Роль обработки почвы в регулировании ее плодородия

Лекция 26

Тема - Роль обработки почвы в регулировании ее плодородия

План

1. Создание мощного окультуренного пахотного слоя.

2. Устойчивость хода орудий по глубине.

3. Оценка качества обработки почвы.

4. Скорость обработки.

5. Водопроницаемость при различных способах основной обработки почвы.

Своевременная и качественная механическая обработка почвы имеет важное значение в системе мероприятий по повышению эффективности плодородия почв различных зон края. Она является важнейшей, наиболее дорогостоящей производственной операцией в земледелии. В результате обработки почвы происходит мобилизация ее плодородия, усиливается минерализация органического вещества, улучшаются физические свойства почвы. Только путем механического воздействия на почву рабочими органами орудий можно создать оптимальные условия для развития корневой системы культурных растений, проявления высокой эффективности различного рода мелиорантов, удобрений, гербицидов и др.

Рекомендуемые материалы

Вследствие механической обработки почвы изменяется строение пахотного слоя, создаются условия наиболее благоприятные для прохождения биологических, физических, физико-химических процессов в ней. Содержание кислорода и влаги в почве, реакция почвенного раствора в обработанном слое изменяются в сторону, благоприятную для почвенной микрофлоры, которая участвует в разложении органического вещества, обогащает почву перегноем и увеличивает содержание в ней доступных для растений форм азота, фосфора, калия, магния, серы, железа и др. жизненно важных элементов питания растений.

Большую роль играет обработка почвы в сохранении пахотного слоя от явлений эрозии и дефляции. Правильной обработкой почвы можно коренным образом повысить ее эффективное плодородие. За счет увеличения мощности пахотного слоя можно избавиться от переувлажнения, повысить влагоемкость и т.д.

Обработка склонов по контурам на различную глубину в сочетании с применением других противоэрозионных мероприятий усиливает поглощение почвой воды, снижает сток воды и смыв почвы.

Механическая обработка почвы играет решающую роль в уничтожении сорной растительности, вредителей и болезней культурных растений. В пахотном слое обычно накапливается огромное  количество семян и вегетативных органов размножения сорняков, вредителей и болезней. Заделанные в почву семена сорняков в течение года теряют 50-70 % всхожести. Вот почему заделка верхнего слоя почвы, богатого семенами сорняков, на дно борозды при вспашке способствует уничтожению огромного количества семян сорняков.

Обработка почвы имеет большое значение в заделке растительных остатков и удобрений на определенную глубину, что позволяет создавать однородный по плодородию пахотный слой, благоприятный для развития корневой системы растений.

В зависимости от типа почв, рельефа местности, характера засоренности полей, наличия вредителей и болезней и т.д. изменяются и приемы обработки почвы. Поэтому рациональную систему обработки почвы для конкретных условий разрабатывают на основе многолетних экспериментальных данных полевых опытов, и она должна предусматривать сочетание различных способов и приемов с таким расчетом, чтобы культивируемым растениям создать оптимальные условия.

Сельскохозяйственные культуры предъявляют далеко не одинаковые требования к строению почвы. Так для пропашных культур, имеющих стержневую корневую систему, необходима более рыхлая почва, и поэтому обработка под эти культуры должна быть более глубокая, в то время как для зерновых колосовых культур, имеющих мочковатую корневую систему, требуется более уплотненный слой почвы.

Независимо от вида культивируемого растения на полях, имеющих так называемую плужную подушку, необходимо проводить глубокую обработку с целью разрушения этого уплотненного слоя.

Научно обоснованная система обработки почвы – одна из действенных основ получения высоких и качественных урожаев сельскохозяйственных культур. При строгом сочетании с системой удобрений в научно обоснованных севооборотах система обработки почвы обеспечивает наибольшую эффективность и наиболее рациональное использование плодородия почв.

Возделывание новых высокоурожайных сортов, применение удобрений, гербицидов, инсектицидов, фунгицидов не снижают значение научно обоснованных систем обработки почвы. В практике земледелия известно немало случаев, когда обработка почвы низкого качества сводила на нет все затраты по применению удобрений, средств защиты растений и других агротехнических приемов, резко снижая эффективность сортовых посевов и т.д.

Создание мощного окультуренного пахотного слоя

Создание глубокого пахотного слоя – непременное условие окультуривания полей. В первую очередь это касается почв, имеющих неглубокий гумусовый горизонт.

При глубокой вспашке увеличивается общая и некапиллярная пористость, в почву лучше проникает вода и воздух, усиливается деятельность аэробных микроорганизмов. Вследствие чего больше накапливается питательных веществ. Создаются лучшие условия для проникновения в почву и развития корневой системы культурных растений, а также для борьбы с сорняками, вредителями и болезнями растений. В глубоко обработанной почве накапливается больше влаги за счет весенних и зимних осадков.

Существуют следующие способы углубления пахотного слоя почвы:

1. Постепенное припахивание подпахотного слоя (не более2-3 см) с выносом его на поверхность и перемешиванием с пахотным. Чтобы нейтрализовать отрицательные свойства припахиваемого горизонта, в почву вносят навоз, минеральные удобрения.

2. Полное оборачивание пахотного слоя с одновременным рыхлением части подпахотного слоя. С этой целью применяют плуги с почвоуглубителями или вырезными корпусами, оборачивающие верхний слой и рыхлящие без оборачивания нижнюю часть обрабатываемой почвы. Одновременно вносят навоз и минеральные удобрения. В рыхлый подпахотный слой проникает вода, а вместе с ней питательные элементы, корни растений, после отмирания, которых накапливается органическое вещество. Таким образом постепенно происходит углубление и окультуривание пахотного слоя.

3. Рыхление почвы на установленную глубину без оборачивания. Для этого используют плуги без предплужников и без отвалов.

4. Углубление – путем одновременной припашки части подпахотного слоя к пахотному с помощью так называемых почвоуглубителей. При углублении пахотного слоя с мощным гумусовым горизонтом можно проводить глубокую вспашку плугом с предплужником и почвоуглубителями, глубокую вспашку плугом без предплужников, глубокое рыхление и плоскорезную обработку плоскорезом-глубокорыхлителем.

Солонцы одним приемом пахать на большую глубину нельзя из-за повышенного количества в нижних горизонтах щелочных солей, которые при перемещении на поверхность могут резко снизить плодородие почвы. Пахотный слой на таких почвах углубляют постепенно, одновременно улучшая их внесением гипса и органических удобрений. Для активации микробиологической деятельности и физических свойств хорошие результаты дает также ярусная вспашка, при которой пахотный слой остается наверху, а уплотненный солонцеватый горизонт перемешивается с нижележащими карбонатными.

Самая глубокая обработка почвы после уборки предшествующей культуры называется основной обработкой.

Основная обработка почвы выполняется для существенного изменения сложения почвы, в зависимости от почвенных и климатических условий, от вида севооборота и засоренности полей основная обработка может проводиться с различной периодичностью: от одного-двух раз в год, до одного раза в одну-две ротации севооборота. Наиболее часто основная обработка проводится в условиях избыточного увлажнения, более редко – в засушливых районах на хорошо оструктуренных, плодородных почвах.

Самый распространенный прием основной обработки почвы – вспашка.

Оценка качества обработки почвы

При оценке качества обработки почвы определяется степень достижения цели проведения того или иного приема, поэтому основное внимание при этом уделяется именно показателям, которые характеризуют изменение состояния почвы в планируемом направлении.

При вспашке основное внимание должно быть уделено полноте оборота пласта и качеству заделки вглубь почвы растительных остатков, удобрений и т.д. Полная оценка качества вспашки включает следующие показатели: глубина пахоты и ее равномерность, гребнистость поверхности, крошение почвы и глыбистость, вспушенность, степень заделки минеральных и органических удобрений, растительных остатков культурных и сорных растений, степень оборачиваемости пласта, прямолинейность обработки, качество выполнения свального гребня и развальной борозды, качество запашки поворотных полос и краев поля.

Основные показатели качества лущения – это полнота подрезания вегетирующих сорняков, степень разделки остатков культурных растений, полнота заделки растительных остатков, семян сорняков, вредителей и болезней сельскохозяйственных культур. При выполнении плоскорезной обработки оценивается степень сохранения стерни на поверхности почвы, качество подрезания сорняков, степень рыхления и крошения, выравненности поверхности.

При культивации почва должна хорошо крошиться, обработанная почва должна быть выровненной, вызывать максимальную гибель сорняков. При междурядной обработке оценивается степень уничтожения сорняков, рыхление почвы, отсутствие повреждения культурных растений и заваливания рядов почвой. При проведении этих операций, как и при вспашке, оценивают глубину и равномерность обработки, прямолинейность движения агрегатов (на склонах – отклонение от горизонталей), наличие огрехов.

Обработка должна проводиться в оптимальные сроки в соответствии с целями проведения того или иного приема, отклонение от этих сроков сказывается как на качестве обработки, так и на свойствах почвы и урожае выращиваемых культур.

Контроль качества осуществляется с помощью простых приспособлений: линеек, рамок, бороздомеров, профилемеров, измерительных лент и т.д. При проведении поверхностной и мелкой обработок отклонения по глубине обработки от заданной не должны превышать 1 см.

Качество отвальной и безотвальной обработок в значительной мере определяется устойчивостью хода орудия по глубине. О равномерности глубины обработки судят по величине отклонения средней глубины обработки от заданной, выраженной в абсолютных и относительных величинах. Существующие нормативы определяют отклонение средней глубины от заданной для плугов ± 2, плоскорезов ±2-3, чизеля ± 1,5-2 см.

Устойчивость хода орудий по глубине

Качество обработки почвы в значительной мере определяется устой­чивостью хода орудия по глубине обрабатываемого слоя. О равномерности глубины обработки судят по величине отклонения средней глубины обра­ботки от заданной. Существующие нормативы по ОСТ 70.4.1-80 опреде­ляют отклонения средней глубины от заданной для плугов ± 2 см, плоскорезов и чизелей  ± 2... 3 см.

Устойчивость хода орудий по глубине зависит как от конструкции и типа рабочих органов, конструкции самого орудия, скорости движения аг­регата, так и от типа почвы, а также агрофизических условий в пахотном слое в период обработки.

Одним из основных агрофизических условий, влияющих на устойчи­вость хода орудия, является влажность в пахотном слое (табл.  24).

Представление почвы в виде 3х-фазной системы, в которой поры между структурными частицами (твердым скелетом) заполнены водой и воздухом, дает основание рассматривать пахотный слой как среду или твердую (9,2 %), или упруго-вязкую (14 %) или вязкопластичную (19,5 %).

Таблица 24

Устойчивость хода по глубине орудий основной обработки

при различной влажности почвы

Общим выводом является тот факт, что наиболее устойчиво по глу­бине работают как отвальное, так и безотвальное орудие в зоне упругопластических деформаций, т.е. при влажности в диапазоне 14 %, с увеличени­ем влажности пахотного слоя до 19 % отклонение от средней глубины хода у безотвальных орудий выше, чем у отвального плута. Это объясняется тем, что корпус отвального плута работает по схеме трехгранного клина, что стабилизирует его работу.

Фреза работает с наименьшим отклонением от заданной глубины хо­да независимо от влажности, по сравнению с другими орудиями, что связа­но с ее ударно-режущим принципом работы.

Скорость обработки почвы

При проведении агротехнических приемов важное значение имеет скорость обработки. Исторически сложилось так, что переход от конной тяги к тракторной проводился постепенно, орудия обработки, приспособленные к скоростям движения животных и человека, применялись затем и при механизированной обработке. Широкого перехода к орудиям, приспособленным к работе на повышенных скоростях, не происходит в немалой степени по той причине, что качественно без огрехов обрабатывать почву при повышенных скоростях движения агрегатов трудно из-за сложности вождения тракторов по полям. Тем не менее, повышение скорости движения агрегатов во многих случаях целесообразно агротехнически и экономически. Для работы на повышенных скоростях конструкция почвообрабатывающих орудий меняется: у плугов уменьшается угол атаки, изменяется форма рабочей поверхности корпуса плуга. При повышенной скорости обработки в целом ряде случаев не ухудшается качество работы, а даже улучшается.

Водопроницаемость при различных способах основной обработки почвы

Различные способы обработки, изменяя физические параметры па­хотного слоя, создают неодинаковые условия для накопления и расходова­ния влаги.

В первую очередь это относится к скорости впитывания почвой вы­падающих осадков, т.е. водопроницаемости. Впитывание и фильтрация во­ды в значительной степени зависят от механического состава, влажности, структуры и плотности почвы, строения пахотного слоя. Легкие по меха­ническому составу почвы хорошо фильтруют воду, но плохо ее удержива­ют. В структурную почву вода беспрепятственно просачивается по круп­ным порам между агрегатами и хорошо впитывается ими. На бесструктур­ных глинистых почвах вода плохо фильтруется и впитывается, после обильных дождей она застаивается на поверхности почвы, вызывая гибель посевов.

Достаточно устойчивым показателем для сравнительной характери­стики почв и приемов механической обработки является равновесная во­допроницаемость, обусловленная стабильностью сложения почвы при дей­ствии воды.

Падение скорости водопроницаемости более выражено на тяжелых почвах, чем на легких. Сравнительно высокая оструктуренность почв, бо­гатых гумусом, обусловливает выравнивание способности почвы впитывать воду, несмотря на различие в механическом составе.

Глубокое рыхление почвы обычно увеличивает скорость впитывания воды по сравнению с поверхностной обработкой более чем на 70 % даже в том случае, если плотность в слое рыхления больше, чем плотность верх­него слоя. Глубокая обработка с осени обеспечивает к весне большой запас влаги.

Таблица 25

Водопроницаемость почвы при различных способах обработки, (мм/час)

Данные определения водопроницаемости пахотного слоя среднесуглинистого обыкновенного чернозема при различных способах обработки  позволяют сделать заключение о том, что:

а) при повышении влажности пахотного слоя скорость фильтра­ции влаги в нижние слои почвы снижается;

б) наиболее высокая водопроницаемость почвы имеет место при об­работке отвальными орудиями и фрезой, при безотвальных обработ­ках водопроницаемость по фону с плоскорезными обработками (плоскорез, стойка СибИМЭ) выше, чем при чизелевании (плуг чи­зель, наклонная стойка).