Задачи и технологические операции обработки почвы
Обработка почвы является энергоемким и дорогимприемом земледелия. В настоящее время на нее приходится 40% энергетических и 25% трудовых затрат от всего объема работ по возделыванию культур (Рассадин А.Я., 1985). Колоссальные затраты энергетических ресурсов будут оправданы лишь в том случае, если приемы обработки почвы научно обоснованы и применяются в соответствии с требованиями культур и почвенно-климатическими условиями.
Обработка почвы – это механическое воздействие на почву рабочими органами машин и орудий с целью создания оптимальных условий для формирования корневой системы и развития растений.
При обработке почвы решаются следующие задачи:
– создание благоприятного строения пахотного слоя почвы и мелкокомковой структуры. В условиях недостаточного увлажнения капиллярная скважность должна превышать некапиллярную;
– уничтожение сорных растений и возбудителей болезней и вредителей;
– лишение жизненности дернины многолетней растительности;
– заделка в почву органических и минеральных удобрений, гербицидов, семян и вегетативных органов размножения сорняков, растительных остатков (там, где это необходимо);
– улучшение пищевого режима почвы за счет перераспределения питательных веществ в пахотном слое и активизации микробиологических процессов;
– создание благоприятных условий для заделки семян культурных растений;
– увеличение мощности пахотного слоя почвы и его окультуривание;
– создание благоприятных технологических условий для проведения последующих полевых работ (посев, уход за посевами, уборка урожая и т.д.);
– предупреждение возможных отрицательных последствий (чрезмерное распыление, уплотнение и т.д.).
В зоне недостаточного увлажнения, где создается опасность для проявления эрозионных процессов, одним из основных требований к обработке почвы является минимальное распыление почвы и максимальное сохранение растительных остатков на ее поверхности.
Решение этих и других задач достигается благодаря таким технологическим операциям, как рыхление, оборачивание, перемешивание, уплотнение, выравнивание, подрезание сорняков, профилирование (создание борозд, гребней, гряд и т.д.).
Рыхление – главная технологическая операция обработки почвы, благодаря которой изменяется строение пахотного слоя. Для нормального роста и развития растений требуется определенная оптимальная плотность почвы. Для большинства культур она находится в пределах 1,1-1,3 г/см3. При глубоком рыхлении корни растений проникают даже в материнскую породу.
При рыхлении одновременно происходит крошение почвы на агрегаты. В зонах проявления ветровой эрозии наличие а поверхностном слое почвы в большом количестве агрегатов менее 1 мм в диаметре нежелательно, так как они являются эрозионными.
Для рыхления применяют плуги, лущильники, культиваторы, ротационные мотыги, чизели, культиваторы, фрезы, плоскорезы, глубокорыхлители, плуг Мальцева.
Оборачивание – взаимное вертикальное перемещение почвенных слоев или горизонтов. При этой операции верхняя часть обрабатываемого слоя почвы перемещается вниз, а нижняя извлекается наверх. Оборачивание необходимо для заделки в почву удобрений, гербицидов, семян и вегетативных органов размножения сорняков, растительных остатков, усиления микробиологической деятельности в нижней части пахотного слоя. При оборачивании уничтожаются сорняки, вредители и патогены болезней растений. На почвах с неглубоким пахотным слоем в результате оборачивания окультуриваются подпахотный горизонт. Оборачивание имеет и негативные последствия. В степных районах оно оголяет почву, вследствие чего теряется не только влага испарением, но и плодородный слой почвы в результате дефляции.
Оборачивание осуществляют плуги, лемешные и дисковые лущильники, дисковые бороны.
Перемешивание – изменение взаимного расположения почвенных частиц и агрегатов с целью придания всему пахотному слою однородности. При этом происходит более равномерное распространение элементов питания, почвенных микроорганизмов, удобрений, структурных отдельностей, продуктов разложения растительных остатков по всему пахотному слою. Перемешивание особенно необходимо в тех случаях, когда к плодородному слою припахивают менее плодородный подпахотный горизонт.
Перемешивание недопустимо при локальном внесении удобрений, гербицидов, а также при наличии уплотненной прослойки, препятствующей конвекционно-диффузному испарению парообразной влаги из почвы.
Для перемешивания почвы применяют плуги без предплужников, орудия роторного типа (фрезу) и другие рыхлящие машины.
Уплотнение – технологическая операция противоположная рыхлению. Излишне рыхлая почва, как было сказано ранее, имеет ряд отрицательных свойств, которые устраняются в результате уплотнения.
При уплотнении происходит сближение почвенных агрегатов и уменьшение объема некапиллярных пор.
Уплотнение обеспечивает хороший контакт высеянных семян с почвой, подтягивается влага нижних горизонтов в зону расположения корневой системы растений, снижается выдувание почвенных частиц при усиленном ветровом режиме. При уплотнении почвы снижается интенсивность диффузного испарения влаги из почвы. Максимально допустимое уплотнение может быть определено следующим уравнением:
(100 – 15) d
Р = ——————— , (63)
100 + Wd
где Р - верхний предел допустимой плотности почвы, г/см3;
d - удельная масса почвы;
W- величина наименьшей влагоемкости, %.
Следует отметить, что уплотнение приводит к повышению температуры почвы на 2-3°С, что может оказать отрицательное влияние на рост и развитие растений в условиях сухого и жаркого лета. Оно не желательно также на солонцеватых, бесструктурных почвах, склонных к уплотнению, так как может вызвать сток воды и смыв почвы, ухудшение ее воздушного режима.
Уплотнение почвы проводится катками с различной рабочей поверхностью и массой.
Выравнивание - устраняет неровности на поверхности почвы. Оно, уменьшая испаряющую поверхность, снижает непроизводительный расход воды из почвы, обеспечивает равномерную заделку семян, особенно при посеве мелкосемянных культур. На выровненных полях повышается качество полевых работ по уходу за посевами, уборки урожая.
Выравнивание - одно из необходимых операций при выращивании культур в условиях орошения Оно выполняется боронами, катками, волокушами, грейдерами, малой (перед поливами), шлейфами.
Подрезание сорняков - технологическая операция, направленная на уничтожение вегетирующих сорняков и истощение корневой системы многолетних сорных растений. Оно обычно совмещается с выполнением других технологических операций:рыхлением, оборачиванием, перемешиванием. Однако в некоторых случаях эта технологическая операция осуществляется самостоятельно: при междурядных обработках культиваторами, снабженными бритвенными лапами, при вычесывании корневищ штанговыми культиваторами и т. д.
Профилирование - это придание поверхности почвы различных неровностей определенного профиля в виде грядок, гребней, борозд, лунок (блюдцеобразные углубления) и т.д. В условиях недостаточного увлажнения эти элементы микрорельефа способствуют увеличению запасов влаги в почве за счет лучшего впитывания осенних осадков и весенних талых вод и тем самым предотвращению смыва почвы При избытке влаги и недостатке тепла для улучшения теплового и воздушного режимов почвы применяют посевы культур в гребни.
Для профилирования используют плуги со специальными приспособлениями, лункообразователи, кольчатые и противоэрозионные катки и т.д.