adherencia del suelo, se divide la fuerza necesaria para arrancar la placa de acero adherida al suelo por la superficie de adherencia.
La pegajosidad depende de la humedad y la dispersión del suelo. A una presión normal constante, la pegajosidad aumenta con el aumento del contenido de humedad del suelo hasta un valor máximo, y luego, como resultado del aumento del espesor de las películas de agua en la superficie de adherencia, la pegajosidad disminuye. La pegajosidad de los aperos aumenta al aumentar la dispersión del suelo (atomización).
Los suelos arcillosos son los más pegajosos. En el suelo atomizado, es decir, el suelo no estructurado, la pegajosidad empieza a aparecer a partir del 40-50 % de humedad relativa, mientras que en el suelo estructurado empieza a aparecer a partir del 60-70 % de humedad relativa. Por lo tanto, es necesario mantener y restaurar la estructura del suelo, lo que crea unas condiciones óptimas de fertilidad y reduce la pegajosidad de los aperos.
Para reducir la pegajosidad, se promueven medidas encaminadas a aumentar la fertilidad y la reestructuración: aplicación de abonos orgánicos, encalado o enlucido, drenaje de las zonas excesivamente húmedas, recubrimiento de las superficies de las herramientas de trabajo con materiales poliméricos, uso de hojas de rejilla en los cuerpos de arado, etc.
Madurez física
La madurez física es el intervalo de humedad óptimo para el cultivo del suelo, en el que las propiedades físicas y mecánicas tienen las mejores cualidades para las operaciones tecnológicas.
Para los suelos arcillosos la madurez física corresponde al 40-60% de la capacidad de humedad más baja, para los suelos ligeros al 40-70% de la capacidad de humedad más baja. Debido a la compactación por parte de la maquinaria pesada, el laboreo suele realizarse al 60-70% de la capacidad de humedad más baja.
El procesamiento de alta calidad con la menor resistencia a la tracción se logra con un contenido de humedad del 14-18%.
No es deseable llevar a cabo el procesamiento de suelo seco debido a un desmoronamiento deficiente, bloques fuertes, pulverización y compactación.
La mejor calidad de aflojamiento se logra en la madurez física en primavera a una profundidad de rastra y cultivo de arado-barbecho de 6-10 cm, con arado de primavera — 16-20 cm.
El cultivo de suelos inmaduros aumenta el esfuerzo de tracción y el consumo de combustible: en suelos secos, debido a una mayor cohesión, y en suelos anegados, debido a un aumento de la pegajosidad.
La humedad determina la elección de los implementos de labranza. Los implementos de disco y fresado se utilizan para cultivar suelos con un 2-3% más de humedad, unidades con cuerpos de trabajo en forma de lanceta, de corte plano o en forma de cincel, con menos humedad.
Aumentando la velocidad de movimiento de los agregados, por ejemplo en el arado, hasta 2,50-3,33 m/seg. se amplía el intervalo de humedad óptima y se puede cultivar el suelo con una humedad del 18-20% de la capacidad de humedad más baja sin que se deteriore la calidad del desmoronamiento.
La humedad óptima correspondiente a la madurez física en la que la influencia de compactación de la maquinaria agrícola pesada es mínima para los suelos chernozem está en el intervalo de 15-24%, sod-podzolic — 12-21%, bosque gris — 15-23% de la capacidad de humedad más pequeña.
Tabla. Intervalos de humedad del suelo para el laboreo de calidad (según Pronin), %[ref]Farming. Libro de texto para universidades / G.I. Bazdyrev, V.G. Loshakov, A.I. Puponin et al. - Moscú: Editorial "Kolos", 2000. - 551 p.[/ref].
| Sod-podzolic | ||||
| Bosque gris | ||||
| Chernozems | ||||
| Castaña | ||||
| Castaño solonetsous | ||||
| Marrón grisáceo y marrón | ||||
| Gris (serozems) | ||||
Fricción de deslizamiento
La fricción de deslizamiento del suelo sobre la superficie del implemento se denomina fricción externa. Se evalúa por la fuerza F de la resistencia del suelo al movimiento sobre la superficie de trabajo. Esta fuerza es proporcional a la fuerza de presión normal del suelo sobre la herramienta:
F = fN.
El coeficiente de proporcionalidad f, o coeficiente de fricción, depende principalmente de la distribución granulométrica y del contenido de humedad del suelo. En suelos arenosos y granulares, el coeficiente de fricción oscila entre 0,25 y 0,35; en suelos arenosos y cohesivos, entre 0,5 y 0,7; en suelos arcillosos medios, entre 0,6 y 0,9.
Desde el punto de vista de la producción, la fricción durante el arado es un factor negativo. La fuerza de fricción en la superficie de la vertedera representa entre el 30 y el 40% de la resistencia total del arado.
Se utilizan varios métodos para reducir la fricción:
- utilización de vibraciones e implementos activos;
- creación de una capa límite de agua y aire sobre la superficie de contacto del suelo con el cuerpo de trabajo;
- pulido de la vertedera cubriéndola con distintos materiales;
- modificación de la geometría de la herramienta;
- sustitución del deslizamiento del suelo por rodillos.
Resistencia a la deformación
La resistencia a la deformación caracteriza la fuerza del suelo. Al cultivar el suelo con diferentes aperos, éste sufre deformaciones por compresión, tracción, cizallamiento, torsión y sus combinaciones. La resistencia temporal del suelo (antes del desmoronamiento) bajo diferentes tipos de deformación varía ampliamente. Así, un suelo limoso con una humedad absoluta del 21-28% tiene una resistencia temporal a la tensión de 5-6 kPa, al cizallamiento de 10-12 kPa y a la compresión de 65-108 kPa. Por lo tanto, el aflojamiento del suelo con un consumo mínimo de energía es posible con el uso de herramientas de trabajo que garanticen el estiramiento de la capa de suelo.
Abrasividad del suelo
La abrasividad del suelo se evalúa por su contenido de arena física con un gran número de inclusiones pétreas de 0,25-3 mm, que son la causa del aumento de la abrasión (desgaste) de las herramientas de trabajo.
Según el criterio de abrasión, los suelos se dividen en grupos:
- con baja capacidad de desgaste con un contenido de arena de hasta el 80 %;
- capacidad de desgaste media con un contenido de arena de hasta el 80-95 %;
- gran capacidad de desgaste con un contenido de arena de hasta el 95-100%.
El desgaste abrasivo de las rejas de arado al arar 1 ha de suelos del primer grupo asciende a 2-30 g, del segundo grupo — 30-100 g, del tercer grupo — 100-450 g.
Resistencia del suelo
La resistencia del suelo es una característica generalizada de la dificultad de arar. El coeficiente Kc de resistencia del suelo durante el arado se determina midiendo la resistencia a la tracción del arado P y dividiéndola por la sección transversal de la capa levantada:
Kc = P / (abn),
donde a — profundidad de laboreo, cm; b — anchura del cuerpo, cm; n — número de cuerpos.
Por resistencia específica del suelo se dividen en:
- luz (Kc < 3 N/cm2);
- medio (Kc = 3-5 N/cm2);
- medio — pesado (Kc = 5-7 N/cm2);
- pesado (Kc = 7-12 N/cm2)
- muy pesado (Kc > 12 N/cm2).
Los coeficientes de resistencia del suelo para el cultivo, la grada, el empacado y otras operaciones similares se determinan dividiendo la resistencia a la tracción de la máquina por su anchura de trabajo.
Interacción de la cuña con el suelo
Geométricamente, los elementos de trabajo del arado y otros aperos de labranza están diseñados como cuñas planas o curvas. A las cuñas planas pertenecen las rejas de arado, las cuchillas, las púas de los cultivadores, los dientes de las gradas; a las curvilíneas, los discos esféricos de las gradas, las cosechadoras, las vertederas de los arados, los caballones. La forma de cuña también es característica de las rejas de sembradoras y plantadoras.
Cuña plana
El suelo se deforma bajo la influencia de la cuña plana, que depende de las propiedades del suelo y del ángulo α de la cuña con respecto al horizonte.
Suelos de baja cohesión. El principal tipo de deformación de los suelos poco cohesivos es el cizallamiento. Al desplazar la cuña de la posición I a la posición II, las partículas de tierra a, б (Fig. a) se comprimen en una masa aún no deformada y se desplazan a la posición a’, б’, es decir, el material se compacta. La tensión de pandeo en el punto a es mayor que en el punto б, ya que аа’ > бб’. Cuando el esfuerzo de pandeo supera la resistencia temporal al cizallamiento del suelo, el plano de cizallamiento ОА se erige delante de la cuña, dirigido con un ángulo ψ hacia el fondo del surco, y un bloque en forma de prisma ОАВа’ se desprende del lecho.
Tras el cizallamiento, los bloques se deslizan por la superficie de la cuña plana sin sufrir nuevas deformaciones y, por tanto, no se desintegran. El tamaño de los grumos que se desprenden depende del grosor del estrato, es decir, de la profundidad del tratamiento. Los estratos finos se rompen en grupos más pequeños que los gruesos.
Suelos de cohesión media a fuerte (limosos y arcillosos) con un contenido óptimo de humedad. Al principio de la introducción de la cuña, se forma una fractura OC (Fig., б), que se expande, y un elemento AOC se desprende del estrato. Durante el movimiento posterior (de la posición I a la posición II), la cuña corta primero una viruta de grosor variable a lo largo de la línea OO’ (despejando el fondo del surco), luego forma una nueva grieta O’C’ y arranca el siguiente elemento de capa.
Suelos duros y secos. La fractura se extiende hacia abajo (Fig., в), por lo que el fondo es irregular y el bloque roto del estrato resulta ser de forma irregular.
Los suelos arcillosos muy embarrados y húmedos se rompen en cuña a lo largo de la línea de movimiento de las cuchillas. Las grietas derivadas de la flexión de la capa no llegan a la superficie, por lo que la capa no se divide en elementos separados y forma una banda continua (Fig., г).
Cuña curvilínea
La superficie de la cuña curvilínea deforma continuamente el yacimiento (Fig., д), y éste se desintegra en pequeños trozos.
La deformación de la formación está influida por la intensidad del cambio (aumento) del ángulo α a lo largo de la altura de la cuña. Cuanto mayor sea la diferencia entre los ángulos α1 y α2, mayor será el desmoronamiento de la formación. Sin embargo, a α = 45-50° la tierra deja de deslizarse hacia arriba sobre la superficie de trabajo y se amontona delante de la cuña.
Cuña bilateral
Dependiendo de la dirección de desplazamiento y del ángulo de la cuchilla en relación con los planos horizontal y vertical, cambia la naturaleza del impacto de una cuña diedra sobre el suelo.
La cuña diedro con ángulo α (Fig., I) separa la capa del fondo del surco, la levanta, la comprime en el plano vertical y la divide en terrones individuales.
La cuña diedro con ángulo γ (Fig., II) separa la capa de la pared del surco, la aparta y la comprime en el plano horizontal.
La acción simultánea de cuñas con ángulos α y γ contribuye a la fractura de la formación en dos direcciones. El movimiento de las cuñas detiene el desmenuzamiento ulterior de los trozos astillados, ya que los ángulos α y γ tienen un valor constante. Para un desmenuzamiento más intenso de la capa, se instalan una tras otra una serie de cuñas simples con ángulos α y γ gradualmente crecientes, es decir, se sustituye una cuña plana simple por una cuña curva.
Una cuña diedrica con ángulo β (Fig., III) inclina la formación lateralmente. Sin embargo, para transferir la formación de la posición horizontal a la inclinada, se requiere no una, sino varias cuñas con ángulo creciente β de 0 a 90°, dispuestas una tras otra. Para la rotación de la formación, el ángulo debe ser superior a 90°.
Cuña de tres lados
La cuña triangular permite sustituir tres cuñas diedras que actúan sucesivamente sobre la formación. La cuña triédrica es un tetraedro AMBO (figura anterior, IV) con tres caras mutuamente perpendiculares BOM, AOM y AOB. Cuando la cuña triédrica se mueve a lo largo del eje x, el borde AB corta la capa de tierra del fondo del surco, el borde BM la corta de la pared del surco y el borde ABM aparta la capa, la desmenuza y le da la vuelta.
Si los ángulos α, γ y β varían continuamente en altura, la cuña triangular plana se transforma en una superficie curva. El efecto de dicha superficie sobre la formación depende de su ubicación con respecto al fondo y a la pared del surco y de la intensidad del cambio de altura (desarrollo) de los ángulos α, γ y β. Si el ángulo α es alto, la capa es más friable; si el ángulo γ es alto, la capa está más desplazada lateralmente; si el ángulo β es alto, la superficie de trabajo sobrepasa la formación. Este tipo de superficies, denominadas «vertederas», se utilizan en arados, surcadores, fresadoras de surcos, aporcadoras, bulldozers y otras máquinas cuyo proceso de trabajo implica mover tierra o suelos.
Técnicas de labranza
El método de labranza del suelo es un impacto único en el suelo por parte de los cuerpos de trabajo de las máquinas o implementos de labranza que realizan una o más operaciones tecnológicas.
Los métodos de cultivo del suelo se dividen en:
- métodos de labranza básica;
- métodos de labranza superficial y superficial;
- métodos especiales de labranza;
- siembra;
- labranza posterior a la siembra o cuidado de las plantas.
La labranza principal es una labranza profunda y continua que se lleva a cabo bajo una cierta rotación de cultivos y cambiando la densidad de la capa arable y mezclando las capas u horizontes del suelo.
Los principales métodos de labranza incluyen: arado, labranza sin vertedera, cincelado, corte plano, fresado.
Labranza fina — labranza a una profundidad de 8-10 a 16-18 cm Labranza superficial — labranza a una profundidad de 8-10 cm.
La labranza superficial y superficial puede preparar el suelo para la siembra, cuidar los barbechos y las plantas, destruir las malas hierbas y crear las condiciones para el procesamiento a altas velocidades y una cosecha de alta calidad.
Los métodos de labranza superficial y superficial incluyen: pelado, cultivo, aporque, rastra, rodillo, alisado, raleo.
Los métodos de labranza especial incluyen: arado de dos y tres niveles, arado de plantación, ranurado, captura de topos.
La labranza posterior a la siembra es un conjunto de técnicas para el cuidado de los cultivos, destinadas a crear condiciones favorables para la germinación de semillas, emergencia de plántulas y brindar condiciones óptimas para el crecimiento y desarrollo de las plantas.
Los métodos de labranza posteriores a la siembra incluyen: rodadura, rastra previa y posterior a la emergencia, aflojamiento entre hileras, aporque y raleo de plantas.
Sistema de labranza
Artículo principal: Sistema de labranza
Sistema de labranza : un conjunto de métodos de labranza con base científica, realizados consistentemente cuando se cultiva un cultivo o en un campo en barbecho de rotación de cultivos, para asegurar las condiciones óptimas del suelo para el crecimiento y desarrollo de las plantas.
A través del sistema de labranza se regulan los regímenes del suelo y las condiciones fitosanitarias, se aumenta el espesor de la capa arable y se previene la erosión. Las técnicas de procesamiento pueden consistir en una o más operaciones tecnológicas, por ejemplo, el cincelado le permite aflojar, desmenuzar y mezclar parcialmente el suelo.
El sistema de labranza determina la cultura agrícola del campo y, en consecuencia, el nivel de fertilidad y el rendimiento de los cultivos. El sistema de labranza debe proteger el suelo, ahorrar energía, ser económicamente viable y respetuoso con el medio ambiente. El cumplimiento de estos requisitos está relacionado con una elección razonable y una combinación óptima de las máquinas utilizadas, su ajuste correcto y su agregación.
La elección de los métodos que componen un sistema de labranza específico está determinada por las condiciones del paisaje, el tipo y condición del suelo, las características climáticas zonales, la maleza de los campos, los cultivos anteriores y sus características biológicas, y el sistema de fertilización en la rotación de cultivos. Debe garantizar una sincronización óptima y una alta calidad del trabajo.
Actualmente se utilizan los siguientes sistemas de mecanizado:
- El sistema de labranza para cultivos de primavera está determinado por el cultivo anterior, por ejemplo, cultivos anuales sin hileras, cultivos en hileras, pastos perennes sembrados, barbechos descubiertos o en roca, labranza para cultivos intermedios y después de la cosecha.
- El sistema de labranza para cultivos de invierno incluye el cultivo de barbechos limpios, en roca o ocupados y la labranza después de predecesores sin barbecho.
Los sistemas de procesamiento para cultivos específicos se combinan en complejos tecnológicos o sistemas de labranza en la rotación de cultivos.
Además de lo anterior, dependiendo de las condiciones edafoclimáticas y de la tecnología de cultivo, pueden utilizarse sistemas de vertedera, de labranza cero y de dientes.
El sistema de vertedera consiste en voltear la capa de tierra, lo que garantiza la incorporación de residuos de cultivos, semillas de malas hierbas y patógenos en las capas cultivables más profundas. De este modo, los microorganismos aeróbicos descomponen más rápidamente los residuos de los cultivos para formar compuestos minerales, y se eliminan las malas hierbas, las larvas de las plagas y los organismos causantes de enfermedades. El sistema de siembra directa se utiliza ampliamente en zonas con humedad suficiente y excesiva.
El sistema de siembra directa elimina la rotación del suelo; en su lugar, se utiliza el aflojamiento profundo y la retención de rastrojos para proteger el suelo de la erosión eólica. Este sistema de labranza se utiliza en zonas esteparias donde existe un alto riesgo de erosión, así como en zonas con humedad insuficiente como forma de acumular y almacenar humedad en el suelo.
El sistema de niveles se acompaña de un cultivo separado de las capas superior, media e inferior del suelo, que presenta una estructura de niveles pronunciada. Por ejemplo, al cultivar suelos salinos, se redondea la capa superior y se aflojan y mezclan las capas segunda y tercera.
En función del número de tratamientos, existen sistemas intensivos, de labranza mínima y de labranza cero.
El sistema intensivo incluye varios procesos tecnológicos en la preparación del suelo para la siembra, acompañados de múltiples pasadas de agregados, compactación y aflojamiento del suelo.
El sistema mínimo consiste en reducir el número y la profundidad del laboreo, combinando varios procesos tecnológicos en una sola pasada de la máquina. Este sistema se utiliza en diferentes zonas para reducir la compactación y la pulverización del suelo por los conductores de tractores y las ruedas de las máquinas agrícolas y para reducir el tiempo de preparación del suelo.
En algunos casos, no se labra toda la superficie del campo, sino sólo estrechas franjas en las que luego se siembra la semilla. Este tipo de labranza se denomina labranza cero. El laboreo acompañado de la cobertura de la superficie del suelo con residuos de cultivos se denomina acolchado.
El laboreo con formación de microrrelieves que retienen el agua (surcos, hoyos, etc.) en la superficie de la tierra cultivable o el abandono y conservación de residuos de cultivos que retienen el viento se denomina laboreo antierosión.
Labranza mínima
Artículo principal: Labranza mínima
En las condiciones de la agricultura ecológica protectora del suelo, se están generalizando tecnologías de labranza mínima más económicas que ahorran energía.
La labranza mínima es una labranza basada en la ciencia que reduce los costos de energía y mano de obra al reducir el número, la profundidad y el área cultivada del campo, combinando y realizando varias operaciones tecnológicas en un solo flujo de trabajo.
Profundización y cultivo de la capa arable de varios tipos de suelos
Artículo principal: Profundización y cultivo de la capa arable de varios tipos de suelos
La profundización y cultivo de la capa arable es una de las tareas urgentes de la agricultura. Una capa cultivable profunda le permite acumular más humedad, materia orgánica, aumentar la zona de actividad activa de los microorganismos del suelo y la disponibilidad de nutrientes.
El aumento del espesor de la capa cultivable y la mejora de sus propiedades físicas y aireación con la profundización contribuyen a:
- Penetración más profunda del sistema de raíces de las plantas en las capas inferiores del suelo.
- Acumulación de agua en el suelo por precipitaciones y agua de deshielo.
- Aumenta la porosidad y la capacidad de aire del suelo, mejora el intercambio de gases.
- Control efectivo de malezas, enfermedades y plagas.
- Aflojamiento del suelo del horizonte subarable y destrucción del arado.
- Reducción de la deformación del suelo y mayor resistencia a la sobreconsolidación bajo la acción de los sistemas de tren de rodaje de tractores, aperos de labranza y vehículos.
- Funcionamiento sostenible del agroecosistema debido al aumento potencial de la acumulación de materia orgánica y energía en el suelo.
Labranza de suelos sujetos a erosión hídrica
Artículo principal: Tratamiento de suelos sujetos a erosión hídrica
El motivo de la manifestación de la erosión hídrica es la escorrentía de la lluvia y el agua derretida, bajo cuya influencia se produce el lavado y la erosión de la capa cultivable y la destrucción de la fertilidad del suelo. Las corrientes de agua se llevan las fracciones limosas y coloidales más valiosas del suelo, el humus soluble y los nutrientes.
Las tareas principales del cultivo del suelo sujeto a la erosión hídrica son:
- dando una estructura finamente terrosa y un estado suelto del suelo para mejorar la permeabilidad al agua y la absorción de humedad;
- creación de un cierto microrrelieve en la superficie de la pendiente;
- reducción del lavado del suelo con la escorrentía de aguas superficiales y su acumulación en el suelo;
- profundización de la capa arable;
- destrucción del arado «sole».
Las técnicas antierosión se pueden dividir en dos grupos:
- técnicas que aumentan la permeabilidad al agua y filtran el agua;
- técnicas que crean un microrrelieve en la superficie para retener la escorrentía de agua y el lavado del suelo.
Labranza de suelos sujetos a erosión eólica
Artículo principal: Tratamiento de suelos sujetos a erosión eólica
Las causas de la erosión eólica son la alta velocidad del viento cerca de la superficie del suelo, un alto grado de dispersión con una estructura débil de la capa superior, su bajo contenido de humedad y la ausencia de una cubierta vegetal protectora. La erosión del suelo ocurre a menudo en tierras cultivadas, cuya tecnología de cultivo no se corresponde con las condiciones del paisaje.
Las tareas de la labranza antierosión incluyen:
- aflojar el suelo manteniendo la máxima cantidad de rastrojos y otros residuos vegetales en su superficie;
- creación de condiciones óptimas para la acumulación y conservación de la humedad en el suelo;
- prevenir la fumigación del suelo y aumentar la aireación del suelo al minimizar la labranza.
El rastrojo que queda en la superficie del campo reduce la velocidad del viento en la capa superficial a 3-4 m/s, evitando así que el suelo se vuele. En invierno, le permite retener la nieve, promueve la acumulación de humedad, en el período caluroso de verano reduce su evaporación.
Académico I.A. Baraev sentó las bases teóricas para el tratamiento antierosión de suelos sujetos a erosión eólica, que se reducen a lo siguiente:
- Los suelos con más del 50% de agregados estructurales mayores de 1 mm en la capa superior deben clasificarse como resistentes a la erosión eólica.
- Cubrir más del 40% de la superficie del suelo con residuos vegetales y rastrojos puede reducir la velocidad del viento en la capa superficial a 3-4 m/s, lo que reduce la evaporación de la humedad, aumenta la humedad del suelo y aumenta la resistencia al viento.
En base a estos principios, la labranza antierosión se basa en labranza de corte plano sin envoltura, con la mayor parte del rastrojo que queda en la superficie del campo.
Labranza de terrenos ganados al mar
Artículo principal: Tramitación de terrenos ganados al mar
Las tierras recuperadas incluyen suelos de regadío y drenaje, así como suelos de mejora radical y superficial de campos de heno, prados y pastos. Las tecnologías para cultivar estas tierras tienen una serie de características y están determinadas por la rotación de cultivos, la infestación de malezas, los métodos de mejoramiento y los niveles de fertilidad.
Evaluación de la calidad del trabajo de campo
Artículo principal: Evaluación de la calidad del trabajo de campo
La calidad del trabajo de campo es el grado de cumplimiento de los parámetros de calidad y el momento de la implementación real de los métodos individuales con los requisitos de las normas o requisitos agrotécnicos. La calidad del rendimiento determina el rendimiento de los cultivos.
La calidad del trabajo de campo depende del estado técnico de las unidades de labranza y siembra, el ajuste correcto, la calidad de los tratamientos anteriores, las condiciones del suelo, el momento del trabajo y otras condiciones.
La violación de los requisitos agrotécnicos para la labranza conduce a:
- deterioro de las condiciones de crecimiento y desarrollo de las plantas cultivadas;
- disminución de la productividad;
- disminución de la eficacia de fertilizantes y fitosanitarios químicos;
- disminución en la eficiencia de la mejora;
- oportunidades para la erosión del suelo;
- descenso de la fecundidad.
Como resultado, debe organizarse un seguimiento constante de la calidad del trabajo de campo y, en particular, de la calidad de la implementación de los métodos de procesamiento individuales.
La calidad de realizar un método separado de labranza, siembra y otros está determinada por una combinación de indicadores que caracterizan el grado de idoneidad del suelo para el crecimiento óptimo de las plantas y el desempeño de las operaciones tecnológicas posteriores.
Problemas modernos de labranza
Problemas de conservación de energía y compactación del suelo
Artículo principal: Problemas de ahorro energético y compactación del suelo
El cultivo del suelo es el método tecnológico de agricultura más intensivo en energía y más caro. Actualmente, representa hasta el 40% de la energía y el 25% de los costos laborales del trabajo de campo total para el cultivo y la cosecha. A modo de estimación, si volvemos a calcular todos los métodos de labranza para el arado, entonces se mueven 6.000 toneladas de suelo por hectárea al año.
Problemas ambientales
La intensificación de la agricultura conduce a una violación del equilibrio dinámico en el sistema ecológico suelo — planta — atmósfera, un cambio en la circulación biogeoquímica de sustancias y energía en la biosfera. La labranza mecánica conduce a la destrucción de zoocenosis del suelo, pasajes de gusanos y raíces, se reduce la zoopoblación y se reduce la capacidad del suelo para aflojarse por sí mismo. Los tratamientos mecánicos frecuentes aceleran los procesos microbiológicos de mineralización de la materia orgánica, lo que afecta negativamente la estructura del suelo, conduce a importantes pérdidas improductivas de nutrientes y humedad. Según el Instituto de Investigación de Agricultura y Protección del Suelo contra la Erosión de toda Rusia, la tecnología de labranza existente durante 30 a 40 años ha llevado a una disminución del contenido de humus en la capa cultivable de los suelos de chernozem en un 0,8 a 1,1%, y en pendientes en más del 3,5%.
En promedio, en Rusia, con el cultivo intensivo de vertederas, se mineraliza anualmente alrededor de 1 tonelada de humus por hectárea en la capa cultivable, lo que equivale a la pérdida de 10 toneladas de suelo con un contenido de humus del 2,5 por ciento.
Literatura
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Agricultura. Libro de texto para universidades / G.I. Bazdyrev, V. G. Loshakov, A. I. Puponin y otros — M .: Kolos Publishing House, 2000. — 551 p.
Fundamentos de agronomía: libro de texto / Yu.V. Evtefeev, G. M. Kazantsev. — M.: FORUM, 2013. — 368 p.: il.
Maquinaria agrícola. Khalansky V.M., Gorbachev I.V. — Moscú: KolosS, 2004. — 624 p.: ill. — (Libros de texto y tutoriales para estudiantes de centros de enseñanza superior).
