Агрохимические и биологические обработки почвы

Способы основной обработки оказывают существенное влияние на распределение в почве органического вещества, вносимых удобрений, доступность растениям элементов минерального питания, процессы гумификации растительных остатков и синтеза биологического азота.

Вспашка, фрезерная основная обработка создают сравнительно однородный по гумусированности пахотный слой за счет лучшего перемешивания слоев почвы. Безотвальная и минимальная обработки (поверхностная, мелкая, дисковая, плоскорезная) приводят к резкой дифференциации пахотного слоя почвы по плодородию, особенно на фоне вносимых удобрений. В этом случае питательные вещества концентрируются в верхнем слое, что приводит к обеднению более глубоких слоев корнеобитаемой зоны. При отсутствии осадков поверхностный слой пересыхает и находящиеся в нем питательные вещества становятся недоступными. Этих явлений можно избежать, применением периодической вспашки, которая обеспечивает перемешивание и оборачивание почвы кроме того, она устраняет и концентрацию пожнивных остатков, приводящих к токсикозу почвы продуктами разложения, снижению полевой всхожести семян при минимализации обработки почвы.

Биологический фактор. Рыхление почвы улучшает аэрацию, ее увлажнение и увеличивает численность бактерий, плесневых грибов, актиномицетов и других микроорганизмов, разлагающих углесодержащие растительные вещества. Усиление жизнедеятельности аэробных микроорганизмов при этом ускоряет разложение гумуса и высвобождение элементов минерального питания. При этом повышаются биологическая активность (по СО₂) и нитрификационная способность почвы, что создает лучший режим питания растений, особенно азотом.

Способ и глубина обработки влияют на инфекционный потенциал почвы и ее засоренность. Например, при ежегодной плоскорезной обработке в течение 5-7 лет увеличивается повреждаемость ячменя корневымигнилями на 11,3-12,4%, овса – на 6,9-8,3%, а засоренность в два раза. Все перечисленные факторы создают предпосылки для чередования, разных способов и глубины обработки почвы в севооборотах.

Современная агрономическая наука под обработкой почвы подразумевает совокупность механических приемов, которые, воздействуя на почву, повышают ее плодородие и создают наилучшие условия для роста и развития выращиваемых сельскохозяйственных культур. Обработка почвы - это универсальное средство воздействия на ее физические, химические и биологические свойства.              

В настоящее время основными задачами обработки почвы являются:

     придание обрабатываемому пахотному слою почвы определенной структуры, чтобы создать для растений благоприятные водный, воздушный, питательный и тепловой режимы;

     заделка в почву на оптимальную глубину дернины, растительных остатков, семян и вегетативных органов размножения сорняков;

     уничтожение вредных организмов, вредителей и возбудителей болезней сельскохозяйственных культур;

     заделка в почву удобрений для обеспечения максимальной их эффективности и активизаций микробиологических процессов;

     создание оптимальных условий для посева семян сельскохозяйственных культур на требуемую глубину;

     предупреждение и защита почвы от ветровой и водной эрозии; создание благоприятных условий для улучшения окультуренности пахотного слоя почвы.

При механической обработке почвы осуществляется ряд технологических операций. Основными из них являются рыхление и крошение почвы, оборачивание, перемешивание, уплотнение и выравнивание.

Рыхление почвы - это изменение взаимного расположения комков с увеличением некапиллярной пористости почвы, что усиливает аэрацию, водопроницаемость почвы, но в засушливых условиях увеличивает опасность ее иссушения вследствие усиления деформации водяных паров.

Крошение - это распадение вследствие механического воздействия целостной массы почвы на мелкие комочки или разрушение крупных комков и глыб почвы.

Оборачивание почвы - одна из важных технологических операций. При вспашке отвальным плугом при оборачивании верхняя часть пахотного горизонта, который состоит из стерни, растительных остатков, вегетирующих сорняков, вредных насекомых и их личинок, семян сорняков, перемещается на дно борозды, а нижний более свободный от вредных организмов выносится на поверхность, создавая благоприятные условия для последующей культуры.

Перемешивание применяют для равномерного распределения в обрабатываемом слое почвы вносимых веществ или для придания ему однородных (гомогенных) свойств по составу.

Уплотнение почвы имеет различные цели, но чаще применяется для придания верхней части пахотного слоя (посевного слоя < 8... 10 см) необходимого строения.

Выравнивание поверхности поля в период ранневесеннего боронования снижает испаряющую поверхность поля на 12 - 20 % и более, обеспечивает равномерный по глубине посев семян культур, повышает качество и производительность последующих полевых работ.

Самым важным и трудоемким приемом основной обработки почвы является вспашка

Вспашка. Это основной технологический прием обработки почвы. Вспашка предназначена для рыхления и оборота пласта почвы. Рыхление облегчает доступ воздуха, воды и питательных веществ к корням растений, способствует накоплению и сохранению влаги в пахотном слое, помогает корневой системе лучше развиваться, усиливает жизнедеятельность полезных микроорганизмов. При обороте пласта верхний, потерявший структуру слой укладывается на дно борозды, а нижний, комковатый слой поднимается наверх, в почву заделываются дернина, остатки культурных растений, сорняки и их семена, вредители растений, а также удобрения.

Основные виды пахоты показаны на рис. 12: полный оборот пласта на 180ᵒ , вспашка с взметом пласта и культурная вспашка.

Полный оборот пласта применяется при освоении новых и задерненных участков и выполняется специальными плугами с винтовыми и полувинтовыми отвалами (см. рис. 12, а). При обороте задерненная часть пласта полностью переворачивается и укладывается на дно борозды.

Вспашка со взметом пласта означает неполное опрокидывание пласта почвы и его постановки на 135° на ребро (см. рис. 12, 6). Такая пахота ведется плугами общего назначения без предплужника при перепашке пара, зяби и запашке навоза.

Культурная вспашка наиболее полно удовлетворяет требованиям агротехники (см. рис. 12, в). Она применяется для обработки старопахотных земель и является самым распространенным приемом основной обработки почвы. Выполняют ее плугами общего назначения, оснащенными предплужниками. При культурной вспашке в верхнем слое почвы сначала предплужником вырезается тонкий слой пласта на 2/3 ширины основного пласта и сбрасывается в борозду, а затем вырезается остальная часть основного пласта, которая при этом оборачивается на 130... 150° и накрывает ранее вырезанную тонкую часть пласта.

Агрономической наукой выработаны жесткие агротехнические требования к вспашке. При выполнении пахоты необходимо соблюдать заданную глубину обработки, отклонение допускается не более 1 см на ровном поле и ±2 см на неровном. Размеры поперечного сечения пластов должны быть одинаковыми, а их оборот - полным и с качественной заделкой сорняков, жнивья и внесенных на поверхность удобрений. Поверхность пашни должна быть слитной, а при зяблевой вспашке - слегка гребнистой. Необходимо, чтобы пахотный агрегат двигался прямолинейно и не оставлял огрехов. Высота свального гребня должна быть не более 70 мм, а глубина развальной борозды - не более половины глубины вспашки. При больших неровностях рельефа поля пашут поперек склона.

Типы плугов и их устройство. В зависимости от способа соединения с трактором плуги делят на навесные, полунавесные и прицепные. По роду выполняемой работы плуги бывают общего назначения и специальные. К специальным относятся кустарниково-болотные, лесные плуги и др. По конструкции основного рабочего органа плуги бывают лемешные и дисковые.

Навесной однокорпусный плуг общего назначения представлен на рис. 13. Рабочими органами плуга являются дисковый нож, предплужник и корпус с лемехом и отвалом. В ходе вспашки нож разрезает почву вертикально на глубину 20 см - на ту часть слоя, в которой наиболее развиты корни растений. За ножом следует предплужник, осуществляя лезвием лемеха горизонтальный разрез верхнего слоя почвы на глубине - 10 см, и переворачивает его, укладывая в борозду, а затем движущийся сзади лемех основного корпуса подрезает нижний слой почвы и отвалом переворачивает его, накрывая нижний слой. При этом слой почвы не только переворачивается, но и еще деформируется и рыхлится, а общий объем его увеличивается по сравнению с первоначальным.

Типы наиболее применяемых плугов приведены на рис. 14. Любой плуг состоит из стойки 3, отвала 2, лемеха 1 и полевой доски 5. Отвал и лемех образуют рабочую поверхность плуга. На некоторых плугах закрепляют сменную, быстро изнашивающийся отвал предплужника 6. Линию, параллельную стенке борозды и образованную кромками лемеха и отвала, называют обрезом. Плуг подрезает, крошит и оборачивает пласт почвы. Более полному обороту пласта способствует перо отвала 4.

Для вспашки старопахотных почв применяют культурные плуги (см. рис. 14, а).

Для вспашки задерненных почв применяют полувинтовые корпуса плугов (см. рис. 14, 6).

Для вспашки почв, подверженных ветровой эрозии, в засушливых районах используют корпуса без отвалов (см. рис. 14, в). Стойка корпуса от изнашивания защищена сменным щитком 7. При работе нож и предплужники снимают, а слой почвы, подрезаемый лемехом, двигаясь по его поверхности, переходит на уширитель 8. При проходе через верхний срез уширителя за плугом остается разрыхленный и частично смещенный вправо (по ходу агрегата) слой почвы. При этом подрезаемый пласт не оборачивается, а глубина обработки почвы с учетом ее вспушенности достигает 40 ... 50 см.

Когда вспашка ведется плугами с вырезными почноуглубительными корпусами (см. рис. 14, г), лемех 11 перемещается в подпахотном слое, рыхлит его и пропускает в вырез, не поднимая на поверхность. Верхняя же часть пласта поступает на лемех 10 и отвал 9, оборачивается и хорошо заделывает при этом пожнивные остатки и удобрения. Вырезные корпуса используют для пахоты подзолистых почв.

Плуги с выдвижным долотом (см. рис. 14, д) используют для вспашки твердых суглинистых и глинистых почв. Основная часть плуга выдвижное долото 12, закрепленное на стойке. Оно обеспечивает хорошеё заглубление корпуса и позволяет сохранить корпус при встрече с твердым препятствием. Конец долота выступает за носок лемеха на 20... 30 мм. По мере изнашивания долото выдвигают вперед, используя имеющиеся в нем отверстия.

При пахоте плугом, снабженным почвоуглубительной лапой 14 (см. рис. 14, е), лемех перемещается в подпахотном слое, т. е. как и лемех с вырезным почвоуглубительным корпусом. При этом глубину пахотного слоя постепенно можно увеличить до 16 см.

Предплужник служит для срезания верхнего задерненного слоя почвы толщиной 8 ... 12 см и укладки его на дно борозды, образованной при предыдущем проходе пахотного агрегата. Предплужник устроен так же, как и основной корпус. Однако ширина его захвата составляет примерно 2/3 ширины захвата корпуса.

Навесной плуг навешивают на трактор сзади при помощи навесного устройства плуга и механизма навески трактора. В транспортном положении навесной плуг приподнят и висит сзади трактора, а в рабочем - он опущен на почву и почвообрабатывающими рабочими органами заглублен в пахотный слой. Управляет навесным плугом тракторист. Навесные плуги бывают одно - и многокорпусными.

Полунавесной плуг, присоединенный к трактору, в транспортном и рабочем положении опирается частично на него через механизм навески, а вторая его часть - на опорное заднее колесо. Управляет полунавесным плугом тракторист. Полунавесные плуги выпускают многокорпусными (с пятью или шестью корпусами). На рис. 15 показан полунавесной шестикорпусный плуг. Механизм заднего колеса нужен для подъема и опускания задней части плуга, установки глубины вспашки почвы пахотными корпусами, а также для подъема корпусов в транспортное положение.

Тракторные плуги, выполняя глубокую безотвальную обработку почвы, осуществляют тем самым ее безотвальное рыхление.

К приемам поверхностной и мелкой обработки почвы относятся лущение, боронование, культивация, прикатывание и др.

Лущение - это обработка почвы, обеспечивающая рыхление, частичное оборачивание и перемешивание почвы, а также подрезание сорняков. При лущении заделывается часть пожнивных остатков, а вместе с ними семена сорняков, вредители и возбудители болезней культурных растений.

После лущения стерни на поверхности почвы образуется мелкокомковатый слой, уменьшающий испарение влаги, уничтожаются сорные растения. Однако при этом не все семена сорных растений удается уничтожить и значительная их часть прорастает. Но при последующей вспашке почвы эти всходы сорняков уничтожаются.

Агротехнические требования к лущению - лущение стерни проводят поперек направления движения уборочных агрегатов не позднее чем через 2... 3 дня после уборки урожая и за 12... 14 дней до зяблевой вспашки. При засоренности поля однолетними сорняками стерню лущат на глубину 6... 8 см дисковыми лущильниками, при засоренности корнеотпрысковыми или корневищными сорняками - на 8... 14 см лемешными лущильниками. Средняя глубина лущения почвы не должна отличаться от заданной на 2 см. Поверхность почвы должна быть ровной, глубина развальных борозд в стыке средних батарей дисковых лущильников - не превышать глубины лущения, а высота валиков, образуемых при смежных проходах лущильника, - 8... 10 см. Во избежание огрехов при обработке почвы смежные проходы дисковых лущильников делают с перекрытием в 10... 15 см.

Лущение почвы осуществляют с помощью специальных почвообрабатывающих орудий - лущильников, которые впервые появились в странах Западной Европы во второй половине ХIХ в. В настоящее время для лущения почвы используют лемешные и дисковые лущильники.

Лемешные лущильники (плуги-лущильники) представляют собой уменьшенную копию отвального полунавесного плуга без предплужника. Они хорошо подрезают и оборачивают верхний слой почвы до глубины 18 см. Лемешные лущильники могут выполнять также мелкую вспашку.

Дисковые лущильники (бороны-лущильники) хуже оборачивают почву и подрезают сорняки, но лучше разрезают их горизонтально расположенные корневища и отпрыски корней. Дисковые лущильники применяются главным образом для послеуборочного лущения жнивья и обработки чистых паров, засоренных пыреем ползучим, а также для предпосевной обработки целинных и залежных земель. Глубина работы дисковых лущильников 6... 8 см, а с дополнительным грузом - до 10... 12 см. Рабочие органы лемешного плуга-лущильника, дисковой бороны-лущильника и борон различных конструкций представлены на рис. 16.

Боронование - поверхностная обработка почвы без оборачивания, обеспечивающая ее крошение, рыхление и выравнивание поверхности пашни, а также уничтожение проростков и всходов сорняков.

Современные бороны выпускаются с самыми различными рабочими органами (см. рис. 16) и по типу рабочих органов подразделяются на зубовые, сетчатые, пружинные, ножевые и дисковые (рис. 17).

Агротехнические требования к боронованию – после прохода бороны почва должна быть мелкокомковатой, с диаметром частиц не более 3 см. При бороновании озимых, пропашных культур и многолетних трав сорные растения должны быть полностью уничтожены, а культурных растений повреждено не более 3 %. Во избежание огрехов последующие полосы обработанной почвы перекрывают предыдущие на 15 . ..20 см.

Боронование применяется как прием ухода за парами, посевами сельскохозяйственных культур и лугопастбищных трав. Боронование можно проводить раздельно или одновременно со вспашкой, культивацией, посевом и другими приемами.

Культивация - рыхление без оборачивания ранее вспаханной почвы с подрезанием сорняков. Культивация обеспечивает крошение, рыхление, перемешивание, выравнивание поверхности пашни и подрезание сорняков.

Культивацию применяют для предпосевной подготовки почвы, заделки удобрений, гербицидов, ухода за чистыми парами, прополки и рыхления почвы в междурядьях насаждений пропашных культур. При культивации на поверхности пашня образуется рыхлый слой, препятствующий интенсивному испарению воды из корнеобитаемого слоя, улучшаются водный и воздушный режимы почвы, создаются благоприятные условия для появления дружных всходов сельскохозяйственных культур, их роста и развития.

Сплошную культивацию применяют при зяблевой обработке почвы, уходе за чистыми парами. Почву рыхлят на глубину 5... 16 см. Предпосевную культивацию проводят на глубину посева семян или несколько глубже с учетом усадки почвы. На орошаемых землях и при бороздковом посеве глубину обработки увеличивают на 3... 4 см. В районах недостаточного увлажнения, где глубокая обработка почвы приводит к большим потерям влаги на испарение, весенние культивации чистого пара проводят на глубину 10... 12, последующие обработки - на 5... 6 см. Первую культивацию осуществляют поперек направления вспашки, последующие - поперек направления предшествующих обработок, применяя различные способы движения агрегата - челночный, петлевой, с перекрытием и др.

Междурядную культивацию применяют для рыхления поверхностного слоя и подрезания сорняков в междурядьях пропашных культур (свеклы, картофеля, кукурузы, овощных и др.). Междурядная культивация - один из элементов интенсивной технологии возделывания сельскохозяйственных культур. Одновременно с междурядной культивацией можно проводить подкормку растений, нарезку поливных борозд (в орошаемом земледелии), внесение пестицидов (химических препаратов для борьбы с вредителями и болезнями растений), а при возделывании картофеля в увлажненных районах его окучивание.

для поддержания почвы в рыхлом и чистом от сорняков состоянии за вегетацию проводят несколько междурядных культиваций. Число и глубина междурядных культиваций зависят от засоренности посевов, биологических особенностей возделываемых культур, степени уплотнения почвы, метеорологических и других условий.

Агротехнические требования к культивации - почву рыхлят без оборота обрабатываемого слоя и подрезают сорняки. При культивации следят за тем, чтобы верхний слой был мелкокомковатым, отклонение средней глубины рыхлений от заданной не превышало 1 см, высота гребней - 4 см, неровности дна - 2 см, а перекрытие между смежными проходами агрегата равнялось 15 см. Нижний влажный слой не должен перемещаться на поверхность поля, а количество неподрезанных сорняков - не должно превышать 3 %.

Культивацию проводят сельскохозяйственными орудиями - культиваторами, которые разделяют на паровые - для сплошной обработки почвы и пропашные - для междурядной обработки пропашных культур.

Культиваторы бывают ручные, конные и тракторные (рис. 18). В свою очередь тракторные культиваторы подразделяют на прицепные и навесные, причем в настоящее время навесные культиваторы постепенно вытесняют прицепные.

Ручные культиваторы используют в приусадебных хозяйствах. Для работы на мелкоконтурных полях крестьянских и фермерских хозяйств очень удобны конные культиваторы и небольшие навесные культиваторы к мини-тракторам. Культивацию полей в крупных хозяйствах промышленного типа ведут с помощью многокорпусных культиваторов на тракторной тяге.

Прикатывание почвы применяется для уплотнения и выравнивания поверхности поля, а также для дробления глыб. Различают предпосевное и послепосевное прикатывание почвы.

Предпосевное прикатывание почвы на предварительно вспаханном или разрыхленном поле проводят в основном для предупреждения усиленного испарения почвенной влаги и оседания почвы после появления всходов. Прикатывание почвы до посева улучшает ее прогревание, создает лучшие условия для работы сеялок, обеспечивает равномерную заделку семян мелкосеменных культур (например, проса, кормовых трав).

Послепосевное прикатывание почвы в сухую погоду усиливает приток влаги к семенам, уменьшает ее испарение, улучшает контакт семян с почвой и ускоряет их прорастание.

Для прикатывания почвы применяют кольчато-шпоровые, кольчато-зубчатые, борончатые, гладкие