Научные основы обработки почвы

Научной основой обработки почвы является физика почвы - наука о гранулометрическом составе и агрофизических свойствах почвы.

Обработка изменяет агрофизические свойства почвы, а это, в свою очередь, создает необходимые для развития растений условия и формирует продуктивность сельскохозяйственных растений.

При правильной обработке почва должна приобретать благоприятные для растений структурное состояние и строение. При оптимальной для возделываемых культур плотности пахотного слоя в почве улучшаются водо- и воздухообеспеченность, активизируется газообмен воздуха почвы с атмосферой. В результате в почву поступает больше кислорода и выделяется из нее диоксид углерода, изменяются тепловые, водные свойства и биологические процессы.

После обработки через некоторое время почва приобретает определенную плотность, которая остается более или менее постоянной (равновесная плотность). Равновесная плотность у разных типов почв неодинаковая, присущая только данной почве.

Равновесная плотность почвы — это плотность длительно не обрабатываемой почвы. Равновесная плотность редко соответствует оптимальной (для возделываемых растений) плотности. Поэтому основная задача обработки почвы — привести в соответствие равновесную и оптимальную плотность. Через регулирование равновесной плотности обработка почвы регулирует остальные режимы и свойства почвы и, следовательно, урожайность сельскохозяйственных культур.

Качество обработки почвы зависит от ее технологических свойств: связности, пластичности, липкости.

При обработке важно выбрать срок оптимальной влажности, при котором почва без больших усилий хорошо крошится и не прилипает к орудиям обработки. Эти срок и влажность определяют особое состояние почвы, называемое физической спелостью. В состоянии физической спелости почвы достигается лучшее качество обработки, создаются благоприятные условия для формирования урожая, меньше тяговые усилия и общие затраты на обработку почвы и возделывание сельскохозяйственных культур.

Технологические операции

Технологические операции - это часть технологического процесса обработки почвы. Основные технологические операции, воздействия орудий обработки на почву следующие: оборачивание, рыхление, крошение, перемешивание, уплотнение, выравнивание почвы, создание микрорельефа, подрезание обрабатываемого слоя почвы, измельчение культурных и сорных растений, сохранение стерни, заделка стерни и удобрений, изменение формы поверхности почвы.

Оборачивание обрабатываемого слоя почвы — взаимное перемещение слоев или горизонтов обрабатываемой почвы в вертикальном направлении с целью заделки в почву подземных остатков растений, удобрений, семян сорняков, зачатков болезней, вредителей сельскохозяйственных культур и т. д.

В результате крошения уменьшаются размеры почвенных структурных отдельностей, вся масса обрабатываемого слоя почвы делится на более мелкие отдельности, меняется взаимное расположение почвенных комков и частиц, которые отделяются друг от друга. При крошении изменяется общая рыхлость обработанного слоя, увеличиваются пористость и аэрация. Многие орудия обработки, применяемые в земледелии (плуги с различной формой отвала, фрезы, плоскорезы и т. д.), создают самую различную степень крошения.

Благодаря рыхлению изменяется взаимное расположение отдельностей и увеличивается объем почвы, создается рыхлый пахотный, а в некоторых случаях и подпахотный слой. В уплотненной почве задерживаются рост корней, развитие корне- и клубнеплодов. Рыхление улучшает водо- и воздухопроницаемость почвы, усиливает микробиологическую деятельность. Во взрыхленной почве быстрее разлагаются растительные остатки, интенсивнее накапливаются элементы минерального питания.

Почву рыхлят отвальными, дисковыми плугами, культиваторами, различными боронами и др. Интенсивное рыхление обеспечивают орудия с вращающимися рабочими органами: фрезы, ротационные мотыги, а также комбинированные агрегаты. Рыхление без оборота пласта проводят культиваторами-плоскорезами-глубокорыхлителями, плугами для безотвальной обработки, чизель-культиваторами.

При уплотнении изменяется взаимное расположение почвенных отдельностей с уменьшением объема почвы и уменьшением пористости почвы. В результате разрушаются глыбы, более тесно размещаются почвенные агрегаты, увеличивается капиллярная пористость. Уплотненная почва быстрее прогревается.

Допосевное уплотнение почвы способствует равномерному распределению семян по глубине, послепосевное — лучшему соприкосновению их с почвенными частицами, вследствие чего семена быстро набухают и дают дружные, более ранние всходы. Кроме того, улучшаются условия ухода за посевами, обработок по борьбе с сорняками и уборки урожая. Уплотняют почвы катками,

В результате перемешивания изменяется взаимное расположение почвенных отдельностей, обеспечивается более однородное состояние обрабатываемого слоя почвы. Перемешивают почву для равномерного распределения в пахотном слое органических и минеральных удобрений, извести, гипса. Оно необходимо при припашке малоплодородных подпахотных слоев. Прием недопустим в эрозионно-опасных и засушливых районах. Перемешивают почву вспашкой плугами без предплужников, фрезами и другими рыхлящими орудиями.

При оборачивании и верхние, и нижние слои (горизонты) почвы перемещаются в вертикальном направлении. При оборачивании в пахотный слой заделывают пожнивные остатки растений, дернину (при распашке целинных земель или сеяных многолетних трав), органические и минеральные удобрения, известь, гипс, осыпавшиеся семена сорняков, возбудителей болезней и вредителей сельскохозяйственных культур. На дерново-подзолистых почвах оборачиванием в пахотный слой вовлекается малоплодородная часть подзолистого горизонта, которая постепенно окультуривается. Этим приемом формируют более мощный пахотный слой. В районах достаточного увлажнения оборачивание препятствует вымыванию мелкодисперсных отдельностей почвы и элементов питания в нижние слои, способствует их возвращению в пахотный слой. В засушливых районах и зонах, подверженных ветровой эрозии, оборачивание заменяют безотвальным разноглубинным рыхлением.

В результате выравнивания уменьшаются неровности поверхности почвы. В засушливых зонах прием способствует уменьшению испарения и сохранению влаги в почве. На выровненных полях семена заделываются более равномерно, создаются благоприятные условия при уходе за посевами и уборке урожая. Для выравнивания применяют бороны, шлейф-бороны, скреперы, грейдеры, планировщики и выравниватели.

Создание микрорельефа — создание на поверхности почвы неровностей с целью накопления или отвода воды (в зависимости от зоны), регулирования теплового, воздушного и питательного режимов.

Путем гребневания, грядкования и бороздования создают микрорельеф.

При гребневании на поверхности почвы делают гребни. Данный прием проводят, возделывая корне- и клубнеплоды на избыточно увлажненных, особенно тяжелых бесструктурных почвах, для отвода воды и регулирования воздушного, теплового и питательного режимов.

Для устранения избыточной влаги, улучшения теплового, воздушного и питательного режимов на поверхности почвы грядоделателями создают гряды. Прием используют при выращивании овощных культур на северо-западе европейской части России и Дальнем Востоке.

После основной обработки на поверхности почвы нарезают борозды. Этот прием используют на тяжелых по гранулометрическому составу почвах для лучшего впитывания осадков и предотвращения водной эрозии.

Подрезание слоя почвы — отделение обрабатываемого слоя почвы от нижних необрабатываемых слоев с целью улучшения качества обработки, снижения тягового сопротивления и более полного уничтожения сорняков.

Измельчение культурных и сорных растений — расчленение стеблей культурных и сорных растений на мелкие отрезки с целью улучшения качества заделки их или мульчирования ими поверхности почвы.

Сохранение стерни на поверхности почвы — полное или частичное сохранение на поверхности почвы стерни и растительных остатков культурных и сорных растений с целью обеспечения защиты почвы от эрозии. Достигается при подрезании обрабатываемого слоя почвы без его оборачивания.