Обработка почвы в севообороте

Классики отечественной и зарубежной агрономической науки считали, что создание глубокого плодородного пахотного слоя почвы является безоговорочным агротехническим условием в получении высоких урожаев сельхозкультур. Поэтому они рекомендовали глубокую вспашку с внесением удобрений.

Большие затраты на обработку почвы, непродуктивные потери почвенной влаги, изменение климата и многие другие причины обусловили предложения заменить вспашку на поверхностную или мелкую обработку. Однако четких теоретических обоснований этим предложениям не было, а как доказательства часто приводились афоризмы, например: «Нужно идти вслед за природой, а природа не пашет». К тому же не учитывалось, что природа не собирает урожай. Она не учитывает наши нужды и живет по своим законам. Однако человек не может не считаться с законами природы и в своей деятельности не должен нарушать их.

Впрочем, существует и третий способ обработки почвы, которую целесообразно назвать комбинированным. Ведь даже работа лущильника, не говоря о дисковой бороне, а тем более дисковом плуге, характеризуется пусть и неполным, но все же вращением обрабатываемого слоя грунта и практически полным его перемешиванием.

Плюсы и минусы дифференциации

Во многих регилнах на протяжении последних 20-30 лет сложилась дифференцированная система обработки почвы, предусматривающая обработку традиционным плугом, орудиями, вращающими или не вращающими обрабатываемый слой. В зависимости от региона и выращиваемой культуры при этой системе мероприятия по обработке почвы различаются по глубине, количеству операций и набору орудий. Под пропашные культуры (свекла сахарная, кукуруза, подсолнечник, картофель) в системе основной обработки почвы вводят вспашку на глубину 25-27-30 см, под зернобобовые (горох, соя) и озимые и яровые пшеницу, ячмень, тритикале, овес мелкая обработка дисковыми или безотвальными орудиями. За ротацию зернопропашного севооборота проводят шесть разноглубинных вспашек.

Наукой и практикой установлены положительные и отрицательные признаки дифференцированной системы обработки почвы. К положительным относятся:

• создание оптимальной структуры обрабатываемого слоя почвы для регулирования водного, воздушного, питательного и теплового режимов почвы, что обеспечивает оптимальное развитие корневой системы растений;
• глубокое заделывание органических удобрений, побочной продукции растениеводства и сидератов, что обеспечивает повышенный коэффициент их гумификации, улучшает питательный режим почвы;
• высокая эффективность вспашки проявляется в условиях неустойчивого и особенно достаточного увлажнения;
• улучшение фитосанитарного состояния полей.

К отрицательным:

• под действием интенсивных возделываний и аэробных условий структура верхнего слоя почвы разрушается, тогда как в нижних слоях, где преобладают анаэробные условия, она восстанавливается;
• ухудшаются агрофизические свойства почвы, что ведет к повышению плотности нижних слоев;
• переуплотнение нижних и распыление верхних слоев почвы приводит к проявлению эрозионных процессов;
• агрофизическая деградация почв;
• усиливаются непродуктивные потери влаги и минерализация органического вещества почвы;
• высокие затраты энергии и ресурсов.

Для оптимизации основных показателей плодородия почвы под влиянием обработки в зернопропашном севообороте исследовали следующие системы основного возделывания почвы:

• дифференцированный (контроль) с проведением за ротацию шести вспашек, двух поверхностных возделываний под озимую пшеницу после кукурузы на силос и горох, одного плоскорезного рыхления под ячмень яровой;
• отвально-безотвальная обработка с проведением за ротацию двух вспашек под сахарную свеклу, пяти безотвальных разноглубинных рыхлений и двух поверхностных возделываний под озимую пшеницу после кукурузы на силос и горох;
• разноглубинный безотвальный под все культуры чизельными орудиями кроме поверхностной обработки дисковыми орудиями под озимую пшеницу после гороха и кукурузы на силос;
• поверхностная обработка на глубину 8-10 см дисковой бороной во все культуры севооборота;
• нулевая обработка под все культуры севооборота.

Исследования проводили на черноземах типичных малогумусных, содержание гумуса в обрабатываемом слое 4,34%, рН — 6,8-7,3, емкость впитывания — 30,7-32,5 мг. на 100 г почвы.

Что происходит при безотвальной обработке

По результатам исследований установлено, что систематическая разноглубинная обработка почвы создает гетерогенный по плодородию обрабатываемый слой. В период сева озимых и яровых культур такая обработка в отличии от дифференцированной улучшает режим влажности верхнего обрабатываемого слоя. В этом же слое близки к оптимальным величинам плотность строения, общая пористость и воздухоемкость, проявляется тенденция к повышенному содержанию в нем, если сравнить с вспашкой, органического вещества.

При обработке почвы в обрабатываемом слое существенно возрастает биологическая активность (вследствие преимущественного размещения в нем внесенных удобрений, корневых систем, побочной продукции и сидератов), что ведет к увеличению количества микроорганизмов с автотрофным типом питания. Одновременно такая обработка приводит к уплотнению нижних частей обрабатываемого слоя почв, существенному снижению содержания в них корневой системы растений и биологической активности. Уже на третий-четвертый годы проведение бессменной разноглубинной безотвальной обработки почвы проявляется дифференциация обрабатываемого слоя по плодородию, уменьшается глубина активной части корнесодержащего слоя, что сопровождается снижением продуктивности угодий, резким уменьшением длительности последействия органических удобрений.

Применение минеральных удобрений на фоне постоянной плоскорезной или поверхностной дисковой обработки стабилизирует процесс дифференциации почвенного плодородия пахотного слоя по содержанию в нем питательных веществ. Различные культуры на такую ​​дифференциацию реагируют неодинаково. Озимые и яровые зерновые (пшеница, рожь, ячмень, тритикале, овес), вторичная корневая система которых размещается в верхних слоях почвы, особенно при достаточном увлажнении, повышают свою урожайность по сравнению с вспашкой. На продуктивность пропашных культур с глубокой корневой системой (свекла сахарная, кукуруза, картофель, подсолнечник), независимо от погодных условий, дифференцированное распределение в почве питательных веществ приводит к снижению урожайности.

При систематическом применении поверхностных возделываний естественный дерновый (аккумулятивный) процесс не воспроизводится, поскольку в разрыхленном грунте минерализация преобладает синтез, гумус в почвенном профиле не аккумулируется, глубина корнесодержащего слоя почв (против вспашки) уменьшается, происходят большие потери азота. На глубине 20-30 см при относительно анаэробных условиях в почве появляются фитотоксины и закисные соединения элементов питания, которые малодоступны для растений.

Воздействие на фитосанитарное состояние

Нашими исследованиями также установлено, что различные системы основного возделывания почвы в значительной степени влияют на изменение фитосанитарного состояния полей, особенно засоренность. При глубокой вспашке в системе дифференцированной основной обработки почвы 40–49% семян сорняков размещается в слое почвы 20–30 см; 22-31% — 10-20 см и 23-35% — в слое 0-10 см. При поверхностной обработке грунта тяжелой дисковой бороной (впервые после глубокой вспашки) 58-61% семян сорняков находится в 0-10 см слое почвы и только 18-19% — в слое 20-30 см. С увеличением глубины обработки плоскорезом или чизелем до 25-27 см 48-55% семян сорняков размещается в слое почвы 0-10 см, 24-32% — 10 -20 см и 19-23% — в слое 20-30 см.

Следовательно, при переходе от глубокой отвальной к безотвальной обработке почвы, и особенно поверхностной, повышается засоренность 0-10 см слоя почвы в 1,8-1,9 раза, к тому же общее количество семян сорняков в пахотном слое увеличивается в 1, 1–1,4 раза.

В конце второй ротации зернопропашного севооборота под влиянием различных систем основной обработки происходят значительные изменения в потенциальной засоренности пашни. Дифференцированная система основной обработки, основой которой является вспашка, не решает проблемы снижения засоренности посевов, поскольку семена сорняков распределяются по всему обрабатываемому слою практически равномерно.

Плоскорезная и поверхностная системы основной обработки в течение двух ротаций (20 лет) не вращали обрабатываемый слой почвы в севообороте. В этих условиях наблюдали устойчивый рост количества семян сорняков в обрабатываемом слое, особенно при поверхностной обработке. На безгербицидном фоне потенциальная засоренность пашни увеличилась по сравнению с контролем в 2,5–2,8 раза, а при применении гербицидов – в 1,4–1,8 раза. Следует отметить, что при этих системах 69-82% семян сорняков было в слое 0-10 см, то есть потенциальная засоренность верхнего слоя почвы на безгербицидном фоне повысилась в 6-10 раз, при использовании же гербицидов — в 2,4-2 ,5 раза против контроля.

Вывод

Наивысшей продуктивностью пашни, противосорняковой и экономической эффективностью отмечалась отвально-беспахотная система основного возделывания почвы, построенная по принципу чередования глубокой пахоты один раз в 4–5 лет под свеклу сахарную и разноглубинных безотвальных возделываний под другие культуры севооборота. Такая система способна в большей степени использовать положительные и уменьшать отрицательные признаки систематического отвального или безотвального способов обработки. Она позволяет устранить дифференциацию обрабатываемого слоя почвы по плодородию, повышает его биологическую активность и улучшает питательный режим, не ухудшает гумусное состояние. Под действием ходовых систем сельхозмашин, рабочих органов дисковых и безотвальных орудий верхний слой почвы теряет агрономически ценную структуру, становится более распыленным, однако происходит запахивание минеральных и органических удобрений, сидератов.

При пахотно-беспахотной системе более плодородная почва, однако и более разрыхленная и засоренная семенами сорняков.