Система обработки почвы: назначение, научные основы, современные технологии и задачи

Даже самые благоприятные внешние условия для успешного севооборота не могут гарантировать получение богатого урожая, если почвенный слой не подготавливается надлежащим образом. Ключевое значение в его подготовке и сохранении плодородных качеств имеет культивация. Это механическая обработка почвы, система которой базируется на научных основах и подкрепляется практикой применения.

Назначение мероприятий по обработке почвы

Комплекс методов обработки почвы направлен на регуляцию практически всех аспектов жизни и развития культурных растений преимущественно за счет стимуляции водно-воздушного режима земли. Данные свойства имеют прямую связь со структурным состоянием плодородного слоя, изменение которого как раз происходит за счет приемов механического воздействия. Помимо этого, обработка оказывает влияние на температурный режим земли, повышая или понижая ее теплоемкость и теплопроводность. В конечном счете происходит регуляция жизнедеятельности микроорганизмов, способствующих накоплению необходимых для растений элементов. При этом надо учитывать и негативные стороны применения систем обработки почвы.

В системах земледелия важно соблюдать баланс общего повышения плодородия и правильного использования его потенциала. Поэтому дополнительным стимулятором благоприятных условий для почвы выступает искусственное удобрение. Без сочетания правильно выбранной тактики механической обработки и поддержания достаточного уровня перегноя, в частности, невозможно ожидать и хорошего урожая.

Научные основы

Современный уровень научного знания позволяет детально рассматривать конкретные факторы, влияющие на почвенный слой посредством почвообрабатывающих инструментов. В качестве теоретической основы для систем обработки почвы выступает раздел физики, изучающий гранулометрический состав и агрофизические свойства плодородного слоя. С точки зрения механического воздействия, важны следующие агротехнические качества земли:

• Плотность. Средний показатель варьируется от 1 до 1,5 г/см³ в зависимости от типа почвы.
• Пористость. Рассматривается общая (50-60%) и аэрационная (15-25%) пористость.
• Связность. Отражает способность структуры земли сопротивляться механическому воздействию.
• Липкость. Свойство почвы, которое указывает на ее способность прилипать к поверхностям почвообрабатывающих орудий при увлажнении.
• Пластичность. Склонность к изменению структурной формы под действием обрабатывающих инструментов.
• Физическая спелость. Комплексный показатель, который отражает оптимальную готовность почвы к механической обработке.

Задачи обработки почвы

На основе теоретической базы формулируется перечень задач, которые стоят перед технологами и непосредственными участниками процесса обработки. К основным из них относятся следующие:

• Усиление активности микробиологических процессов, с которыми напрямую связан питательный режим плодородного слоя.
• Минимизация сорной растительности, а также вредителей, гнездящихся в верхних слоях почвенного покрова. Косвенно система обработки почвы помогает бороться и с заболеваниями, устраняя зараженные остатки прежних растений.
• Снижение вероятности ветровой и водной эрозии.
• Создание необходимых структурных условий в почве для внесения удобрений.
• Создание пахотного пласта.
• Подготовка земли к посеву и уход за высаженной растительностью.

Методы основной обработки

Главным почвообрабатывающим методом является вспашка, посредством которой выполняется крошение, рыхление, перемешивание и заделка остатков растительности. Среди ключевых факторов качественной вспашки можно выделить форму отвала, обеспеченную плугом. Например, цилиндрический отвал эффективно реализует крошение, но слабо производит оборот пласта, поэтому его задействуют на полях с легкими почвами. В свою очередь, плуг с винтовой отвальной формой успешно справляются с оборачиванием, но не подходят для крошения.

Также основная система обработки почвы включает чизельный метод механического воздействия, целью которого является рыхление слоя по заданной глубине. В данном случае не ставятся задачи отвала или крошения. Чизельные орудия предназначены для создания прорезей в почве, чтобы в них проникала влага. Для таких задач применяются специальные модификации плугов, культиваторы и рыхлители, проникающие на глубины от 25 до 60 см.

Система обработки для яровых

В данный комплекс входят элементы основной, предпосевной и послепосевной обработки. Выполнение основного спектра мероприятий приходится на летнее-осеннее время – так называемая зяблевая обработка. Предпосевные работы организуются в весенний период. Собственно, подготовка полей к высаживанию начинается сразу после уборки предыдущего урожая. С этого момента начинается стимуляция воздушно-влажностного баланса, в результате которой снижается связность почвы. В системе обработки почвы под культуры вида яровых применяются инструменты для лущения – чизельные или дисковые орудия со стрельчатыми лапами. К ним добавляется методика вспашки на глубину. Параметры обработки определяются степенью засоренности. К примеру, если доминируют малолетние сорняки, то глубина рассчитывается на 5-7 см.

Система обработки почвы под озимые

Растения данного вида преимущественно высевают летом или в начале осени. К этому моменту необходимо тщательно выровнять почвенный слой, обеспечив достаточный показатель плотности. Что касается систем обработки, то на сегодняшний день применяются следующие подходы:

• Обработка занятых паров. Реализуется глубинная вспашка, чтобы озимые смогли использовать ее эффект. Когда заканчивается сбор урожая, вспашку повторяют, но на глубине меньше уровня пахоты под паровые растения.
• Зяблевая система обработки почвы под озимые культуры. Начинается с ликвидации остатков прежней растительности методом дискования. Также производится вспашка по глубине пахотного слоя. В случае недостаточной заделки прикорневых отростков выполняется и боронование.

Система послепосевной обработки почвы

Уже после высадки растений необходимо произвести комплекс мероприятий, целью которых будет создание условий для дальнейшего роста растений. В данном случае применяются следующие приемы:

• Разрушение корки почвенного слоя для стимуляции водно-воздушного режима.
• В почву заделываются удобрения и гербициды.
• Уничтожаются всходы сорняков.
• Поверхности почвы по возможности задается определенная структурная форма, благоприятствующая развитию высаженных растений.

В комплексе послепосевной системы обработки почвы могут использоваться довсходовые и послевсходовые методы. До появления всходов земля прикатывается или боронуется, а после – выполняют щелевание, рыхление и окучивание в междурядьях.

Концепция минимальной обработки

Несмотря на активное развитие технических средств обработки почвы, главные тенденции развития методов механического воздействия на плодородный слой ориентируются на снижение ее роли в процессах севооборота. Данный принцип получил название нулевой обработки или системы no-till. С одной стороны она отталкивается от негативных факторов многократного прохода технических средств по полю, а с другой – от запроса на повышение энергоэффективности технологических операций. В целом же систему обработки почвы в севообороте по принципам no-till можно охарактеризовать как оптимизацию традиционных способов культивации.

На практике концепция минимальной обработки реализуется за счет следующих принципов:

• Совмещение нескольких операций в одном процессе.
• Сокращение глубины обработки.
• Замена механических инструментов гербицидами.

Но логично возникает вопрос – не повлияет ли оптимизация на производительность и общее качество обработки? Опять же, практика внедрения данных принципов говорит об обратном. Кроме снижения затрат по силовым и финансовым ресурсам обеспечивается щадящее воздействие на почву, что дает дополнительные преимущества:

• Сохранение гумуса.
• Сохранение влажности плодородного слоя.
• Снижение рисков эрозии.
• Расширение возможностей при последовательном посеве разных культурных растений.
• Минимизация формирования нежелательных борозд.
• Варьирование глубины обработки позволяет сохранять общую структуру почвы.

Заключение

Обширный спектр агротехнических операций и средств обработки почвы вкупе с детальным анализом состава плодородного слоя позволяет с высокой эффективностью возделывать земли на пригодных для этого территориях. В то же время перспективные направления развития техник севооборота неизбежно совмещаются с принципами сохранения экологии окружающей среды и сокращения энергетических ресурсов. Также новейшие способы и системы обработки почвы разрабатываются с учетом особенностей применения современных химических стимуляторов.

Что же касается технического арсенала, то и он проектируется с большим уклоном в сторону оптимизации, снижения габаритов и повышения управляемости. Появляется оборудование нового поколения с электронным контролем, позволяющим не только выполнять задачи механической обработки, но и параллельно отслеживать определенные показатели состояния почвы посредством датчиков.