Методологические принципы проектирования системы обработки почвы

Вопрос 3. Методологические принципы проектирования системы обработки почвы:

1. Разноглубинности

2. Сочетания отвальных и безотвальных приемов

3. Почвозащиты

Этапы проектирования системы обработки:

1. Уточнение почвенных, ландшафтных и гидрологических условий

В основу систем обработки почвы положен комплекс показателей плодородия и окультуренности: содержание гумуса, водопрочной структуры, качественные характеристики сложения почвы, в частности коэффициент пористости при равновесной ее плотности. С содержанием гумуса более 2,5%, количеством водопрочных агрегатов 30% и коэффициентом пористости 1,30 можно полностью минимализовать основную обработку, снизить коэффициент интенсивности с 1 до 0,46 и существенно сократить энергетические и трудовые затраты.

2. Требования культур к агрофизическим показателям плодородия почв

3. Обоснование места проведения глубокой обработки почвы в севообороте

4. Определение способов углубления пахотного слоя почвы

5. Обоснование путей защиты почвы от эрозии

– Подбор культур в севообороте. При подборе культур в севообороты учитывают их почвозащитную способность в разные периоды выпадения ливней и возможного формирования склонового стока талых вод.

Первое место по предупреждению водной эрозии почв занимают многолетние бобово-злаковые. Почвозащитная функция их начинает проявляться в первый же год использования и с возрастом (до наступления изреживания травостоя) увеличивается. На втором месте стоят озимые зерновые культуры, хорошо раскустившиеся с осени. При поздних сроках посева озимые зерновые культуры на склонах лучше не высевать или сеять на полях с пологими уклонами крутизной до 2⁰, избегая ветроударных участков в высших частях склонов, где нераскустившиеся и слабораскустившвеся растения не только не защищают почвы от смыва, но и вымерзают из-за отсутствия снежного покрова. Озимые отличаются наибольшим, после многолетних трав, периодом почвозащитного действия, который обусловлен не только временем вегетации, но и послеуборочным Влиянием стерневых остатков до основной вспашки полей.

Почвозащитная роль яровых зерновых культур по окончании вегетации может также сохраняться до весны, если последующую зяблевую обработку почвы проводить плоскорезными или безотвальными орудиями, способствующими сохранению стерни на поверхности полей.

Паровые поля наиболее опасны для проявления водной эрозии, поэтому важно их оптимальное размещение с учетом формы и крутизны склонов. Например, для черных паров желательно отводить пологие склоны, а выпуклые и сложные (крутизной свыше 5°) – только с применением специальной обработки почвы с целью изменения микрорельефа.

Существенно уменьшают эрозию промежуточные культуры, высеваемые после использования озимых на корм и другие цели, а также после уборки ранних яровых. В качестве пожнивных культур можно использовать рапс, масличную редьку, сурепицу и кормовой люпин. Погодные условия Нечерноземной зоны позволяют возделывать рапс и редьку масличную после озимой ржи на зеленый корм и многолетних трав (для получения кормовой массы) и после озимых на зерно (для запашки в виде зеленого удобрения).

При подборе культур в севообороты, размещаемые на склоновых землях, необходимо учитывать их реакцию на смытость почвы и низкое ее плодородие. Менее других реагируют на смытость бобовые (горох, клевер, вика), зерновые колосовые (овес, озимая рожь озимая пшеница).

При составлении почвозащитных севооборотов необходимо учитывать сопутствующие им системы обработки почвы и удобрений.

На слабо- и среднесмытых почвах в почвозащитном севообороте на пологих склонах можно вводить одно поле пропашных культур с сокращением числа технологических операций при их возделывании.

При подборе культур в севообороты для склонов со смытыми почвами наряду с почвозащитной характеристикой следует учитывать роль различных культур в восстановлении плодородия почв. Необходимо оценивать величину накопления ими в почве корневых остатков, играющих важную роль в повышении плодородия смытых почв. В большинстве случаев после уборки зерновых на поле остается 2 – 4 т/га пожнивных и корневых остатков, а после укосов многолетних трав второго-третьего года – 8 – 15 т/га. Наибольшее количество органических остатков накапливают многолетние травы, меньше – картофель, лен. При благоприятных условиях симбиоза за вегетацию количество азота, фиксированного клевером луговым, достигает 160 – 180 кг/га, люцерной – 260 – 280, горохом – 70 – 100, кормовыми бобами – 90 – 120 кг/га, или за счет азота воздуха может быть получено дополнительно 700 – 1200 кг белка, что эквивалентно экономии 6 – 11 ц аммиачной селитры на 1 га.

В зоне ветровой эрозии применяют приемы механической обработки с таким расчетом; чтобы меньше подвергать почву распылению, свести количество обработок к минимуму, не оставлять поверхность гладкой и без растений.

Одно из основных направлений борьбы с эрозией – максимальное использование почвозащитных свойств сельскохозяйственных культур и их послеуборочных остатков. Необходимо приблизить состояние обрабатываемой почвы и происходящие в ней процессы к таковым в условиях естественной раст которые исключают интенсивное проявление эрозии. Вот почему на склонах можно повышать норму высева зерновых культур, что сокращает размеры ливневой эрозии на тяжелых почвах в 6 – 12 раз, на песчаных почвах – в 1,5 раза. Еще выше эффективность травосеяния и возделывания промежуточных культур. Практика показывает, что только комплексное применение противоэрозионных приемов позволяет защитить почву от эрозии, значительно снизить ущерб от этого процесса.

– системы обработки почвы.

– норма высева

– наличие сорных растений на полях

6. Возможности минимализации обработки почвы под различные культуры

Система обработки почвы предусматривает оптимизацию и агрофизических условий почвенного плодородия (аэрации, сложения, структурного состояния, мощности пахотного слоя и др.). Она способствует регулированию почвенных режимов в соответствии с биологическими особенностями культур, их отзывчивостью на глубину обработки. Так, культуры с мочковатой корневой системой (озимая пшеница, озимая рожь, овес и др.) слабо реагируют на глубину основной обработки, и наоборот, растения со стержневой глубокопроникающей корневой системой (горох, клевер, люцерна, корнеплоды) хорошо отзываются на глубокую обработку.

При построении системы обработки в севообороте учитывают предшественник, способы воспроизводства и окультуривания земель, поддержан благоприятного для растений фитосанитарного состояния почвы. Пропашные культуры требовательны рыхлому сложению почвы и более высокому уровню плодородия, который поддерживается с помощью органических, минеральных удобрений, известкования. Поэтому под эти культуры проводят глубокие обработки. Слабоокультуренным, быстро уплотняющимся почвам необходимо ежегодное оборачивание или рыхление почвы глубину пахотного слоя.

6. Составление технологической схемы основной и предпосевной обработки почвы под культуры севооборота с указанием срока, глубины и комплекса машин

7. Расчет потребности хозяйства в почвообрабатывающих агрегатах по всем севооборотам и запольным участкам

8. Проверка взаимосвязи системы обработки почвы и системы удобрения в севооборотах.

Основная– это наиболее глубокая сплошная обработка почвы (вспашка, безотвальное рыхление, фрезерование и др.), существенно изменяющая сложение обрабатываемого слоя почвы. Ее проводят глубже заделки семян и выполняют как осенью, так и весной в зависимости от состояния почвы, погодных условий и биологических особенностей культуры.

Предпосевня обработка почвы и обработка почвы при уходе за посевами.

В производственном отношении наиболее важное значение имеют следующие системы обработки почвы: система обработки почвы под яровые культуры, которая включает обработку полей из-под однолетних непропашных культур сплошного посева, пропашных культур, многолетних трав, под промежуточные посевы и после их уборки; система обработки почвы под озимые культуры, которая включает обработку чистых и занятых паров и обработку после непаровых предшественников.

Современным зональным системам агроландшафтного земледелия и технологиям возделывания сельскохозяйственных культур соответствует система дифференцированной обработки, предусматривающая сочетание в севообороте периодически глубокой и мелкой отвальной и безотвальной, чизельной и фрезерной обработок.

В севооборотах Нечерноземной зоны широкое применение находят следующие системы обработки почвы: отвальная разноглубинная, комбинированная, безотвальная и чизельная. Исходя из условий агроландшафта, системы обработки строят с учетом предшественника, типа почвы, противоэрозионной организации территории, уровня засоренности поля и биологиче ских особенностей культуры. Так, отвальная разноглубинная система включает послеуборочное лущение стерни в 1 – 2 следа до глубины 10 см (или без него), вспашку на глубину пахотного слоя под пропашные или в занятом пару один раз в 2 – З года, дисковое или лемешное лущение до 16 см под зерновые культуры в остальные годы. Эта система эффективна на средне и хорошо окультуренных дерново-подзолистых и серых лесных почвах с менее выраженным рельефом.

Периодичность вспашки, как показали исследования ТСХА, НПО Подмосковье Рязанского СХИ, составляет 2 – З года, а на хорошо окультуренных, слабозасоренных многолетними сорняками почвах до 4 лет.

Лучше проводить вспашку в севообороте под пропашные, парозанимающие культуры, под которые можно вносить органические удобрения, под яровые зерновые культуры с подсевом многолетних трав, а также при подъеме пласта многолетних трав.

Безотвальная обработка включает периодическое глубокое безотвальное рыхление до 25– 30 см под пропашные, зернобобовые культуры в сочетании с поверхностными и мелкими обработками под культуры сплошного посева. На тяжелых почвах безотвальное рыхление под озимые культуры проводят на меньшую глубину (20 – 22 см). Для поверхностной и мелкой обработок используют плоскорезные, дисковые и фрезерные орудия или комбинированные агрегаты, сочетающие обработку почвы и посев. Заделку органических удобрений осуществляют тяжелыми дисковыми боронами или в систему включают отвальную обработку. Система безотвальной обработки наиболее эффективна на хорошо окультуренных дерново-подзолистых, серых лесных и черноземных почвах, слабозасоренных многолетними сорняками, и на склоновых землях.

Комбинированная система обработки почвы в севообороте имеет много вариантов, сочетаний и основывается на принципах минимализации, зональности. Она взаимосвязана со способами воспроизводства и окультуривания земель в ландшафтном земледелии. В этой системе обработки сочетаются в севообороте периодическая вспашка на глубину пахотного слоя (20 – 22 см) или безотвальное глубокое рыхление на 25 – 30 см под пропашные культуры с поверхностной или мелкой обработкой на 8 – 10 см под культуры сплошного посева (озимые, однолетние травы, овес). Глубокие обработки, как правило, проводят и под зернобобовые, озимые культуры, парозанимающие и под яровые с подсевом многолетних трав.

Необходимый элемент комбинированной системы обработки – периодическое глубокое (на 30 – 50 см) безотвальное рыхление или чизельная обработка один раз в 3 – 4 года. Проведение в севообороте ежегодной основной обработки на постоянную (20 – 22 см) глубину способствует образованию уплотненного подпахотного слоя, так называемой «плужной подошвы». Под действием ходовых систем тракторов, тяжелых почвообрабатывающих машин, орудий и транспортных средств, особенно при многооперационных технологиях возделывания культур, почвы подвергаются чрезмерному уплотнению. При этом уплотняется почва не только пахотного, но и под пахотного слоев. При уплотнении влажной почвы уменьшается ее воздухо- и водопроницаемость, а при иссушении уплотненной почвы на ее поверхности образуется почвенная корка, затрудняющая газообмен.

Уплотнение приводит к ухудшению агрофизических и физико-механических свойств почв (плотности, структуры, твердости и др.), снижению полевой всхожести семян, усилению водной эрозии. Все это существенно снижает плодородие почвы и урожайность полевых культур. Это вызывает необходимость периодического глубокого рыхления при помощи чизельных орудий, плугов с вырезными отвалами, орудий типа «параплау».

В севооборотах широкое распространение получила чизельная обработка почвы. Она предусматривает сочетание глубокого чизелевания почвы на 30 – 40 см под пропашные, на 25 – 27 см под озимые с поверхностной и мелкой обработкой под культуры сплошного посева. Для глубокой обработки используют чизельньте орудия ПЧ-2,7, ПЧ-4,5 с приставками, а для предпосевной КЧП-5,4, КЧП-7,2 с пружинными рабочими органами.

При глубоком чизелевании «плужная подошва» разрыхляется, улучшаются агрофизические свойства в зоне рыхления: плотность почвы в подпахотных слоях снижается на 0,11 – 0,15 г/см общая пористость возрастает на 10%, что способствует отводу избыточной воды. Создание ступенчатого профиля в подпахотных слоях с вертикальным чередованием разрыхленных и неразрыхленных зон предохраняет почву от последующего уплотнения ходовыми системами тракторов и смыва ее на склоновых землях. Проникновение корневых систем, особенно многолетних трав, в разрыхленные зоны увеличивает эффективность последействия чизелевания и его влияние на агрофизические свойства подпахотных слоев.

Чизелевание или безотвальное глубокое рыхление эффективны в полевых севооборотах весной под пропашные культуры в системе основной обработки почвы под озимые или под предшественники озимых культур, а также под покровные культуры многолетних трав.