На суглинистых почвах Нечерноземной зоны перспективен комбинированный агрегат КА-3,6, применение которого позволяет отказаться от вспашки в системе основной обработки и совместить предпосевную подготовку почвы с посевом зерновых культур.
Высокая эффективность использования комбинированных агрегатов АКПП-3,6, КППА-3,6, МКПП-3,6, АКР-3,6 установлена на предпосевной обработке почвы и посеве зерновых и зернобобовых культур.
В районах ветровой эрозии применяют посевные машины СЗС-2,1, СЗП-3,6, ЛДС-6, которые за один проход выполняют предпосевную обработку почвы, рядковое внесение удобрений, посев и прикатывание почвы в рядках.
Противоэрозионная обработка почвы. Одна из основных задач обработки почвы – защита ее от водной и ветровой эрозии, поэтому к обработке в условиях проявления эрозии предъявляют определенные требования. Главный принцип почвозащитной системы земледелия – обработка почвы плоскорежущими, не оборачивающими, а лишь рыхлящими почву орудиями, сохраняющими стерню на поверхности поля с целью предотвращения эрозии и уменьшения испарения почвенной влаги.
К важнейшим противоэрозионным приемам обработки почв необходимо отнести следующие: вспашку поперек склона; контурную обработку почв, вспашку с почвоуглубителями или плугом с вырезными корпусами; плоскорезную обработку с сохранением стерни; комбинированную отвально-безотвальную вспашку; ступенчатую вспашку с использованием плугов, у которые четные корпуса устанавливают на 10–12 см глубже; вспашку с одновременным формированием на поле противоэрозионного нанорельефа (борозды, валики, прерывистые борозды, лунки); полосное рыхление; щелевание посевов и почвы; применение различных вариантов минимальной обработки; противоэрозионные приемы обработки почв в многолетних насаждениях (глубокое полосное рыхление, щелевание, кротование, бороздование, лункование и др.); противоэрозионные приемы обработки лугов и пастбищ (щелевание, кротование).
Этот перечень не исчерпывает всех противоэрозионных приемов. Рассмотрим подробнее основные.
Вспашка поперек склона. Более простой, эффективный и доступный каждому хозяйству прием защиты почв от водной эрозии – проведение всех агротехнических приемов поперек склонов.
На склонах до 50 проводят комбинированную вспашку поперек склона четырехкорпусным плугом, у которого второй и четвертый корпуса оставляют с обычными отвалами, а у первого и третьего отвалы снимают. Последние рыхлят почву без оборота пласта. В результате работы такого агрегата образуются две борозды и два валика, которые способствуют уменьшению эрозионных процессов.
При правильной основной обработке почвы каждая борозда и каждый гребень пашни должны влиять на регулирование поверхностного и внутрипочвенного стоков.
Увеличение глубины обработки. Важнейший прием повышения поглощения влаги на склонах – увеличение глубины обработки, а на почвах с небольшим гумусовым горизонтом – углубление пахотного слоя плугами с почвоуглубителями и вырезными корпусами. Способы глубокой обработки почвы нужно дифференцировать в соответствии с рельефом обрабатываемой площади. Так, в нижних элементах склонов положительный результат в регулировании стока дает вспашка на меньшую глубину с рыхлением подпахотного слоя почвы почвоуглубителями по сравнению с приводораздельными территориями, где пашут на полную глубину.
На полях с глубокой зяблевой вспашкой запасы влаги увеличиваются на 20–30 мм вследствие уменьшения поверхностного и внутрипочвенного стоков, сокращается смыв почвы и повышается урожай сельскохозяйственных культур в среднем на 10–15%, особенно в засушливые годы в зонах недостаточного увлажнения.
К числу приемов противоэрозионной обработки следует отнести чередование через год безотвального рыхления на 30–32 см со вспашкой на 20–22 см с обвалованием зяби.
За последние годы в различных зонах страны накоплен большой фактический материал по действию безотвальной и плоскорезной обработок почв в защите почв от водной эрозии. Плоскорезная обработка высокоэффективна только при наличии мульчирующего слоя почвы.
Контурная обработка. Основные принципы контурной обработки сводятся к тому, что почву нужно обрабатывать в направлении, близком к горизонталям местности, при поперечном движении агрегатов.
Обработка почвы по контурам – часть контурной организации территории как необходимого условия эффективного осуществления всего противоэрозионного комплекса мер.
Обвалование, прерывистое бороздование, лункование. Эти приемы перспективны на односторонних и выровненных склонах без ложбин. Обвалование проводят одновременно со вспашкой с помощью удлиненного отвала. Со вспашкой можно осуществлять прерывистое бороздование – поделку на поверхности поля земляных перемычек в борозде. Для этого применяют плуги с закрепленными на них трехлопастными перемычкоделателями. Осенью, после вспашки, проводят лункование зяби. В результате на поверхности почвы образуются углубления.
В связи с этим практический интерес представляет противоэрозионный агрегат, который за один проход образует валики, лунки и щели. Впитывающая способность таких лунок увеличивается благодаря тому, что они расположены непосредственно над щелями.
Ступенчатая разноглубинная вспашка. Ее проводят для уменьшения внутрипочвенного стока при обработке склона поперек плугом с четным числом корпусов, у которого четные корпуса пашут на обычную глубину, а нечетные, если позволяет мощность гумусового горизонта, на 12–15 см глубже. С этой целью их стойки удлиняют специальными приставками. Все корпуса работают с отвалами. В результате работы агрегата плужный след получается ступенчатым.
Щелевание, кротование. На склонах повышенной крутизны, где значительно снижается эффективность бороздования и лункования, рекомендуют шире применять щелевание и кротование. Щелевание как специальный прием можно проводить на посевах озимых культур, на полях многолетних трав, естественных сенокосах, пастбищах и в садах, а также на зяби. Этот способ заключается в поделке специальными орудиями узких глубоких щелей, глубина которых может достигать 40–60 см, ширина их 3–5 см, а расстояние между ними 100–150 см.
При нарезки щелей стенки их уплотняются, а сами щели заполняются рыхлой осыпавшейся почвой. Щели обычно нарезают с наступлением морозов и при промерзании почвы на 8–12 см, что позволяет обеспечить хорошую сохранность их до весны.
В некоторых хозяйствах применяют кротование. Сущность его в том, что на глубине 35–40 см специальным приспособлением делают полости-кротовины диаметром 6–8 см на расстоянии 0,7– 1,4 м, что положительно влияет на свойства почвы, улучшает ее водопроницаемость, распределение влаги по профилю. В условиях избыточного увлажнения кротование позволяет избавиться от лишней влаги.
Существенное значение имеют противоэрозионные приемы предпосевной, послепосевной обработок почвы и посева на склонах.
Основой почвозащитной системы земледелия служат почвозащитные севообороты и коренное изменение системы обработки почвы: отказ от применения плуга и других почвообрабатывающих орудий, заделывающих растительные остатки; обработка почвы орудиями плоскорезного типа, сохраняющими на поверхности почвы стерню и другие растительные остатки; введение и освоение почвозащитных севооборотов с полосным размещением посевов однолетних культур и многолетних трав, размещением паров на полях полосами между полосами зерновых культур.
Разработка принципов охраны почв от ветровой эрозии должна предусматривать создание ветроустойчивых агрегатов почвы и сохранение пожнивных остатков на ее поверхности. Это особенно важно для легких почв, где ветроустойчивые комочки, как правило, не образуются.
Во ВНИИ зернового хозяйства установлено, что стоящая стерня способствует уменьшению скорости ветра в приземном слое и снижает проявление ветровой эрозии.
С увеличением степени распыления почвы требуется большее количество стерни на поверхности почвы для ее защиты.
В целом для почвенного покрова руководством для создания ветроустойчивой поверхности могут служить данные количества лежачей и стоячей стерни.
Максимальное сохранение стерни на поверхности почвы после обработки и посева – главное требование к почвообрабатывающим орудиям и посевным машинам. Основываясь на этом, в комплекс противоэрозионной техники включены следующие орудия:
для основной безотвальной и плоскорезной обработки почвы (КПГ-250, КПГ-2-150, КПГ-2,2 и др.);
для мелкой основной и предпосевной обработки с сохранением стерни (КПГ-2,2, КПШ-9, КШ-3,6А, КПЭ-3,8);
с игольчатыми рабочими органами для закрытия влаги, заделки семян сорняков и осенней обработки стерни (БИГ-ЗА);
посевные комбинированные машины для посева зерновых и кукурузы по стерневым фонам (СЗС-9, СЗС-2,1, СЗП-3,6, ЛДС-6, СБК-4);
глубокорыхлители-удобрители для внесения удобрений (КПУ-2,2, ГУН-4).
Почвозащитные технологии обработки почвы с сохранением стерни и со снегозадержанием позволяют обеспечить более высокие по сравнению с отвальной обработкой весенние запасы продуктивной влаги.
Многолетний опыт в Поволжье, Сибири показывает, что в годы с малоснежной зимой и сильными ветрами плоскорезная обработка почвы позволяет накопить до посева почвенной влаги в метровом слое в 2–4 раза больше, чем отвальная.
Как известно, основное направление хозяйств в степных засушливых условиях – производство зерна яровой пшеницы с высокими товарными качествами. Севообороты в этих условиях максимально насыщают яровой пшеницей, лучшим предшественником которой служит чистый удобренный кулисный пар.
В условиях проявления ветровой эрозии эффективность чистых паров определяется приемами их обработки: чистые пары надо обрабатывать безотвальными орудиями типа плоскорезов. При этом удается сохранить на поверхности пожнивные остатки в течение всего парования и обеспечить их полезное влияние на водный режим почвы и урожай яровой пшеницы.
Переход на обработку почвы безотвальными орудиями ВНИИ зернового хозяйства рекомендует при строгом соблюдении севооборотов, обязательном введении чистых паров, высоком качестве обработки, организации тщательной борьбы с сорняками, в конечном счете, при общем повышении культуры земледелия. Практически целесообразнее этот переход начинать с парового поля, поставив задачу путем обработок его уничтожить злостные многолетние сорняки.
По технологии обработку чистых паров начинают весной в возможно ранние сроки культиваторами-плоскорезами КПП-2,2 на глубину 8–10 см, что способствует лучшему подрезанию многолетних и однолетних сорняков, сохранению 85–90% стерни на поверхности и накоплению влаги в почве. После очередного отрастания сорняков поле обрабатывают на глубину 10–12 см. Последующие обработки проводят на 1–2 см глубже предыдущей и последнюю – на глубину пахотного слоя до 25 см примерно в конце августа. Эффективность чистого пара повышается в случае переноса последней обработки почвы на октябрь при увеличении глубины обработки до 25–27 см. Это позволяет лучше использовать зимние осадки, значительно сократить сток талых вод и увеличить урожайность возделываемых культур.
К агротехническим мерам борьбы с эрозией относятся все приемы возделывания полевых культур, повышающие поглощение воды почвой. Таких приемов сравнительно много:
вспашка поперек склона;
вспашка поперек склона с почвоуглубителем или плугом с вырезными корпусами;
гребнистая контурная вспашка;
обработка почвы плоскорезами с оставлением стерни;
комбинированная вспашка плугами, когда на первом и третьем корпусах устанавливаются укороченные отвалы;
комбинированная вспашка, когда у обычного прицепного плуга снимается один-два или три отвала, другая часть корпусов работает с отвалами;
ступенчатая вспашка с использованием плугов, у которых второй и четвертый корпуса устанавливаются на 10–12 см глубже;
прерывистое бороздование с образованием при вспашке замкнутых отрезков борозд;
прерывистое бороздование с почвоуглублением;
комбинированная и ступенчатая вспашка с прерывистым бороздованием сложных склонов;
лункование, которое на влажной почве проводится одновременно со вспашкой, а на глыбистой пашне – после вспашки (осенью);
лункование с почвоуглублением;
щелевание озимых и многолетних трав с использованием различных щелевателей;
перекрестное обвалование с использованием плуга с удлиненной формой отвала и валикоделателя;
бороздование междурядий с одновременным окучиванием рядков поперек склона и др.
Просачивание воды в почву определяется условиями внутреннего и внешнего порядка. К внутренним факторам относятся строение и мощность пахотного слоя, структурные особенности почвы и степень насыщения почвенных пор водой во время замерзания почвы.
Основным природным фактором развития эрозии является рельеф – крутизна и длина склонов, их форма.
При правильной основной обработке почвы каждая борозда и каждый гребень пашни оказывают влияние на регулирование стока талых вод и тем способствуют уменьшению эрозии почвы.
Уменьшение стока воды на вспаханных полях объясняется прежде всего тем, что при глубокой вспашке почвы образуется сеть некапиллярных промежутков и более крупных капиллярных пор, которые полностью или частично остаются свободными ото льда, что обусловливает возможность проникновения талой воды в неоттаявшую почву.
Одним из приемов, предупреждающих возможный сток талых вод на склонах до 1–1,50, является глубокая обработка почвы, способы которой дифференцируются в соответствии с рельефом обрабатываемой площади. На нижней присетевой части склона положительный результат в регулировании стока дает вспашка на глубину гумусового горизонта с рыхлением подпахотного слоя почвоуглубителями. Здесь может быть полезна безотвальная обработка. На приводоразделыных территориях с меньшим уклоном, где почвы менее смыты, а гумусовый горизонт мощнее, следует применять вспашку на полную глубину.
Исследования показали, что на полях, где зяблевая вспашка проводилась на глубину до 30–32 см, запас влаги в почве увеличивался на 20–30 мм вследствие уменьшения поверхностного стока.
При глубокой вспашке сокращается смыв почвы и повышается урожай зерновых культур на 2–3 ц с гектара.
К внешним условиям, способствующим лучшему просачиванию воды в почву, относятся микрорельеф поверхности поля и характер снежного покрова. Поэтому направление и глубина вспашки имеют большое значение для регулирования весеннего стока и борьбы с эрозией почв. Почву на склонах от 1,5 до 30 следует пахать поперек склона – перпендикулярно к направлению стока воды.
На склонах от 3 до 50 следует применять специальные водозадерживающие приемы обработки почвы. На односкатных и ровных склонах при сравнительно поздней зяблевой обработке (после лущения жнивья) рекомендуется гребнистая вспашка обычным плугом с одним удлиненным до 40–45 см отвалом. Этот отвал сбрасывает пласт на предыдущий, в результате чего на пашне образуются валики высотой 10–12 см и открытые борозды, в которых задерживается вода.
В последнее время установлена целесообразность сокращения количества механических обработок почвы на чистых парах и частичная замена их химическими обработками против сорняков для лучшего сохранения стерни и снижения опасности дефляции. Глубина последней обработки чистых паров на легких почвах не должна превышать 16 см.
Первостепенное значение в этих условиях имеют разработка и обоснование полосного размещения культур, почвозащитных севооборотов и приемов залужения на сильноэродированных землях.
Для борьбы с ветровой эрозией в степных районах Сибири немалую роль играют кулисы различного вида. При обработке почвы дисковыми лущильниками создают стерневые кулисы. Для этого в середине лущильника снимают 6–8 дисков, чтобы после каждого прохода орудия оставалась полоса стерни шириной 90–100 см. Стерневые кулисы способствуют накоплению снега на полях аналогично плоскорезной обработке.
На паровых полях и после раноубираемых культур на почвах, подверженных ветровой эрозии, создают кулисы путем посева на этих полях горчицы, подсолнечника, суданской травы и других культур.
Наряду с кулисами, которые высевают рядами перпендикулярно господствующим ветрам, на посевах пропашных культур для защиты почвы от выдувания создают полосное размещение культур.
Большое внимание уделяют минимальной обработке как почвозащитной и ее разновидности – нулевой обработке. Минимальная обработка почвы предусматривает в одном комплексе различные механические и химические операции по посеву и уходу за сельскохозяйственными культурами. При нулевой обработке посев проводят специальными сеялками в нарезанные сошниками узкие бороздки по необработанному полю.
В борьбе с ветровой эрозией важное место занимает мульчирование поверхности почвы путем сохранения пожнивных остатков или разбрасыванием различных мульчирующих материалов.
Наряду с агротехническими мероприятиями в борьбе с ветровой эрозией используют химические препараты, которые улучшают структурно-агрегатное состояние почвы или создают на поверхности почвы различные пленки, защищающие ее от выдувания. В качестве закрепителей используют битумные эмульсии, синтетические латексы, отходы нефтяной, бумажной и сланцевой промышленности.
Необходимо использовать все возможности для внедрения почвозащитных мероприятий и эффективной почвозащитной технологии возделывания культур. На всей эрозионно опасной площади нужно внедрять комплексы почвозащитных приемов. Земледелие в нашей стране практически повсеместно должно быть почвозащитным, даже там, где эрозия пока не проявляется.