ГЛАВА 6. ОБРАБОТКА ПОЧВЫ 6.1. Агроэкологические основы обработки почвы

Важнейшим звеном в системе агротехнических мероприятий является обработка почвы. Под обработкой почвы понимают механическое воздействие на почву рабочими органами машин и орудий для улучшения почвенных условий жизни культурных растений и уничтожения сорняков.

Основные цели обработки почвы:

1) придание почве мелкокомковатого структурного состояния и оптимального сложения (плотности, пористости и др.) в течение всего периода вегетации, при котором она имела бы благоприятные для роста растений параметры водного, воздушного, питательного и теплового режимов;

2) поддержание ниже экономических порогов вредоносности показателей фитосанитарного состояния посевов и почвы: заделка и провокация семян сорняков, подрезание всходов и вегетативных органов сорняков, уничтожение возбудителей болезней и вредителей культур;

3) воспроизводство плодородия почв: заделка растительных остатков, удобрений, мелиорантов, гербицидов, усиление круговорота питательных веществ за счет углубления пахотного слоя почвы;

4) предотвращение эрозии за счет уменьшения стока воды, смыва и сноса почвы.

Обработка почвы должна обеспечивать расширенное воспроизводство плодородия и устойчивый рост урожайности культур, улучшение качества продукции, повышение эффективности дорогостоящих приемов земледелия (мелиорации, орошения, удобрений), защиту почвы от эрозии и экономию энергетических и трудовых затрат.

Необходимость обработки почвы обусловлена различиями между естественной (равновесной) плотностью сложения почвы и оптимальной для роста и развития культуры. Критерием качественного состояния обрабатываемого слоя служит плотность почвы и пористость аэрации. Так, зерновые колосовые культуры для нормального роста требуют такого сложения, при котором в почве содержалось бы не менее 15-20% воздуха (по объему). Такие условия складываются в том случае, когда почва имеет плотность 1,2-1,3 г/см³, которая называется оптимальной.

Пропашные культуры (картофель, свекла, кукуруза) требуют более рыхлого сложения, при котором плотность почвы равна 1,01,2 г/см³, а содержание воздуха - 20-35%.

Почвы с высокой равновесной плотностью сложения обрабатывают чаще и глубже, чем с низкой. На хорошо оструктуренных почвах с рыхлым сложением количество механических обработок сводят к минимуму.

Теоретической предпосылкой периодичности отвальной обработки служит дифференциация (расчленение) частей пахотного слоя по плодородию. Если почва долго остается без обработки или обрабатывается без оборота пласта, то плодородие нижней части обрабатываемого слоя снижается. В увлажненных районах дифференциация протекает быстрее, чем в засушливых, поэтому здесь для поддержания плодородия и гомогенного сложения пахотного слоя, применяют обработку с оборотом пласта.

Наряду с достоинствами интенсивные обработки почвы с преобладанием ежегодной вспашки приводят к нарушению экологического баланса органического вещества и энергии в агроэкосистемах. При этом ежегодные потери гумуса вследствие минерализации под зерновыми культурами составляют 0,7-0,8 т/га, а под пропашными они возрастают в 3-3,5 раза, что сопровождается выделением в атмосферу от 4 до 8 т/га углекислого газа. Это нарушает динамическое равновесие между компонентами экологической системы и оказывает отрицательное влияние на состояние атмосферы, приводя к изменению климата.

Исследования подтверждают, что выделение диоксида углерода из почвы в атмосферу вследствие интенсивного микробного разложения органического вещества при вспашке на 80% выше по сравнению с прямым посевом.

Аспектами экологической проблемы, связанной с обработкой почвы, являются также усиление эрозионных процессов, переуплотнение почвы под действием ходовых систем тяжелых машин и орудий, высокие затраты не восполняемой энергии.

Основные технологические операции, осуществляемые при проведении обработки почвы: крошение, рыхление, оборачивание, уплотнение, перемешивание, выравнивание поверхности, подрезание сорняков, создание микрорельефа (борозд, гряд, гребней, лунок, щелей) и сохранение на поверхности пашни стерни.

Рыхление почвы - изменение взаимного расположения почвенных отдельностей (комков, агрегатов) с образованием более крупных межагрегатных пор. Цель глубокого рыхления - создание оптимального сложения почвы, усиление микробиологических процессов, развитие корневой системы растений. Цель мелкого рыхления - разрушение капилляров ранней весной, выравнивание поверхности почвы, уничтожение проростков сорняков и подрезание их всходов, создание на поверхности мульчирующего слоя и благоприятного ложа для семян.

Крошение почвы - дробление крупных глыб и комков до агрономически ценных размеров. Цель - оптимизация агрофизических свойств почвы, ускорение появления всходов, обеспечение равномерности заделки семян по глубине и площади.

Оборачивание почвы: верхний слой почвы 0-10 см перемещается вниз, а нижний, 10-20 или 10-25 см, выворачивается наверх. Орудие - плуг с предплужником. Цель - улучшение и выравнивание плодородия верхней и нижней прослоек почвы, борьба с распылением почвы и улучшение ее структуры, борьба с сорняками, вредителями и болезнями с.-х. культур, лишение жизнеспособности дернины многолетних трав, заделка удобрений.

Перемешивание почвы - создание однородного обрабатываемого слоя почвы. Орудие - овальный плуг без предплужника. Цель -равномерное распределение растительных остатков и удобрений в пахотном слое.

Выравнивание поверхности - устранение неровностей на ее поверхности. Орудия - бороны и катки. Цель - сохранение почвенной влаги от испарения. В малоснежных районах необходимо выравнивать почву перед уходом в зиму.

Профилирование почвы или создание микрорельефа - поделка гряд, гребней, щелей, лунок и микролиманов. Орудия - лункообра-зователи, плуги с удлиненными отвалами. Цель - улучшение водновоздушных условий и теплового состояния почвы в холодных и избыточно-увлажненных северных областях.

Уплотнение почвы - изменение взаимного расположения почвенных отдельностей с образованием более мелких пор. Орудия -различные виды катков. Цель - улучшение водного и теплового режимов почвы, создание твердого ложа для семян.

Подрезание сорняков. Орудия - культиваторы с подрезающими лапами. Цель - уничтожить сорняки и их проростки.

Рыхление почвы с сохранением стерни на поверхности поля. Цель - защита от эрозии.