Экономическая оценка разных приемов основной обработки почвы

Состав агрегата	Глубина обработки, см	Расход топлива, л/га	Сравнительная оценка, %	Рентабельность, %
ДТ-75+ПЛН-5-35	20-22	19,9	100	38
ДТ-75+ПЛН-4-35	14-16	16,7	84,3	31
ДТ-75+плуг со Стойками СибИМЭ	20-22	14,6	73,6	32
	14-16	13,2	66,7	53
ДТ-75+ЧКУ-4,2	12- 14	5,0	25,2	54
ДТ-75+КПЭ-3,8	12- 14	4,8	23,9	69
ДТ-75+БДТ-3 в 1 след	12- 14	6,7	34,0	49
ДТ-75+БДТ-3 в 2 следа	12 - 14	17,3	86,8	42
Т-150+АПК-3,9	до 16	13,9	69,8
Т-150+КСТ-3,8	до 18	11,5	57,9
Т-150+АКП-4 «Лидер»	до 16	10,4	52,2

2. Применение в севооборотах интенсивной обработки с преобладанием ежегодной вспашки приводит к активизации деятельности микроорганизмов, ускоряющих разложение гумуса. Черноземы при отвальной обработке почвы за 30 лет теряют 0,8 — 1,2 % гумуса, что приводит к потерям питательных веществ и энергии.

Региональной особенностью почв подтаежной зоны является укороченный гумусовый горизонт, крайне низкое содержание минерального азота в почвах, соединения фосфора труднодоступны для растений, значительное содержание общего калия, величина рН от 3,3 до 5,3.

Ограничивающим фактором в минерализации органических веществ почвы является неблагоприятный гидротермический режим, который не обеспечивает достаточно активной деятельности микрофлоры и высокой биологической активности почвы. Показатели гумуса в почве могут сильно колебаться по годам в зависимости от погодных условий, количества корневой и надземной массы растений, активности микробиологической деятельности. Это послужило поводом для некоторой части ученых считать вспашку основной причиной потери гумуса.

На опытном поле Тимирязевской академии установлено, что под действием механических обработок в бессменном пару происходит интенсивная минерализация гумуса и при ежегодном внесении 10 т/га навоза баланс гумуса все равно остается отрицательным.

3. Приемы обработки почвы существенно сказываются на дифференциации пахотного слоя по содержанию гумуса. Это связано с неодинаковым поступлением и распределением пожнивных и корневых остатков и темпами минерализации органического вещества. Так, например, коэффициент гумификации при чизельной и плоскорезной обработке выше, чем при вспашке. Длительное же применение безотвальной обработки, способствует сохранению органических остатков и гумуса, улучшению пищевого режима, по сравнению со вспашкой

При отвальных системах обработки почвы наблюдается более равномерное распределение питательных веществ по профилю обрабатываемого слоя. Разложение растительных остатков при свободном доступе кислорода воздуха идет до конечных продуктов, и при поверхностном их размещении не происходит закрепления питательных веществ. Следовательно, вспашка оказывает наиболее благоприятные условия для развития и жизнедеятельности микроорганизмов пахотного слоя, участвующих в разложении растительных остатков.

Поверхностные обработки в исследованиях кафедры земледелия Уральского СХИ по накоплению нитратов и фосфатов не уступали вспашке, а при использовании орудий с активными рабочими органами превосходили ее. Накопление нитратов после фрезерования шло в 1,5-2 раза быстрее, чем по вспашке

Установлено, что при достаточной влажности различные способы обработки существенно не отличаются друг от друга по влиянию на активность микроорганизмов, степени разложения органического вещества и процессу нитрификации. Биологическая активность в опытах зависела в большей степени от вида предшественника и степени увлажнения, чем от способа обработки.

3. Причиной снижения урожайности зерновых культур по минимальным обработкам считает, прежде всего, увеличение числа сорняков и более раннее их появление. Установлено, что при мелкой и плоскорезной обработках сорняки прорастают более эффективно, засоряя посевы. Вспашка имеет преимущество в уничтожении запаса семян сорняков, благодаря перемещению их в глубокие слои, где основная масса семян гибнет. По обобщенным данным свыше 50% семян сорняков отмирают в первые 2 года после их заделки в почву, а полное очищение от жизнеспособных семян при условии отсутствия нового обсеменения на бессменном чистом пару отмечено через 24 года.

Для построения рациональной системы обработки необходимо учитывать не только численность, но и расположение основной массы семян и вегетативных органов размножения сорных растений. В связи с тем, что основная масса семян сорняков после уборки культур сплошного сева находится в верхних слоях установлено, что под вторую зерновую культуру целесообразно осенью проводить зяблевую вспашку.

Систематическая плоскорезная обработка почвы приводит к увеличению засоренности посевов, особенно корнеотпрысковыми сорняками, а так же ромашкой, вьюнком полевым. В современных системах земледелия увеличение численности сорняков в посевах диктует необходимость использования химических средств.

Замена вспашки плоскорезной обработкой и дискованием на фоне гербицидов имела тенденцию повышения урожайности яровой пшеницы на 1.6-2,1 ц/га. В то же время без применения гербицидов за 2-3 года количество сорняков в вариантах с плоскорезной обработкой и дискованием возрастало в 1,5-2.0 раза в сравнении со вспашкой. В этих вариантах наблюдалось снижение урожайности ячменя па 3,3-4,0 ц/га.

Таким образом, при замене вспашки приемами безотвальной, поверхностной обработки почвы для эффективного регулирования численности сорняков, особенно многолетних видов, необходимо применение гербицидов при строгом соблюдении установленных регламентов их внесения.

4. Часто зяблевая вспашка проводится бессистемно, не соблюдаются рекомендуемые сроки, не учитываются технологические свойства почвы. Отвальная вспашка в системе основной обработки, приводит к большей рыхлости почвы и как следствие - к быстрой потере влаги весной, увеличению водной эрозии, быстрой минерализации гумуса.

Обеспечивая высокую урожайность сельскохозяйственных культур зяблевая вспашка в отдельных случаях способствует интенсивному развитию эрозионных процессов, приводит к снижению эффективного и потенциального плодородия почвы.

Еще П.А. Костычев (1909) писал: "Перепахивая землю много раз, крестьянин разбивает землю в пыль ", В исследованиях установлено, что крошение пласта при вспашке происходит в результате сжатия воздуха в некапиллярных промежутках. Сжатый воздух в капиллярных промежутках в конечном итоге разрушает структуру почвы, превращает комочки в пыль.

5. Следствием некачественной вспашки является ухудшение агрофизических свойств почвы.

Плотность не зависит от обработки зяби и не является лимитирующим фактором для мииимализации систем обработки. В опытах В.К. Каличкина и С.А. Кима (1996) ежегодная вспашка приводила к уплотнению пахотного горизонта до 1,17 г/см³, в отличие от безотвального рыхления (1,06 г/см³). Снижение плотности при безотвальном рыхлении авторы объясняют крошением почвы на более крупные агрегаты, чем при вспашке. В опытах В.Н. Мосина (1988), плотность сложения почвы в первые два - три года ротации севооборота была ниже по глубокой обработке, чем по минимальной. К концу ротации плотность сложения выравнивается по всем системам обработки.

Следует отметить, что при постоянных поверхностных обработках нижние слои почвы уплотняются, снижается их водо- и воздухопроницаемость, что вызывает необходимость глубокого рыхления почвы с помощью безотвальных, чизельных орудий.

6. С увеличением глубины основной обработки улучшается водный режим почвы. Запасы продуктивной влаги весной в метровом слое почвы составили при глубоких: отвальной и плоскорезной обработках - 206 - 208 мм, при мелкой и нулевой обработке - 173 - 178 мм. В то же время существует мнение что системы отвальной, безотвальной и минимальной зяблевой обработки, оказывают практически равнозначное влияние на накопление и сохранение влаги в почве.

Ряд исследователей утверждает, что накопление и сохранение влаги в течение вегетационного периода зависит не столько от приемов обработки, сколько от погодных условий. На эффективность влагонакопления влияли условия увлажнения перед основной обработкой и выпадение осенне-зимних осадков

На протяжении веков вспашка была основным видом обработки почвы, хотя поиски замены ее мелкими обработками не прекращались. Выдающийся русский ученый Д.И.Менделеев свыше 120 лет назад писал: «...очень многие впадают в ошибку, полагая, что если больше раз вспахать, тем лучше». Рекомендация мелких обработок почвы содержится в работах англичанина Битсопа (1928), русского ученого И. Е. Овсинского (1898), француза Жана (1910), немца Ф. Лхенбаха (1921), американца Э. Фолкнера (1959).

В конце XIX в. активным пропагандистом мелких бесплужных обработок почвы в России был И. Е. Овсинский. Работая управляющим ряда помещичьих именин в Подольской и Бессарабской губерниях, он в течение 10 лет испытывал различные приемы поверхностной обработки почвы. На первом Киевском сельскохозяйственном съезде в 1890 г. он заявил: «Я отвергаю глубокую пахоту плугом и признаю необходимость рыхления почвы, но это должен делать не плуг, выворачивающий нижний слой каждый год, а почвоуглубитель и культиватор. Я признаю необходимость только мелкой пахоты дюйма 2-3 (5,0-7,5 см) для уничтожения сорных трав и прикрытия навоза». Для таких обработок почвы были сконструированы особые культиваторы — «крестьянин» и «урожай». Оснащенные плоскорежущими рабочими органами, они хорошо подрезали сорняки, рыхлили почву на необходимую глубину, не переворачивая ее.

В России в 1898 г. была издана книга И. Е. Овсипского «Новая система земледелия». В теоретическом обосновании своей системы он считал, что почва в естественном состоянии обладает достаточно хорошей проницаемостью для воздуха и воды за счет ходов дождевых червей, насекомых и отмерших корней растений. Вспашка нарушает сеть каналов естественной почвы и обращает ее в однородную массу. Наличие растительных остатков у поверхности почвы способствует образованию гумуса и тем самым создает лучшую питательную среду для начального развития возделываемых растений в период их дальнейшего роста.

Французский фермер Жан (1910) взамен вспашки плугами применял многократную обработку почвы чизель-культиватором с постепенным углублением до 20-22 см, которая позже получила название пастеровской обработки земли. Урожайность овса у него достигла 4,4 и ячменя — 3,7 т/га. В засушливых районах Франции предложенный способ применяется на ряде ферм и в настоящее время.

Идею мелкой обработки почвы в 30-х годах XX в. пропагандировал на юго-востоке России Н.М.Тулайков (1932-1933), предложивший отказаться от отвальной плужной обработки и перейти на поверхностные обработки дисковыми орудиями. Однако мелкая обработка привела к усилению засоренности полей, а химических средств борьбы с сорняками тогда еще не было, и такая обработка почвы была запрещена.

В 1943 г. в США издана книга американского фермера Э. Фолкнера «Безумие пахаря», в которой он главной причиной снижения плодородия почвы и развития эрозионных процессов считал ежегодную вспашку. Э. Фолкнер рекомендовал широко использовать поверхностную обработку почвы на 7,5 см, которая, по его мнению, обеспечивает более благоприятный водный и пищевой режима. Эта книга оказала существенное влияние на дальнейшее развитие земледелия разных стран.

В 1954 г. Т.С.Мальцев предложил безотвальную систему основной и предпосевной обработок почвы. Его система обработки почвы предусматривала чередование по годам и полям глубокой безотвальной пахоты специальными, с узкими обтекаемыми стойками, плугами и поверхностных обработок дисковыми лущильниками на глубину 10-12 см в зернопаровых и зернопаропропашных севооборотах. Это принципиально отличалось от культурной обработки почвы по В. Р. Вильямсу, так как отвергалась обработка ее отвальными плугами, резко сокращалось число глубоких обработок за ротацию севооборота.

Принципы минимальной обработки почвы наиболее полно воплощены в почвозащитной системе земледелия, разработанной под руководством академика ВАСХНИЛ А.И.Бараева во Всесоюзном научно-исследовательском институте зернового хозяйства.

Впервые в широком масштабе система минимальной обработки почвы испытана в штате Мичиган (США) в 1945 г. Затем ее стали применять в штатах Огайо и Нью-Йорке, позже она распространилась по всем штатам. Система минимальной обработки почвы широко использовалось в Англии, Франции, Германии, Австрии и других странах.

Условиями эффективного применения минимальной обработки:

– высокий технологический уровень выращивания культур в хозяйстве,

– качественное проведение механизированных полевых работ в оптимальные сроки,

– обеспеченность хозяйства эффективными средствами защиты растений, особенно гербицидами, удобрениями.

– высокая техническая оснащенность хозяйства комбинированными почвообрабатывающими и посевными агрегатами, совмещающими до 4—5 технологических операций (обработка почвы, внесение удобрений, гербицидов, посев и т. д.).

Минимальную обработку в первую очередь необходимо применять

на черноземных,

каштановых,

серых лесных

хорошо окультуренных дерново-подзолистых почвах с благоприятными для растений агрофизическими свойствами и чистых от многолетних сорняков полях.

Пригодность почв для минимализации определяют по комплексу показателей плодородия.

Например, пригодными считают, дерново-подзолистые почвы с содержанием гумуса не менее 2 %, водопрочных агрегатов (частиц > 0,25 мм) более 25—30 % и коэффициентом пористости более 0,9.

Почвы с коэффициентом пористости < 0,9 имеют неустойчивое сложение и склонны к уплотнению, что может отрицательно сказаться на урожайности.

Негативные последствия минимальной обработки:

Основными направлениями минимализации обработки почвы являются:

1. Сокращение числа и глубины основных, предпосевных и междурядных обработок в севооборотах в сочетании с применением гербицидов.

2. Замена глубоких основных обработок под культуры севооборота более производительными мелкими или поверхностными путем использования широкозахватных плоскорежущих, чизельных, дисковых и других орудий, особенно под озимые и яровые зерновые культуры;

3. Совмещение нескольких технологических операций и приемов (рыхление, выравнивание, уплотнение почвы, посев и др.) в одном рабочем процессе путем применения комбинированных почвообрабатывающих и посевных агрегатов;

4. Уменьшение обрабатываемой поверхности поля путем обработки лишь части почвы, где располагаются рядки семян. Междурядья не обрабатывают.

4. Применение прямого посева зерновых, кукурузы без предварительной, полосной (в зоне рядка) предпосевной обработки при возделывании пропашных культур. Для борьбы с сорняками необходимо предусмотреть применение гербицидов.