Материал: Лекция_-10

Лекция №9 Тема: Научные основы обработки почвы

План лекции

1. Понятие об обработке почвы и её задачи

2. Технологические процессы (операции) при обработке почвы

3. Основные технологические свойства почвы

1. Понятие об обработке почвы и её задачи

Обработка почвы – воздействие на почву рабочими органами машин и орудий с целью улучшения почвенных условий жизни сельскохозяйственных культур и уничтожения сорняков. Это самый древний приём земледелия. Более 10 тысяч лет назад, при переходе от собирательства к возделыванию полезных растений люди заметили, что они лучше растут на разрыхленной и свободной от других, диких растений, почве. Первыми почвообрабатывающими орудиями были заострённые палки, кости крупных животных, сучья деревьев, затем – лопата и мотыга, а на их основе – плуги и другие почвообрабатывающие орудия.

Прототипом плуга был заострённый кривой сук дерева, который за длинный конец тянули вперёд, а коротким - царапали почву.

Затем к нему приделали рукоятку для управления.

После одомашнивания животных к длинному концу стали пристраивать ярмо или другие устройства для их упряжи.

С появлением металлургии на острый конец установили металлический наконечник.

Потом положили орудие на «передок» с колёсами, что облегчило его транспортировку, управление и регулировку.

Наконец, в 1870 г. немецкий кузнец Рудольф Сакк изготовил металлический однолемешный конный плуг с предплужником, принципиальная схема которого сохранилась и у современных плугов.

В последующем парк земледельческой техники значительно расширился за счёт принципиально новых машин и орудий для обработки почвы.

Общая задача обработки почвы – повышение её плодородия, то есть способности почвы удовлетворять потребности растений. Эта общая задача выполняется путём решения частных задач:

1. создание благоприятного строения и сложения обрабатываемого слоя почвы, то есть оптимальной плотности и порозности почвы, оптимального соотношения в ней капиллярных и некапиллярных промежутков с целью регулирования водно-воздушного, теплового и пищевого режимов почвы. Для наших засушливых условий эти показатели следующие: плотность почвы – 1,1…1,3 т/м³, общая порозность – 55…60%, отношение капиллярной порозности к некапиллярной - в пределах 2/1…3/1, аэрация – 15…20%;

2. борьба с засорённостью полей;

3. очищение почвы от вредителей и зачатков болезней сельскохозяйственных культур;

4. заделка в почву удобрений, мелиорантов и растительных остатков. Но не всегда это нужно. Так, на землях, подверженных эрозии, а также при использовании технологий Mini-Till и No-Till растительные остатки сохраняют на поверхности поля;

5. умерщвление дернины, то есть корневой системы многолетней травянистой растительности для предотвращения её отрастания в посевах;

6. борьба с эрозией почвы;

7. создание ложа для семян перед посевом, то есть равномерно взрыхлённого, выровненного и хорошо разделанного поверхностного слоя почвы и уплотнённой прослойки на глубине заделки семян.

2. Технологические процессы (операции) при обработке почвы

Задачи обработки почвы выполняются с помощью следующих технологических процессов или операций:

1. рыхление и крошение;

2. оборачивание;

3. перемешивание;

4. уплотнение;

5. выравнивание;

6. подрезание;

7. профилирование, то есть придание поверхности почвы необходимой формы.

Рыхление почвы – технологическая операция, обеспечивающая изменение взаимного расположения почвенных отдельностей с увеличением объёма пор, то есть придания им такого положения, когда они прилегают друг к другу менее плотно. В результате увеличивается порозность почвы и снижается её плотность. При рыхлении почвы происходит и её крошение.

Рыхление бывает глубокое, обычное, мелкое и поверхностное. По существующей в стране классификации, обработка почвы до глубины 0,08 м считается поверхностной, от 0,08 до 0,16 м – мелкой, на 0,16…0,24 м - обычной и свыше 0,24 м – глубокой. В производственной практике под полевые культуры максимальная глубина обработки почвы 0,25…0,30 м, при мелиоративной обработке солонцовых почв и плантажной вспашке под сады и лесонасаждения – до 0,50…0,60 м.

Для чего необходимо периодическое глубокое рыхление?

1. В результате него создаётся глубокий окультуренный, то есть улучшенный с помощью удобрений и обработки, слой почвы. Ряд учёных доказали, что чем больше объём почвы, который используется растениями, тем выше их урожай (табл. 1).

Таблица 1

Влияние объёма почвы на урожай овса (по к. К. Гедройцу)

А как раз на глубоком окультуренном слое почвы растения развивают мощную корневую систему, которая охватывает большой объём почвы, извлекая оттуда больше влаги и питательных веществ (табл. 2).

Таблица 2

Масса и распределение корневой системы ячменя по почвенному профилю, % (Учхоз вгсха «Горная Поляна», 1979…1983 гг.)

Влияние переменной глубины основной обработки почвы на урожайность сельскохозяйственных культур (Безенчукская опытная станция, 1941…1946 гг.)

Таблица 4

Урожайность культур зернопаропропашного севооборота в зависимости от основной обработки почвы, т/га (Учхоз вгсха «Горная Поляна», 1979…1985 гг.)

2. При глубоком рыхлении почва приобретает благоприятное строение и сложение, за счёт чего улучшается водный, воздушно-тепловой и питательный режимы. Дело в том, что под влиянием силы тяжести, атмосферных осадков, разрушения структуры, проходов по полю сельскохозяйственной техники почва уплотняется, слёживается, приобретая гексагональное сложение. Почвенные отдельности плотно прилегают друг к другу, уменьшается порозность, в почву хуже проникают вода и воздух, замирают полезные аэробной микробиологические процессы. Рыхлящие орудия вспушивают почву, она приобретает рыхлое кубическое сложение, увеличивается пористость, усиливаются аэробные микробиологические процессы и накапливается больше питательных веществ, лучше развиваются корни растений. Разрыхлённая почва обладает большей водопроницаемостью и влагоёмкостью Так, тяжелосуглинистая светло-каштанова почва после рыхления имеет плотность около 0,9 т/м³, а к уборке может уплотняться до 1,4…1,5 т/м³. Оптимальная же для растений плотность находится в пределах 1,1…1,3 т/м³. Рыхление почвы и позволяет поддерживать этот оптимум Глубокая обработка имеет большое фитосанитарное значение, так как способствует подавлению сорняков, вредителей и болезней сельскохозяйственных культур, усиливает разложение токсических веществ.

3. Глубокая обработка имеет большое значение на склонах, так как уменьшает поверхностный сток осадков, которые лучше впитываются в рыхлую почву, и тем самым предохраняет почву от водной эрозии.

Возникает вопрос – сколько раз, то есть, как часто надо рыхлить почву глубоко? Это далеко не праздный вопрос, так как каждый сантиметр глубины увеличивает энергозатратность обработки почвы на 5…7%.

От чего зависит глубина обработки почвы?

1. Глубина и частота рыхления зависят от почвенно-климатических условий, определяющих скорость оседания почвы. Чем быстрее и сильнее уплотняется данная почва, тем глубже и чаще её надо обрабатывать. Во влажных районах под влиянием осадков почва оседает быстрее, в засушливых – медленнее. Структурные почвы уплотняются меньше, чем бесструктурные. Поэтому, по данным многих авторов (Д. И. Буров, П. К. Иванов, В. И. Румянцев и др.), в Поволжье благоприятное сложение и строение на чернозёмных структурных почвах после рыхления сохраняется 3…4 года, на плохо оструктуренных каштановых – 2…3 года.

2. От засорённости и увеличивается на сильно засорённых многолетними сорняками почвах.

3. От биологических особенностей возделываемых культур и их предшественников.

4. От применяемой системы удобрений.

В настоящее время установлено, что с учётом положительного последействия глубокого рыхления, обработка почвы в севообороте должна быть разноглубинной и состоять из периодической глубокой и менее глубоких обработок (табл. 3, 4).

Таблица 3