Лекция 8. Системы обработки почвы в Нечерноземной зоне

Аннотация: рассмотрены теоретические основы обработки почвы, системы основной обработки, системы обработки почвы в севооборотах.

Ключевые слова: системы основной обработки почвы, обработка почвы в севооборотах, принцип зональности, принцип оптимизации агрофизических условий, принцип системного подхода, ресурсосберегающая обработка, мульчирующая обработка.

Рассматриваемые вопросы:

1. Понятие о системе обработки почвы

2. Теоретические обоснования обработки почвы

3. Принципы обработки почвы

4. Проектирование систем обработки почвы в севооборотах.

Цели и задачи: обосновать различные системы обработки почвы в севооборотах.

 

1. Понятие о системе обработки почвы.

Система обработки почвы – это совокупность научно обоснованных приемов обработки почвы, последовательно выполняемых при возделывании культур в севообороте с целью создания для растений оптимальных почвенных условий и воспроизводства плодородия почв.

Обработка почвы под отдельную культуру, чистого пара или (сезонные) зяблевые обработки составляют технологические звенья. Они могут включать один или несколько приемов. В зависимости от назначения, глубины возделывания и времени выполнения технологию обработки почвы под отдельную культуру подразделяют на основную (более глубокую), предпосевную и послепосевную (по уходу за культурой).

По способу основной обработки почвы в севообороте системы обработки классифицируют на отвальную, безотвальную, плоскорезную, чизельную и др. Комбинированные системы обработки включают 2 и более способов обработки (напр. чизельно-отвальная и т.д.)

Если в севообороте отсутствует основная обработка почвы, а посев совмещают с предпосевной обработкой, то такую обработку называют совмещенной с посевом предпосевной минимальной обработкой.

2.Теоретическое обоснование обработки почвы.

Теоретической основой обработки почвы является физика почвы- наука о гранулометрическом составе и агрофизических свойствах почвы (плотность, строение пахотного слоя, твердость, структура).

Растению из почвы нужны вода, пища, кислород. Значит для удовлетворения этих потребностей нужен объем (слой) почвы, который даст возможность нормально функционировать корням и микроорганизмам, давать доступный кислород и температуру почвы, а также создавать условия, при которой почва не будет токсичной. Этот слой почвы создается за счет обработки и называется пахотным.

На условия жизни растений большое влияние оказывают и подпахотные слои, их агрофизические, агрохимические и биологические свойства.

В теории обработки важен вопрос о дифференциации пахотного слоя (он же и самый спорный) пахать или не пахать. От этого зависит применение технологических операций (оборачивание, рыхление, перемешивание) глубина и интенсивность обработки. Через 3-5 месяцев после обработки почва дифференцируется (расчленяется) по плодородию на части: 0-10; 10-20; 20-30 см. При отвальной обработке он перемещается.

Исследования ТСХА показали, что процесс дифференциации пахотного слоя почв зависит от внесения удобрений и извести, способа и глубины обработки, уплотняющих машинных деформаций.

Данные по деформации частей пахотного слоя дерново-подзолистых легко и среднесуглинистых почв Нечерноземной зоны не подтверждают необходимость ежегодной отвальной обработки, как способа восстановления плодородия нижней части пахотного слоя.

С обработкой почвы тесно связано распределение по почвенным слоям растительных остатков, извести, вносимых удобрений.

1.При отвальной обработке за счет перемешивания создается сравнительно однородный слой и растительные остатки заделываются и перемешиваются.

2.При безотвальной обработке растительные остатки и удобрения попадают в верхний слой и там же накапливается гумус.

3.При поверхностных обработках на суглинистых почвах при длительном применении высоких доз фосфора и калия может быть остаточное накопление в верхнем слое, что может быть токсичным для корневой системы и почвы. Поэтому нужно своевременно вводить вспашку.

4.По питанию азотом лучший режим создается при отвальных обработках по сравнению с минимальными (за счет лучшей мобилизации почвенного азота).

5.Важная роль в повышении плодородия принадлежит биогенности почв, которая прямо и косвенно связана с обработкой.

Численность и активность различных групп почвенных организмов (бактерий, грибов, актиномицетов, водорослей, лишайников, простейших, беспозвоночных, насекомых, позвоночных) по-разному изменяется в зависимости от угодья, культуры, интенсивности и способа механической обработки почвы, применения органических и минеральных удобрений, мелиорантов, пестицидов, загрязнения тяжелыми металлами и др. токсикантами.

Проявление биологической активности почв в первую очередь связано с миклофлорой благодаря ее высокой численности и общей поверхности и активности. Количество микроорганизмов во всех почвах возрастает после распашки, что способствует минерализации органического вещества. При минимальных обработках интенсивность минерализации органического вещества в необрабатываемых слоях снижается.

5. Без вспашки в верхней части пахотного слоя концентрируются пожнивные остатки растений, поэтому возникает опасность токсикоза почвы продуктами их разложения. При систематических мелких обработках или глубоких чизельных (т.е. безотвальных) в севооборотах с высоким насыщением зерновыми культурами увеличивается пораженность корневыми гнилями.

7.Систематические мелкие или безотвальные обработки приводят к увеличению засоренности почв- накоплению семян сорняков и вегетативных органов размножения в верхнем 0-10 см слое почвы в 2-3 раза и поэтому нужны гербициды.

3. Принципы обработки почвы.

Система обработки почвы основана на законах земледелия и урожая. Как и система земледелия она строится на ряде принципов:

Принцип зональности – отражает соответствие способа обработки зональным особенностям почвообразования, степени проявления эрозии, климатическим условиям и увлажнению зоны. Приемы обработки почвы должны быть направлены на устранение переувлажнения, переуплотнения, потери непродуктивной влаги из почвы.

-Принцип оптимизации агрофизических условий почвенного плодородия (аэрации, сложения, структурного состояния, мощности пахотного слоя и др.) направлен на регулирование почвенных режимов в зависимости от биологических особенностей культур и их отзывчивостью на глубину обработки. Культуры с мочковатой корневой системой (овес. лен, рожь и др.) слабо реагируют на глубину обработки, со стержневой –хорошо.

- Принцип системного подхода- отражает взаимосвязь обработки с предшественниками и видами севооборотов, способами воспроизводства и окультуривания земель, поддержания благоприятного фитосанитарного состояния почвы.

-Система обработки должна быть направлена на экономию энергетических (гумуса) ресурсов и трудовых затрат.

В основу построения систем обработки положен комплекс агрофизических и агрохимических показателей плодородия почвы и их связи с урожайностью.

4. Проектирование системы обработки почвы

1. Провести сравнительную оценку агрофизических свойств почв (мехсостав и т.д.) и требований воделываемых культур к параметрам агрофизической модели и уровню плодородия.

2.Обосновать способы основной, мелкой или поверхностных обработок почвы на основе анализа фитосанитарного состояния почвы, состояния поверхности (стерня, каменистость). Уточнить приемы зяблевой обработки.

3.Определить место проведения и периодичность глубокой обработки почвы в севообороте с учетом биологических требований культур, их требований к мощности пахотного слоя, влагообеспеченности. Глубокие обработки в севооборотах проводят на дерново-подзолистых почвах через 2-3 года, на серых лесных- через 3-4 года.

4.Определить и обосновать способ углубления пахотного слоя с учетом реакции культуры на приемы углубления и особенностей почвообразовательного процесса. Разноглубинность обработки исключает образование плужной подошвы, которая препятствует проникновению воды и корней в подпахотный слой.

5.Определить приемы почвозащитной обработки почвы с учетом уклона поля, интенсивности стока воды и смыва почвы.

6.Наметить пути минимализации обработки почвы под различные культуры. Минимализацию основной и предпосевной обработки планируют в первую очередь на почвах с высоким уровнем плодородия, равновесная плотность которых равна или близка к оптимальной для роста культур и при коэффициенте пористости больше 1,30. Возможность минимализации основной обработки в этих условиях достигается за счет уменьшения ее глубины. На слабоокультуренных почвах основную обработку совмещают с дополнительной с целью дробления глыб, выравнивания поверхности почвы.Предпосевную обработку выполняют с помощью комбинированных агрегатов или ее совмещают с посевом.

7. Определяют последовательность и сроки выполнения приемов основной, предпосевной обработок с учетом предшественника, внесения удобрений, извести. Подбирают состав почвообрабатывающих агрегатов, не вызывающих переуплотнения почвы и обеспечивающих оптимальное для растений качество обработки.

8. Рассчитывают потребность хозяйства в почвообрабатывающих агрегатах с учетом оптимального срока проведения полевых работ.

    

 

Лекция 9. ПУТИ РЕСУРСОСБЕРЕЖЕНИЯ В СИСТЕМАХ ЗЕМЛЕДЕЛИЯ КАЛУЖСКОЙ ОБЛАСТИ.

 

Аннотация: рассматриваются ресурсосберегающие системы обработки почв для Калужской области, а также агротехнические приемы снижения переуплотненных почв.

Ключевые слова: ресурсосберегающая обработка, минимальная обработка, мульчирующая обработка.

Рассматриваемые вопросы:

1. Обработка почвы под озимые культуры.

2.  Зяблевая обработка почвы под яровые культуры.

3. Весенняя обработка почвы.

4. Минимальная энергосберегающая обработка почвы.

5.  Агротехнические приемы снижения переуплотненных почв.

Цели и задачи: изучить ресурсосберегающие системы обработки, разработанные для Калужской области.

Одним из важнейших технологических и высокозатратных элементов в земледелии является обработка почвы, на которую расходуется около 40% энергетических, до 20% трудовых затрат и более 50% ГСМ от общего технологического потребления их. К этому следует добавить затраты на компенсацию ущерба технологическим свойствам почвы, наносимого интенсивной обработкой.

Своевременная и правильная обработка почвы, являясь составной частью системы земледелия, включает комплекс последовательно проводимых приемов, направленных на улучшение агротехнических (физических, химических, биологических) почвенных свойств, уничтожение сорной растительности, вредителей и болезней и формирование полноценной продуктивности растений.

Главное место в системе обработки почвы занимает зяблевая или основная обработка. Характер проведения ее зависит от свойств почвы, вида и типа предшественников, сроков их уборки, типа и степени засорения полей очередных культур севооборота, что определяет необходимость дифференцированного подхода к обработке почвы. Однако во всех случаях обязательным остается своевременное и высококачественное проведение всех видов работ.

Исходя из результатов многолетних исследований, проведенных КНИПТИ АПК, и практического опыта, для хозяйств области можно рекомендовать следующую систему обработки почвы.

1.Обработка почвы под озимые культуры.

 Подготовку поля для чистого пара начинают осенью с лущения стерни и последующей вспашки. Летом пар поддерживают чистым от сорняков послойной обработкой культиватором.

Вспашку занятого пара начинают сразу после уборки парозанимающих культур, но не позднее второй половины июля. На чистых и хорошо окультуренных полях вспашку занятого пара можно заменить поверхностной обработкой. По мере появления сорняков паровое поле культивируют, боронуют для уничтожения сорняков и сохранения влаги после каждого выпадения атмосферных осадков не менее 8-10 мм.

Пласт многолетних трав дискуют в 1-2 следа сразу же после уборки первого укоса. Продискованная почва лучше сохраняет и накапливает влагу, лучше пашется, образуя мелкокомковатую, более выровненную поверхность поля. До начала отрастания трав поля пашут плугами с предплужниками на глубину пахотного слоя. При этом вспашку необходимо завершить за 3-4 недели до наступления оптимальных сроков сева озимых.

После однолетних трав и поздноубираемых культур (картофель, горох) вместо вспашки под озимые рекомендуется проводить поверхностную обработку: дискование или лемешное лущение на 10-12 см с последующей культивацией; после уборки картофеля 1-2 культивации. После колосовых предшественников дискование применять нецелесообразно, лучшие результаты дает мелкая вспашка или лемешное лущение на 10-12 см, при которой на поверхности остается меньше стерневых остатков.

Предпосевная обработка проводится перед посевом озимых с целью разрыхлить поверхностный слой почвы на глубину заделки семян. Для предпосевной обработки применяют лаповые культиваторы в агрегате с боронами или агрегаты типа РВК-3,6.

После вспашки непаровых предшественников при недостаточном уплотнении пахотного слоя следует проводить допосевное прикатывание.

2.Зяблевая обработка почвы под яровые культуры. После стерневых предшественников обязательными приемами обработки почвы являются лущение стерни и вспашка. Лущение проводится сразу после уборки зерновых культур или не позднее второй декады сентября лемешными или дисковыми лущильниками, обеспечивающими крошение, рыхление, частичное оборачивание и перемешивание почвы, а также подрезание и провоцирование сорняков.

При раннем первом лущении через две недели целесообразно провести второе лущение. При появлении сорняков проводят вспашку плугом с предплужником. В более поздние сроки уборки культур вспашку следует проводить без лущения. Глубина вспашки ограничивается мощьностью пахотного слоя, лучшим сроком выполнения ее в условиях области следует считать август-сентябрь.

После культур, не требующих лущения жнивья, зяблевую вспашку необходимо проводить сразу вслед за уборкой урожая в самые сжатые сроки. На пойменных землях, затопляемых полыми водами, во избежание смыва плодородного слоя вспашку необходимо перенести на весну.

На почвах с переувлажненным пахотным горизонтом и временным избыточным поверхностным увлажнением целесообразно применять периодическое глубокое рыхление на 40-45 см один раз в 3-4 года, что позволяет перевести поверхностный сток воды во внутрипочвенный за счет разрушения «плужной подошвы» и уменьшить эрозионные процессы.

3. Весенняя обработка почвы. Основная задача предпосевной обработки-сохранить в почве влагу, заделать внесенные удобрения, подготовить посевной слой для качественной заделки семян, создать оптимальную плотность сложения, выровнять поверхность почвы и уничтожить всходы сорняков.

Весной обработка почвы начинается, как правило, с боронования зяби, которое проводят тяжелыми зубовыми боронами по диагонали или поперек направления пахоты в предельно сжатые сроки. Затем под культуры сплошного сева поля кудьтивируют в один или два следа с одновременным боронованием на разную глубину, а предпосевную –на глубину заделки семян. Первая культивация проводится поперек вспашки, вторая- вдоль. На полях под пропашные культуры (картофель, корнеплоды) без применения органических удобрений эффективным приемом является глубокое безотвальное рыхление плугами ПРПВ -5-50, со стойками СИБИМЭ или сл снятыми отвалами.

Под мелкосемянные культуры и лен на рыхлых почвах, а также под зернобобовые, которые при всходах выносят семядоли на поверхность (люпин, гречиха, плдсолнечник и др.) обязательно предпосевное прикатывание, В этом случае второй след культивации целесообразно заменить обработкой комбинированным агрегатом РВК-3,6. В сухую весну прикатывание применяется и после посева, чтобы обеспечить лучший контакт семян с почвой и подтягивание влаги из нижних слоев в верхние.

После посева яровых зерновых культур с целью снижения засоренности посевов и разрушения образовавшейся до всходов почвенной корки проводят боронование средними или легкими зубовыми боронами. По всходам боронование проводят в фазе 2-3 листьев легкими боронами поперек или по диагонали рядков.

5. Минимальная энергосберегающая обработка почвы. В последние годы в связи с усилением минерализации органического вещества в почве из- за интенсивных обработок и с увеличением уплотняющего действия тяжелых машин и орудий при многократных проходах по полю, а также из-за высокой энергоемкости отвальной обработки научными учреждения рекомендуется применение минимальной обработки почвы, обеспечивающей уменьшение энергетических, трудовых или иных затрат, путем сокращения числа, глубины и площади обработки, совмещения операций. Предпосылками ее является хорошо или средне окультуренный пахотный слой.

Наиболее перспективными направлениями минимальной обработки для условий области могут быть следующие приемы:

- сокращение числа и глубины обработок;

-применение широкозахватных орудий и комбинированных почвообрабатывающих и посевных агрегатов, совмещающих несколько технологических операции, что позволяет снизить затраты средств и труда на 30-60%.

Применение отдельных элементов минимальной обработки целесообразно на легко- и средне-суглинистых серых лесных и дерново-подзолистых почвах области. Особенно актуальна такая обработка на супесчаных почвах, которые в области занимают более 30% пашни, а в районах Южной зоны Хвастовичский, Куйбышевский, Людиновский и др.) таких почв насчитывается до 70%.

При решении вопроса о применении минимальной обработки на данном поле необходимо уточнить возможность и целесообразность ее к уплотнению, плотность и водопроницаемость (дренированность), способность к переувлажнению и заплыванию, степень обеспеченности ее питательными веществами и засоренность семенами сорняков.

Систему минимальной, как и традиционной обработки почв подразделяют на основную и предпосевную.

Основная обработка включает в себя мелкое рыхление с обязательным рыхлением стерни, которое проводят дисковыми и лемешными лущильниками или дисковыми боронами сразу после уборки предшественника и за 2-3 недели до основной обработки. При низкой водопроницаемости почв мелкую обработку сочетают с глубоким безотвальным рыхлением до 30-45 см зависимости от мощности гумусового горизонта.

На сильно засоренных полях, особенно многолетними сорняками (пырей, осот розовый и желтый), проводят обработку гербицидами. Хорошую эффективность против всех сорняков обеспечивают раундап по 2-4 л на га, утал по 4-6 л/га, против осотов, маревых и крестоцветных сорняков- агритокс по 0,7-1,2 л/га. Действие этих гербицидов эффективно проявляется в диапазоне температур от 5 до 20 

В предпосевную обработку почвы входят традиционные культивации с применением широкозахватных орудий. Хорошие результаты по подготовке почвы  к посеву дает применение ротационного бесприводного рыхлителя РБР-4А, в агрегате с трактором ТМ50, выполняющего 4 операции за один проход- рыхление до 15 см, крошение, выравнивание и прикатывание с производительностью до 30-34 га в день, при экономии труда и средств (ГСМ) в сравнении с традиционного орудиями, до 57 и 30% соответственно.

При внедрении минимальной обработки следует учитывать одну особенность. При наличии большого количества растительных остатков на поверхности почвы, температура ее весной ниже по сравнению со вспаханной (черной) почвой на 2-3 гр. С. В связи с этим снижается подвижность основных элементов питания, и нормы удобрений в этом случае должны быть на 10-20 кг/га выше, чем на вспашке. Те же растительные остатки могут задержать проникновение в почву почвенных гербицидов и снизить эффективность применения их. Поэтому обостряется необходимость контроля за фитосанитарным состоянием поля и посевов.

5.Агротехнические приемы снижения переуплотненных пахотных почв.

При возделывании с/х культур машинно-тракторные агрегаты многократно проходят по полю и уплотняют как пахотный, так и подпахотный слои почвы. При этом образуется «плужная подошва». В колее после прохода трактора возрастает плотность почвы, на 10-20% уменьшается общая пористость и на 30-60% пористость аэрации. Поэтому ухудшается заделка семян, неравномерность всходов, что приводит к снижению урожая. Тяжелые трактора деформируют почву до глубины 60-80 см. Поэтому нужны новые технологии:

1.применение широкозахватных и комбинированных агрегатов;

2.использование тракторов с пониженным давлением ходовых систем;

3снижение уплотнения почвы приемами обработки- путем внедрения минимальных ресурсосберегающих обработок, но при этом не устраняется деформация нижележащих слоев;

1. Чизелевание на гл. 30-40 см и др. мероприятия: повышенные дозы органических удобрений, возделывание бобово-злаковых культур, обработка при физической спелости почвы и т.д.