Главное меню
Реклама

`

Становление систем обработки почвы в Украине

Обработка почвы прошла многовековое и сложное развитие. По мнению историков, в Украине она начинает свой отсчет от периода трипольской культуры и насчитывает около 4 тыс. лет. В то же время человек обрабатывал почву неглубоко, предпринимая попытки как угодно заделать в почву семена. В истории этот промежуток времени считают периодом мотыжного земледелия.

Обработка почвы прошла многовековое и сложное развитие. По мнению историков, в Украине она начинает свой отсчет от периода трипольской культуры и насчитывает около 4 тыс. лет. В то же время человек обрабатывал почву неглубоко, предпринимая попытки как угодно заделать в почву семена. В истории этот промежуток времени считают периодом мотыжного земледелия.
Постепенный переход от мотыжного к плужному земледелию с использованием примитивных деревянных плугов и конной тяги знаменовал собой определенный прогресс и продолжался в течение многих веков. Период становления и развития плужной обработки почвы почти до ХХ века характеризовался доминированием этого типа способа в земледелии и постепенным совершенствованием плуга.
Последующий этап в развитии обработки почвы инициирован становлением капитализма и его технической базы. Использование энергосредств с двигателями внутреннего сгорания позволило усовершенствовать почвоообрабатывающие орудия труда и увеличить площади пахотных земель. При этом глубина обработки почвы постепенно увеличивалась.
Начиная с ХVIII века в России, Украине и других странах начало господствовать мнение о преимуществах глубокой вспашки. За глубокую вспашку ратовали известные ученые и специалисты того времени — А. Т. Болотов, И. М. Комов, Д. И. Менделеев, К. А. Тимирязев. В частности, Д. И. Менделеев считал, что углубленная вспашка защищает растения как от дефицита, так и от избытка влаги. Но в то же время он выступал за тщательное изучение эффективности углубления обработки при разных обстоятельствах. Заметим, что Д. И. Менделеев (1885) и П. А. Костичев (1886) не связывали плодородие почвы с технологической операцией ее переворачивания во время обработки.
Значительным этапом в исследовании систем обработки почвы является организация агрономических опытных станций в конце ХІХ — начале ХХ века. С начала их деятельности начали быстро накапливаться результаты экспериментальных исследований. Благодаря этим результатам ученые пришли к мнению о том, что при определении глубины вспашки необходимо учитывать свойства почвы, климат и ботанико-биологические свойства растений. Начали прослеживаться разногласия по этому вопросу, а в самой среде агрономов появились сторонники и противники глубокой вспашки.
Одним из противников глубокой вспашки был И. Е. Овсинский. Еще в конце ХІХ века этот талантливый агроном высказывался за бесплужную обработку почвы. В 1899 году он разработал систему поверхностной обработки почвы без оборота пласта и полосорядного (ленточного) посева, которые он назвал новой системой земледелия. На первом Киевском сельскохозяйственном съезде в 1890 году он сказал: «Я отрицаю глубокую вспашку плугом и признаю необходимость рыхления почвы, но это должен делать не плуг, выворачивающий нижний слой ежегодно, а почвоуглубитель и культиватор. Я признаю необходимость только мелкой вспашки на 2–3 дюйма (5–7,5 см) для уничтожения бурьянов и прикрытия навоза». И. Е. Овсинский, в частности, считал, что вспашкой нарушаются поры в почве, созданные отмершими корнями и дождевыми червями, через которые проникают в почву влага и воздух.
В поддержку И. Е. Овсинского выступил Ф. Груздин (1906), считавший, что если бы нетронутая почва была чересчур плотной для роскошного развития растений, то на девственных землях не смогла бы развиваться гигантская растительность. Он выдвинул теорию «…помельче пахать и подольше парить землю».
В 1913 году на юге Франции фермер Жан предложил обрабатывать почву только пружинными культиваторами. До посева поле рыхлилось через каждые 10–12 дней. При этом глубина обработки постепенно увеличивалась и к моменту проведения сева достигала 20 см. Обосновывая свою гипотезу, он исходил из того, что глубокое безотвальное рыхление почвы с постепенным увеличением глубины обеспечивает лучшую разработку почвы по сравнению со вспашкой. Урожайность овса у Жана достигала 44, а ячменя — 37 ц/га. В засушливых районах Франции предложенный Жаном способ основной обработки почвы применяется и в наше время.
В Германии Ф. Ахенбах в 1919–1921 годах рекомендовал многоразовую обработку почвы не плугом, а культиватором. Он отмечал, что переворачивание почвы нарушает естественное строение пахотного слоя и сопровождается ухудшением жизнедеятельности микроорганизмов. Ахенбах считал, что микроорганизмы, которые приспособились к жизни в глубоких слоях и при классической пахоте выворачиваются на поверхность, гибнут от действия света, а аэробные микроорганизмы, попадающие после вспашки в более глубокие слои почвы, гибнут от недостатка кислорода и света.
В. Ротмистров (1914) считал вспашку глубиной более 9 см экономически невыгодной и ненужной, потому что корни культурных растений уже через несколько дней после всходов выходят за пределы пахотного слоя и вскоре достигают глубины 1 м. В связи с этим разрыхленный на глубину 15, 20 или 25 см слой почвы незначительным образом способствует проникновению корней вглубь почвы.
Если в ХІХ веке ученые и практики рекомендовали глубокую вспашку, но не указывали предельной глубины для той или иной культуры и типа почвы, то в начале ХХ века относительно глубины обработки был накоплен значительно больший опыт. Большинство исследователей сделали вывод, что даже под самые требовательные к глубине обработки культуры оптимальная глубина вспашки составляет 18–22 см, и только в некоторых случаях она может достигать 25–27 см. Дальнейшее углубление пахотного горизонта не повышало урожайности культур или ее прирост был незначительным.
Не менее важен в теории обработки почвы вопрос о переворачивании обрабатываемого слоя. Теоретические и практические основы вспашки с оборотом пласта разработаны украинскими и российскими учеными и освещены в работах В. Р. Вилямса (1946). По их мнению, в верхней части пахотного слоя вследствие разных обстоятельств структура почвы, считавшаяся основой плодородия, разрушается, тогда как в нижних слоях, где условия анаэробные, она восстанавливается. Отсюда, в задачи вспашки входило взаимное перемещение верхней распыленной и нижней оструктуренной частей пахотного слоя.
Впрочем этой теории противоречит много результатов научных опытов о разной роли названных частей пахотного слоя в формировании плодородия почвы и урожайности культур. Наблюдениями Л. М. Борсукова, К. М. Забавской, И. Б. Ревуты установлено, что верхняя часть пахотного горизонта в результате большого накопления в нем корней, переменного увлажнения и высыхания в конце лета повышает свое плодородие. После обработки в почве происходит своеобразная дифференциация пахотного слоя по плодородию, и уже через 5–6 месяцев верхняя его часть оказывается более плодородной, чем нижняя. Мнение сторонников вспашки с оборотом пласта о наличии аэробных и анаэробных условий в пределах пахотного слоя опытами не подтвердилось. Кроме того, не под всеми культурами в конце вегетационного периода нижняя часть пахотного слоя лучше оструктурена, чем верхняя. На основе этого возникли первые попытки внедрения безотвальной обработки почвы.
Безотвальная обработка почвы — это обработка без переворачивания пласта с сохранением на поверхности поля более половины пожнивных остатков предшественника. Такую обработку выполняют плугами без отвалов, а чаще — культиваторами-плоскорезами, плоскорезами-глубокоразрыхлителями, чизельными плугами, чизель-культиваторами и другими орудиями, прежде всего в районах распространения ветровой и водной эрозии.
Первым, кто выступил за обработку почвы без оборота пласта, был И. Е. Овсинский (1899). Он считал, что верхний слой почвы необходимо обрабатывать на глубину не более 5–6 см специально сконструированным ножевым культиватором, оставляя на поверхности более плодородный верхний слой. Такой подход он изложил в работе «Новая система земледелия». После смерти И. Е. Овсинского интенсивную продажу культиватора «Урожай» и сеялки «Восход» для новой системы земледелия организовал Д. Калиниченко.
Технологии и способы обработки почвы в России и Украине совершенствовались достаточно медленно. Интенсивное развитие их началось в 50-х годах прошлого века. В работах известного специалиста в области основной обработки почвы Т. С. Мальцева (1954) была показана несостоятельность теоретического обоснования переворачивания пахотного слоя почвы в целях восстановления его структуры. Главная идея предложенной им в Зауралье (Шадринский р-н Курганской обл.) системы безотвальной обработки почвы состояла в том, что на каждом поле раз в 4–5 лет проводят глубокое рыхление на глубину 35–45 см чизельными плугами, а в период между глубокими обработками — ежегодную поверхностную обработку дисковыми орудиями на глубину 10–15 см.
Т. С. Мальцевым было предложено оригинальное на то время орудие — безотвальный плуг, так называемый «плуг Мальцева», имеющий круто поставленный лемех, позволяющий хорошо крошить почву без оборота пласта. Он представлял собой несколько модернизированный обычный плуг со снятыми отвалами и предплужником с некоторой сменой стоек и лемеха для рыхления нижней части обрабатываемого слоя. Такой плуг обеспечивает при двуразовом проходе — вдоль и поперек поля — хорошее крошение почвы на довольно значительную (до 50 см) глубину. В сочетании с дисковыми почвообрабатывающими орудиями, при определенных природных условиях и при соответствующей системе обработки, можно достичь повышения урожайности и обеспечить достаточную чистоту полей от сорняков. При такой обработке большинство семян сорняков остается в верхней части пахотного слоя. На поверхности поля остается и часть стерни вместе с подрезанными сорняками, яйца и личинки вредителей и возбудителей болезней сельскохозяйственных культур. Глубокое рыхление почвы в сочетании с интенсивным применением химических средств защиты культурных растений от сорняков, болезней и вредителей может быть особенно эффективным в зонах, где развитая ветровая и водная эрозия. Оставление большей части стерни на поверхности поля уменьшает выдувание и смыв почвы и позволяет углублять пахотный слой без выворачивания на поверхность бедных питательными веществами и малоплодородных подпахотных слоев.
По вопросам глубины, технологии выполнения и способов обработки почвы проведено большое количество опытов, результаты которых нашли свое отражение в учебниках и учебных пособиях по земледелию, научных рекомендациях по ведению сельского хозяйства и многих других трудах. Подробно вопросы обработки почвы проанализированы в работах В. П. Масолова (1954), И. А. Макодзеби (1956), П. К. Иванова (1961, 1967), А. И. Кузнецова (1969), Г. Д. Белова (1975). В этих работах сделан вывод, что на почвах даже с самым глубоким гумусным горизонтом, глубина пахотного слоя не должна превышать 28–30 см. Дальнейшее увеличение глубины вспашки, как правило, не повышает эффективности выращивания культуры и экономически нецелесообразно.
Несмотря на достаточно большое количество проведенных исследований по обработке почвы, интерес к этому вопросу не уменьшается. Выполняется очень много исследований — как в теоретическом, так и в практическом плане, поскольку современные представления об обработке почвы часто не отвечают новейшим взглядам. В частности, традиционная отвальная обработка почвы, сложившаяся на европейской части бывшего СРСР, не отвечает природно-климатическим и почвенным условиям Поволжья, Северного Казахстана и Западной Сибири. При такой обработке распаханные тут целинные и залежные земли претерпели интенсивную ветровую эрозию.
Для борьбы с этим негативным явлением коллективом ученых под руководством О. И. Бараева (1974) была разработана и внедрена почвозащитная система обработки почвы, основанная на обработке почвы режущими орудиями на разную глубину в сочетании с полосным размещением паров, применением снегозадержания и других мер противодействия ветровой эрозии. В результате плоскорежущей обработки на поверхности поля остается приблизительно 80–90% стерни, что предотвращает выдувание почвы. Кроме того, обработка плоскорезами менее энергоемка и менее затратна по сравнению с обычной отвальной вспашкой.
За полный отказ от плужной обработки почвы выступали в Украине И. Е. Щербак (1974), Ф. Т. Моргун (1979), М. К. Шикула, Г. В. Назаренко (1991) и другие ученые и специалисты. Они считают, что безотвальная обработка почвы в сочетании с рациональной системой применения удобрений больше, чем вспашка, способствует увеличению накопления гумуса и сможет повысить плодородие почвы. По мнению М. К. Шикулы, локализация растительных остатков, корневищ и удобрений в поверхностном слое почвы нужна для обеспечения почвозащитного эффекта, улучшения почвообразования, увеличения гумуса в почве. Обработка без переворачивания пласта в сочетании с мульчированием почвы пожнивными остатками моделирует процесс почвообразования в производственных условиях.
Почвозащитная безотвальная обработка обязательно предусматривает оставление на поверхности почвы растительных остатков предшествующей культуры, уменьшение глубины и количества рыхлений, а также компенсацию выноса элементов питания при помощи внесения удобрений, исходя из расширенного воспроизводства плодородия почв.
Кстати, проблема использования удобрений, особенно твердых органических, при плоскорежущей безотвальной обработке почвы стоит достаточно остро. Это вызывает необходимость пересмотра сформированной при традиционной отвальной вспашке системы удобрения культур и одновременного совершенствования  при этом способов их внесения.
Эффективность минеральных удобрений при безотвальной обработке почвы в значительной степени определяется биологическими особенностями выращиваемых культур и природно-климатическими условиями выращивания. При условии достаточного увлажнения для культур сплошного высева (зерновые, зернобобовые) следует отдавать преимущество внесению минеральных удобрений под плоскорежущую или поверхностную обработки почвы.
При выращивании пропашных культур, особенно сахарной свеклы, поверхностное внесение минеральных удобрений малоэффективно. Недопустимо поверхностное внесение удобрений на склонах из-за возможного смыва питательных веществ удобрений и угрозы нанесения вреда экологии. При безотвальной обработке наиболее эффективно локальное внесение минеральных удобрений. Но для широкого применения этого способа необходимы соответствующие машины, которых на сегодняшний день в Украине недостаточно.
Ряд ученых считают, что система безотвальной основной обработки почвы, введенной в 70–80-е годы прошлого века в Полтавской области М. К. Шикулой и Ф. Т. Моргуном, может иметь организационные и агротехнические преимущества (более высокая продуктивность агрегатов, более короткие агросроки подготовки почвы, меньший расход топлива и денежных средств и т. д.), но она не является ни почвозащитной, ни энергосберегающей. Дело в том, что после плоскорежущего рыхления, нескольких осенних обработок почвы, весеннего закрытия влаги и предпосевной обработки на поверхности почвы остается не более 14–16 шт. стерни/см2. Почвозащитный же эффект создается лишь в том случае, когда на 1 м2 поверхности поля приходится не менее 250–300 шт. стерни.
Не лучше обстоит вопрос и с энергосбережением. Именно плоскорежущее рыхление — менее энергоемкий способ по сравнению со вспашкой, но дополнительные операции в цикле выращивания сельскохозяйственных культур и обязательность полупаровой обработки, конечно, нивелируют это преимущество. По данным Института земледелия УААН, плоскорежущую безотвальную обработку в Украине в ближайшие годы следует проводить на половине пахотных земель, в том числе в Степи — на 60–70%, в Лесостепи — на 40–50%, на Полесье — на 20–30% севооборотной площади.
В наше время происходит быстрый рост энергооснащенности сельского хозяйства. Становятся более совершенными почвообрабатывающие рабочие органы, орудия и машины, что расширяет возможности в плане интенсивности почвообработки и глубины обработки. Но опыт и практика свидетельствуют, что во многих случаях увеличение интенсивности обработки приводит к негативным последствиям. Расходы на обработку почвы растут большими темпами, чем урожайность культур. Каждый проход по полю трактора, комбайна, автомобиля или других агрегатов приводит к сильному уплотнению почвы, что отрицательно влияет на ее структуру, качество последующих обработок и урожайность культур.
Исследования свидетельствуют, что почва, состоящая из первичных элементов, теоретически может уплотняться до 1,8–2 г/см3. Микроагрегаты почвы самоуплотняются до 1,5–1,6 г/см3, а макроагрегатные почвы имеют верхнюю границу уплотнения 1,1–1,2 г/см3. Итак, в зависимости от содержания в почве макроагрегатов самоуплотнения почва изменяется в достаточно широком диапазоне. Поэтому во многих аграрно развитых странах начали отказываться от многоразовой обработки почвы вплоть до внедрения технологий минимальной и нулевой обработок.
Минимальной считают такую обработку почвы, которая обеспечивает уменьшение количества и глубины обработок, сочетание операций в одном рабочем процессе. При нулевой обработке растения высеваются при помощи специальных сеялок в необработанную почву, а сорняки уничтожаются гербицидами.
Впервые минимальная и нулевая обработки были применены в США, потом их внедрили в Канаде, Австралии, Бразилии, Аргентине, Англии и других странах. В данное время минимальная и нулевая обработки почвы изучаются и внедряются во многих странах. В Украине были проведены исследования по минимализации обработки почвы, которые подтвердили возможность применения таких технологий.
Необходимо отметить, что неоднозначность результатов исследований по вопросам влияния способов и технологий основной обработки на плодородие почвы и урожайность культур вызвана не только недостаточным изучением, но и огромным разнообразием почвенно-климатических условий нашей страны. В Украине насчитывается четыре почвенно-климатических зоны, девять почвенно-климатических подзон, 23 наименования номенклатуры почв и 1147 их видов. Уже по этим причинам ни один из способов обработки почвы в Украине не может быть шаблоном, тем более при отсутствии стабильности землепользования.
Ученые и специалисты аграрной науки склоняются к выводу, что вспашка как система обработки почвы под все культуры севооборота не рекомендуется. Обработка почвы в севообороте должна быть разноглубокой, при которой чередуются глубокие, средние, мелкие и отвальные и безотвальные обработки.
Систематическая разноглубокая отвальная обработка почвы способна создать глубокий пахотный слой, который обеспечивает эффективный рост и развитие большинства культурных растений. Эффективность вспашки достаточно высока при нормальном и повышенном увлажнении в условиях отсутствия водной и ветровой эрозии. Но при бессменной отвальной обработке ухудшается структура почв, увеличивается равновесная плотность их строения, снижается общее содержание органического вещества (гумуса) в почве и уменьшается их эрозионная устойчивость. Из-за систематической вспашки возрастает непродуктивное испарение влаги.
Постоянная безотвальная обработка почвы неоднозначно влияет на ее свойства. По сравнению с отвальной, в засушливые годы в зоне Степи и южной Лесостепи в период посева озимых и яровых культур такая обработка улучшает водный режим почвы, главным образом в верхней части обрабатываемого слоя. В этом же слое близки к оптимальным величинам плотность строения, общая пористость и воздухоемкость, прослеживается тенденция к возрастанию содержания органического вещества. При безотвальной обработке почвы в поверхностном слое ощутимо возрастает биологическая активность. Но вместе с тем уже на третий-четвертый год применения бессменной плоскорежущей обработки прослеживаются уменьшение плодородия обрабатываемого слоя и снижение продуктивности почвы. Вследствие сосредоточения в верхнем слое на глубине 5–10 см минеральных удобрений возникает локальное подкисление почв.
Применение того или иного способа обработки почвы зависит главным образом от почвенно-климатических условий, предшественника, системы применения удобрений и ботанико-биологических особенностей выращиваемых культур.
В зоне Степи в черном пару и под кукурузу, а в Лесостепи и под картофель, сахарную и кормовую свеклу, овощные культуры, а также на тех полях, где предусматривается внесение подстилочного навоза, следует проводить отвальную вспашку. На остальных полях севооборотов этих зон целесообразно применять разноглубокую плоскорежущую или поверхностную безотвальную обработку почвы (культиваторами типа «Смарагд»). На Полесье под озимую пшеницу и другие зерновые культуры хорошо зарекомендовала себя обработка дисковыми орудиями или неглубокая (до 18 см) плоскорежущая обработка.
На сегодняшний день в Европе многими машиностроительными компаниями изготавливается и успешно реализуется много плугов разных моделей, типов и модификаций. Замена их на новейшие почвообрабатывающие орудия требует значительных капиталовложений, которых, как всегда, недостаточно. Кроме того, большую роль играет и аграрный консерватизм, а также привычка не рисковать, а пользоваться технологиями, хорошо проверенными временем.
В Украине прослеживается закономерность: эффективность замены плуга на орудие безотвального типа снижается в направлении с юга и юго-востока на север и северо-запад.

В. Марченко, к. т. н., доцент, В. Сиволапов, ассистент, В. Синько, инженер-механик

Определитель вредителей и болезней ...
Thursday, 24 March 2016
Карманный справочник Определитель вредителей и болезней огурца
Визначник хвороб та шкідників карто...
Wednesday, 11 July 2018
Довідник кишенькоговго формату містить матеріали про найпоширеніші в Україні хвороби і шкідників картоплі.
Friday, 08 April 2011
Как и во всех других отраслях экономики, в овощеводстве и садоводстве маркетинг должен рассматриваться как один из основных факторов успеха. В настоящее время выработано уже немало тактических схем и определены направления действий, по ко...
Monday, 22 November 2010
Ожидаемый тепловой режим Основанием для прогноза основных гидротермических показателей погодных условий в первой половине зимы 2010/2011 гг. был ретроспективный анализ многолетних наблюдений за температурой воздуха и осадками на сети гидрометеорологических станций Государс...
Текущий номер
Поиск
Авторизация
Логин
Пароль
Реклама

© Copyright 2009 - Ovoschevodstvo.com All Rights Reserved     |     Дизайн — Свердличенко Алексей     |     Програмирование — Хагшенас Хажир