История и тенденции развития способов обработки почвы

Размещено на http://www.allbest.ru/

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«ставропольский государственный аграрный университет»

Кафедра «Процессы и машины в агробизнесе »

Реферат

по дисциплине

на тему «История и тенденции развития способов обработки почвы »

2014 г.



Оглавление

• Введение
• 1. Посев в лунки
• 2. Обработка сохой и ралом
• 3. Плужная обработка почвы
• 4. Максимально развернутая технология обработки почвы
• 5. Безотвальная обработка почвы
• 6. Минимальная обработка почвы
• 7. Нулевая обработка почвы
• 8. Заключение
• 9. Список литературы

• Введение
• Для чего собственно нудна обработка почвы …
• В почвозащитной система земледелия безотвальная обработка почвы играет главную роль не только в предупреждении возможности развития ветровой и водной эрозии, но и регулировании ее физических, химических и биологических свойств для наиболее полного использования почвенных и климатических ресурсов с целью получения высоких и устойчивых урожаев сельскохозяйственных культур.
• Правильный выбор способа и глубины основной обработки почвы в каждом поле севооборота с учетом почвенных особенностей - важный резерв повышения урожайности сельскохозяйственных культур. Разработка и усовершенствование системы обработки почвы севооборотных применительно к ее механическому составу, химическим свойствам и требованиям культур - первостепенная задача земледелия.
• Природные условия в разных зонах различны. Поэтому система обработки почвы имеет зональные особенности. Она включает в себя основную (зяблевую), паровую и предпосевную обработку.
• Основными задачами основной обработки почвы в этом регионе являются: предупреждение возможности проявления эрозии почв; накопление снега на полях для максимального увлажнения почвы; регулирование плотности почвы, обеспечивающей лучшее впитывание талых вод и глубокое промачивание почвы весной; заделка семян сорняков в поверхностный слой почвы, уничтожение вегетирующих сорных растений, подавление возбудителей болезней и вредителей сельскохозяйственных культур; заделка минеральных и органических удобрений в почву.
• В восточных районах страны культурная вспашка не решает двух первых задач, которые имеют важное значение для сохранения плодородия почвы, устойчивого производства зерна и кормов. Эти задачи более успешно решаются при обработке почвы плоскорезными орудиями.
• На всех почвах замена отвальной обработки плоскорезной защищает ее от разрушающего действия ветра и воды, а также позволяет накопить максимальное количество снега. Обеспечивающего глубокое промачивание корнеобитаемого слоя почвы талыми водами. Это гарантирует большую устойчивость почвы к засухе и формирование более высоких урожаев зерновых культур.
• Основное значение в повышении урожайности зерновых культур в земледелии засушенных районов имеют весенние запасы почвенной влаги, формирующиеся в основном за счет зимних осадков. В связи с этим правильный выбор способа и глубины обработки почвы в каждом пол севооборота являться основным условием прочного фундамента под урожай будущего года.
• Применение обработки вместо вспашки способствует росту урожайности зерновых культур во всех степных районах Казахстана, Западной Сибири, Зауралья, и Южного Урала.
• Особенно необходима плоскорезная обработка на легких почвах, она повышает положительное влияние на ее сохранность от ветровой эрозии и урожайность зерновых культур. Об этом для максимального накопления зимних осадков и более полного их впитывания в почву важно правильно определить глубину ее осенней обработки. Что касается способа осенней обработки почвы, то в степных условиях на поле, вспаханном плугом, за зиму накапливается в среднем в 2 раза меньше снега. Чем после плоскорезной обработке.
• Влияние глубины основной обработки на впитываемость талых вод и накопление весенних запасов почвенной влаги в метровом слое в значительной степени зависит от механического состава пахотного слоя, его химических свойств и влажности в период обработки. Но ко всему этому человечество пришло не сразу , попробуем проследить историю развития орудий и механизмов для обработки почвы …

• 1. Посев в лунки

Земледелие уже было в то время, когда еще не приходилось говорить о каких-либо почвообрабатывающих орудиях. Зерна сеяли в землю без всякой обработки, протыкая лунки для них простой заостренной палкой. По сути дела это и была нулевая обработка почвы, только на более низком, примитивном уровне. Борьба с сорняками и удобрение почвы проводились самым простым способом: поджигали лес, росший на месте будущего поля. Сорняки сгорали, а древесная зола была прекрасным удобрением…

2. Обработка сохой и ралом

Количество людей на Земле увеличивалось, продуктов нужно было все больше. Следующий шаг в земледелии - изобретение сохи (рис.1), которую тянули люди или животные. Применение сохи позволило поднять производительность обработки почвы, но сама технология возделывания зерновых при этом мало изменилась. Просто вместо лунок зерна сажали в узкую борозду, проделываемую лезвием сохи. Борозду заделывали вручную или таскали по полю суковатую ветку - прообраз современной бороны . Борьба с сорняками и удобрение почвы не претерпели изменений, благо лесов еще хватало. Также в то время существовало «Рало» (рис.2) . Рало -- орудие однозубовое, а соха -- двух и даже многозубовое. От плуга оба эти орудия отличались отсутствием полоза (подошвы) и крутизной установки рабочих органов.

При вспашке сохой лошадь впрягали в оглобли, к которым почти под прямым углом крепилась деревянная доска -- рассоха. Нижний конец рас­сохи выделывался в виде двух, трех и даже пяти сошников, снабженных небольшими железными наконечниками наральниками. У пятизубовой сохи рассоха делалась трапециевидной формы расширенной книзу. У некоторых разновидностей сохи сошники крепились самостоятельно в виде длинных палок. Такое устройство было более обычным для трех и пятизубовых сох. В конце оглобель делалась поперечина с двумя ручками по краям. Соха была сравнительно легким орудием: ее можно было выдернуть из земли при наезде на пень, сук или камень. Она идеально подходила для обработки почвы при подсечноогневой системе земледелия.

Когда же подсечно огневая система отошла в прошлое и поля стали обрабатываться ежегодно, потребовалось орудие, которое бы не только рыхлило почву, но и в какой-то мере отваливало пласт земли. Тогда к двухзубовой сохе приду­мали несложное устройство в виде небольшой лопатки -- полицы. Переставляя наклон полицы вправо или влево, можно было направлять и пласт земли. Это позволяло вести пахоту след в след, поворачивая и пуская лошадь в только что про­деланную борозду, и обходиться без свальных и развальных борозд. Очевидно, поэтому во многих местах нашей Родины соха держалась в хозяйствах очень долго, а кое-где вплоть до коллективизации. Этому способствовало и то, что соху могла тащить самая немудреная, подчас заморенная лошаденка крестьянина-бедняка. Правда, и пахать-то сохой, можно было на глубину не более 12 сантиметров.

Историки считают, что соха с использованием животных в качестве тягловой силы применялась на территории СССР еще со времен трипольской культуры, с III--II тысячелетия до нашей эры.

Соха исключительно удобна для распашки междурядий картофеля. По результативности обработки сравниться с ней не могут никакие окучники. После войны мне довелось работать в передовом подмосковном колхозе «Борец» и жить в большом селе Рыболово -- центральной усадьбе колхоза. Каким-то образом в этом селе сохранилась одна соха. Эту соху колхозники нарасхват брали для обработки своих приусадебных посадок картофеля. На пользование сохой устанавливалась очередь. В каждой из четырех бригад колхоза было много конных окучников, и колхозники свободно могли пользоваться ими на своих огородах, однако все предпочитали ждать очереди, но обрабатывать картофельные всходы только сохой. Бригадиры сожалели, что нет на селе мастера, который наделал бы сох для окучивания и колхозных плантаций картофеля.

Рис.1 Русская соха.



Рис.2 Рало.

3. Плужная обработка почвы

Соха была эффективным орудием, пока можно было сжигать леса, расчищая и удобряя новые поля. Но так не могло продолжаться бесконечно… А на старых полях плодородие почвы падало. И тогда для повышения урожайности нашли новый способ - обеспечить хорошее разрыхление и борьбу с сорняками.

Уже древние греки пользовались отвальным плугом (рис.3), который запахивал сорняки на глубину, где они не могли прорасти. Классическая технология того времени: вспашка отвальным плугом, посев зерна вручную и боронование для заделки зерна в почву - была намного прогрессивнее, чем подсечно огневое земледелие.

В XIX веке в передовых европейских странах стали вводиться севообороты с посевом много­летних трав. Существовавшие тогда плуги удовлетворительно обрабатывали землю после одно­летних культур, но когда пришлось распахивать пласт многолетних трав, то земледельцы встретились с серьезными затруднениями. При обычной вспашке дернина не успевала разложиться ко времени очередного посева. Поэтому для подготовки к посеву поле приходилось многократно дисковать и боронить. Почва при этом сильно распылялась. Тогда решили проводить двойную вспашку. В одной борозде работали два плуга. Первый сбрасывал в борозду верхний слой дернины, а следуемый за ним второй плуг, поставленный на большую глубину, запахивал дернину рыхлой землей. Глядя на такую пахоту, кто-то и додумался поставить на один плуг два разноглубинных отвала. Так появилось на свет очень важное приспособление -- предплужник.

В конце XIX и начале XX столетия плуги Сакка пользовались большим спросом. Только в Россию перед первой мировой войной их завозили ежегодно около ста тысяч. Впоследствии и в России стали выпускать плуги по типу сакковских с некоторыми изменениями применительно к местным условиям,

Со временем основная конструкция сакковских перешла на тракторные плуги. Это -- культурный отвал, предплужник, и только передний черенковый нож в них заменен дисковым.

Итак, история плуга насчитывает сотни и даже тысячи лет. К настоящему времени в результате научных исследований конструкции плугов достиг­ли высокого совершенства. Современными плугами (рис.4) благодаря высокой степени полировки отвалов и изготовлению их из легированного железа можно обрабатывать почвы любого физического состояния: тяжелые глинистые и легкие песчаные, и сильно задернелые, каменистые, пере­сохшие, переувлажненные и т. п.

Когда-то, согласно шумерской легенде, плуг вел спор с мотыгой и боги решили этот спор в пользу мотыги. А спустя много тысячелетий в начале XVIII века в России возник подобный спор между плугом и сохой. Правда, тут выразителями «интересов» обеих сторон были люди. Государственный деятель, историк В. Н. Татищев, возвратившись из Швеции, где он видел работу плугов, заявил: «Пахать лучше на волах плугом, а не сохою на лошадях». (В соху впрягалась обычно лошадь.) Но многие помещики тогда же встали на защиту сохи. Влиятельный князь Ф. В. Растопчин в 1806 году издал книгу «Плуг и соха», в которой доказывал преимущества сохи. Он писал: «Сколь английское обрабатывание земли может быть выгодно в окрестностях больших городов, столь бесполезно или, лучше сказать, невозможно повсеместно для России... Не быв совсем не­приятелем плуга, остаюсь другом сохи не от упрямства и не от невежества, а от того, что привык с малолетства любить и почитать старание русское, и нашел опытом, что Российское хорошее хозяйство обогащает» \

Рис.3 Старинный деревянный плуг.

Рис.4 Современный плуг.

4. Максимально развернутая технология обработки почвы

Повышение урожайности оставалось самым важным требованием, и экстенсивный путь развития земледелия казался единственно приемлемым. К вспашке добавлялись все новые и новые операции - в соответствии с тенденцией «развертывание-свертывание».

Наиболее развернутая технология, применявшаяся в середине XX века, включала: вспашку, несколько культиваций, боронование и предпосевное выравнивание. Затем следовали посев и дополнительное прикатывание почвы. Мощность тракторов, глубина вспашки и ширина захвата плугов постоянно росли. Сами плуги совершенствовались, появились плуги для гладкой пахоты, не образующие развальной борозды. Почвообрабатывающие орудия объединялись в комбинированные агрегаты, по своей сложности и стоимости не уступающие автомобилям. Казалось, была одержана полная победа над природой.

Но победа оказалась пирровой. Тратились огромные ресурсы, в первую очередь нефть, затраты труда на обработку почвы превысили все мыслимые пределы. В результате верхний слой почвы был разрыхлен, как пух, а слой ниже плужной подошвы сильно переуплотнен колесами тракторов (рис. 8). В равнинных областях часто налетал ветер и вспаханный плодородный слой уносился с полей, оставляя за собой пустыню. Пылевые бури стали бичом земледельца, эрозия почв охватила десятки миллионов гектаров. Содержание гумуса в лучших черноземах упало с 10-12 до 5-6%. Земледелие зашло в тупик.

Вред, наносимый вспашкой, стал очевиден и передовые умы забили тревогу. Умнейший агроном Иван Евгеньевич Овсинский еще в начале века говорил: " Знаменитый Крупп своими снарядами военного разрушения не принёс столько вреда человечеству, сколько принесла одна фабрика плугов для глубокой вспашки. ".

Чем же, собственно, вреден плуг?

Прежде всего, отвал переворачивает почву, но почва - это не просто земля, это сложный живой организм. В верхнем ее слое обитают бактерии, которые дышат кислородом, - их называют аэробными. А глубже живут бактерии, которые на воздухе моментально погибают, - их называют анаэробными. При обороте пласта те бактерии, которые могут жить только в верхнем слое, оказываются внизу и умирают от недостатка кислорода, а те бактерии, которые существуют в глубине почвы, попадают наверх и также гибнут. А ведь эти бактерии своей жизнедеятельностью обеспечивают плодородие почвы, накопление в ней гумуса.

Другая проблема, связанная с применением плуга, - образование плужной подошвы, то есть слоя переуплотненной почвы на глубине 20-25 сантиметров. В нормальных условиях почва дышит: влага постоянно перемещается по капиллярам. При понижении атмосферного давления она поступает из глубины в верхние слои почвы, а при понижении - уходит на глубину. Когда плужная подошва перекрывает почвенные капилляры, естественная циркуляция влаги в почве прекращается, урожайность падает.

Рис.5 Развитие технологий обработки почвы.

5. Безотвальная обработка почвы

О проблемах, связанных с применением плуга, заявил на весь мир американский ученый Эдвард Фолкнер в своей книге «Безумие пахаря». Книга мгновенно стала бестселлером.

Началась упорная борьба за внедрение безотвальной обработки почвы. Новый способ обработки исключал использование отвального плуга. Почва рыхлилась на глубину 10-15 сантиметров плоскорезами с широкими горизонтальными подрезающими ножами или чизельными рыхлителями, стойки которых имели узкие наконечники

С точки зрения технологической эволюции технологии обработки почвы началось ее свертывание. Была исключена ключевая, весьма энергоемкая операция, - оборот почвенного пласта.

Энтузиасты нового метода работали в разных странах мира. В Советском Союзе эта борьба шла особенно тяжело, поскольку наука и идеология были тесно переплетены. Много сподвижников боролось за бесплужную обработку почвы. Идейным лидером стал известный агроном Терентий Мальцев. Титаническую работу по внедрению «безотвалки» провел секретарь Полтавского обкома Федор Моргун. Были и другие. Они клепали в сельских кузницах свои орудия, тайком выводили их на поля, и получали высокие урожаи, выговоры и разносы.

Технология совершенствовалась, понемногу удалось справиться с ее «детскими болезнями», главная из которых - потребность очистить поля от злостных сорняков без их запашки. Эта проблема была решена с изобретением «умных» гербицидов, которые через некоторое время после использования распадаются на безвредные составляющие. Безотвамльная обработка почвы -- обработка почвы плоскорезом. При вспашке не производится оборачивание пахотного слоя с сохранением пожнивных остатков на поверхности почвы.

Нельзя сказать, что отказ от вспашки был совсем новым словом, крестьяне давно замечали, что на засушливом климате плуг приносит больше вреда, чем пользы.

Борьба с плугом получила свое отражение и в литературе. Николай Лесков в повести «Загон» показывает сопротивление крестьян-хлеборобов внедрению передовых по тем временам плугов. Они отстаивали свою технологию: рыхление верхнего слоя почвы сохой и бороной без отвальной вспашки.

"… По переселении орловских крестьян с выпаханных ими земель на девственный чернозем в Нижнем Поволжье Шкот решился здесь отнять у них их «Гостомысловы ковырялки», или сохи, и приучить пахать легкими пароконными плужками Смайля; но крестьяне такой перемены ни за что не захотели и крепко стояли за свою «ковырялку» и за бороны с деревянными клещами…

…А чтобы еще более поддержать авторитет своего англичанина, он (граф Перовский. - примеч. Н. Ш.), развеселясь, обратился к «хозяевам» и спросил, хорошо ли плужок пашет.

Крестьяне ответили:

-Это как твоей милости угодно.

-Знаю я это; но я хочу знать ваше мнение: хорошо или нет таким плужком пахать?

Тогда из середины толпы вылез какой то плешивый старик малороссийской породы и спросил:

-Где сими плужками пашут (или орут)?

Граф ему рассказал, что пашут «сими плужками» в чужих краях, в Англии, за границею.

-То значится, в нiмцах?

-Ну, в немцах!

Старик продолжал:

-Это вот, значится, у тех, що у нас хлеб купуют?

-Ну да - пожалуй, у тех.

-То добре!.. А тильки як мы станем сими плужками пахать, то где тогда мы будем себе хлеб покупать?.."

Во второй половине ХХ века безотвальная обработка начала бурно развиваться во многих странах мира, прежде всего в США и Мексике. Результат: лучшие условия для роста и развития растений, экономия топлива, сбережение почвы. Все это позволило сделать сильный рывок в урожайности, снизить трудозатраты и стоимость продукции. Произошло то, что сейчас называется «зеленой революцией», и которую наша страна благополучно проспала.

Безотвальная обработка почвы -- обработка почвы плоскорезом. При вспашке не производится оборачивание пахотного слоя с сохранением пожнивных остатков на поверхности почвы.

В определённых почвенно-климатических и агротехнических условиях целесообразно проводить вместо вспашки безотвальную обработку почвы. Прием эффективен в условиях недостаточного увлажнения, почв, подверженных ветровой эрозии, и на склоновых землях.

Повышает устойчивость почвы к ветровой эрозии, лучше сохраняется влага и создаются благоприятные условия для сохранения гумуса.

Однако данный метод имеет и свои недостатки, так как требует особо высокой культуры земледелия и строгого соблюдения сроков агротехнических работ в зависимости от особенностей климата.

Во многих странах издавна проявлялся интерес к Б. о. п. В 80-х гг. 19 в. русские учёные Д. И. Менделеев и П. А. Костычев не считали обработку почвы с оборачиванием пласта всюду обязательным и необходимым приёмом. В конце 19 в. И. Е. Овсинский предложил «Новую систему земледелия». Заключалась она в замене глубокой отвальной вспашки многократными обработками на глубину 5--6 см. В начале 20 в. в южных районах Франции взамен вспашки была предложена мелкая Б. о. п. пружинными культиваторами. Б. о. п. изучалась в Германии (Ф. Ахенбах и др., 1921). Приёмы Б. о. п. исследовались (1933--1936) в Англии, но, как и в Германии, не получили распространения. Широко практикуют Б. о. п. в Канаде в связи с необходимостью защитить почву от ветровой эрозии. В 1943 американский фермер Э. Фолкнер предложил заменить обычную вспашку поверхностной безотвальной обработкой; он высказал мнение, что глубокая отвальная вспашка нарушает нормальные биохимические процессы в почве и способствует эрозии.

В СССР идею Б. о. п. развил учёный колхозник-опытник Т. С. Мальцев, который в 40-х гг. на основании многолетних опытов пришёл к выводу о необходимости отказаться от применения отвальной вспашки на чернозёмных почвах Зауралья. Мальцев рекомендовал чередовать глубокую Б. о. п. плугами без отвалов с поверхностной многократной обработкой дисковыми лущильниками. Такая система обработки почвы в колхозе «Заветы Ленина» Шадринского района Курганской области в течение многих лет обеспечивает получение урожая яровой пшеницы до 20 ц и более с 1 га. Однако проведённые опыты в степных и лесостепных зонах Западной Сибири и Казахстана показали, что недостатком такой системы обработки почвы является уничтожение стерни дисковыми лущильниками и сильное распыление ими почвы. Поэтому в районах ветровой эрозии эта система обработки не нашла широкого распространения.

Рис.6 Агрегат для безотвальной обработки почвы.

6. Минимальная обработка почвы

обработка почва вспашка лунка

Следующим шагом на пути свертывания обработки почвы был переход к минимальной обработке, при которой глубина рыхления почвы равна глубине заделки семян, то есть гораздо меньше, чем при безотвальной. Основные положения этой технологии разработал в середине XIX века украинский агроном Иван Овсинский. Его взгляды жестко критиковались. Тем не менее Овсинский создал специальные орудия для неглубокой обработки почвенного слоя и успешно применил этот метод в собственном хозяйстве. Боронки специальной конструкции позволяли «надрать пуху» - то есть, хорошо измельчить верхний слой вместе с растительностью. Получалось своеобразное одеяло, надежно укрывающее землю от солнца и мороза, задерживающее влагу и образующее уютную постель для семян.

Новая технология решала целый комплекс задач: сохраняла плодородие черноземов, помогала справиться с засухами, избавиться от вредителей и сорняков. Кроме того, резко снижались энерго затраты.

Прогрессирующая деградация почв стала важнейшей проблемой земледелия. Ежегодно в мире из хозяйственного пользования выпадает 5-7 млн. га пашни. Применительно к России три четверти обрабатываемых земель нуждаются в защите от эрозии: 40 млн. га от ветровой и 76 млн. га от водной. Сложившееся положение дел требует чтобы, почти повсеместно, технология обработки почвы носила противоэрозионный характер.

Для России бесплужные поверхностные обработки почвы не являются новинкой. Еще в 19 веке Овсинский И.Е. теоретически обосновал и успешно применял их в условиях Украины; в 30-х годах 20 века Тулайков Н.М. разработал и широко применял мелкую обработку в Поволжье; с 1954 года Мальцев Т.С. предлагал для Зауралья свою оригинальную бесплужную систему; в 70-80-е гг. была создана и широко применялась целая система машин и приемов бесплужной обработки в Сибири, Казахстане, Поволжье, Украине, в основе которой стояли разработки Бараева А.И.

Главными причинами применения поверхностных обработок почвы были необходимость сохранения влаги и предотвращение ветровой эрозии почвы. В более северных регионах подобные проблемы не возникали. Однако бесплужные обработки демонстрируют столь явные экономические преимущества, что одного этого факта может быть достаточно для серьезного пересмотра традиций.

Основной плюс применения культиваторов предлагаемой конструкции заключается в регулярном насыщении верхнего слоя (на глубину 12-15 см) органическими удобрениями, пожнивными остатками, зеленой массой сидеральных культур и т.п. В результате в несколько раз повышается биологическая активность почвы, сглаживается отрицательное воздействие засухи и избыточного увлажнения, уменьшаются эрозионные процессы. Попутно происходит утилизация соломы. При правильном выполнении заделки соломы эффект эквивалентен внесению 20 тонн органических удобрений на 1 га. В сумме с пожнивными остатками это обеспечивает возврат элементов питания в почву.

При повышенной плотности почвы на глубине более 15 см, поверхностная обработка предусматривает использование культиваторов-глубокорыхлителей, которые резко улучшают физические свойства почв и повышают прибавку урожая на 15-20 %. Рабочие органы культиваторов-глубокорыхлителей рыхлят почву на глубину более 35 см с одновременным сохранением растительных остатков в поверхностном слое, что препятствует развитию эрозии почвы, способствует накоплению запасов влаги, оказывает аэрирующее действие на пахотный и подпахотный слои почвы. Наибольший эффект достигается при применении культиваторов-глубокорыхлителей, оснащенных рабочими органами не на прямой, а на изогнутой (параболической) стойке типа "paraplow", что позволяет более качественно проводить разуплотнение почвы с формированием разветвленной сети трещин, пронизывающих обработанный слой. Представителем такого типа машин является культиватор-глубокорыхлитель серии КГ, производимый ООО «Навигатор-НМ» (г. Пермь). К настоящему времени он прошел испытания на Кировской МИС, где получил отличные отзывы, как от испытателей, так и от производственников.

Пожалуй, ещё в большей мере культиваторы-глубокорыхлители необходимы при традиционных системах обработки почвы, когда многократные проходы пахотных агрегатов образуют "плужную подошву", которая полностью нарушает естественный влагообмен с нижележащими горизонтами и препятствует свободному росту корней. В ежегодном рыхлении и разуплотнении нуждаются разворотные полосы на полях. Культиваторы-глубокорыхлители могут полностью заменять отвальные плуги; при этом они более производительные, меньше расходуют топлива при тех же объемах перемещаемой почвы, успешно работают на полях с большим количеством соломы и на засоренных камнями почвах.

Недостатком приемов минимализации обработки почвы является ухудшение фитосанитарного состояния почвы: повышенная засоренность посевов, поражаемость культур болезнями и вредителя­ми. Снижение при этом темпов минерализации гумуса ухудшает обеспеченность культур азотом, особенно после стерневых предшественников, что требует дополнительного внесения азотных удобрений.

7. Нулевая обработка почвы

На смену минимальной обработке закономерно пришла нулевая. Концепция нулевой обработки перекликается с принятым в ТРИЗ определением идеальной системы. В идеале при нулевой обработке нет вообще никакого воздействия на почву, но, несмотря на это, почва находится в состоянии, оптимальном для роста и развития растений. Благодаря равновесию между входящими в биоценоз организмами - травами, культурными растениями, микроорганизмами - необходимая работа человека сводится к минимуму. Сегодня нулевая технология - это отсутствие обработки почвы, за исключением воздействия сеялки.

Нулевую обработку почвы целесообразно применять в засушливых местностях, а также на полях, расположенных на склонах, в условиях влажного климата.

Однако, для того, чтобы применение нулевой технологии было успешным, её необходимо дифференцировать в зависимости от почвенно-климатических условий региона, наличия соответствующих возможностей хозяйств и материально-технической базы.

Хоть урожайность при этой системе нередко ниже, чем при использовании современных методов традиционного земледелия, такая обработка почвы требует значительно меньших затрат работы и горючего. Нулевая обработка почвы -- современная сложная система земледелия, которая требует специальной техники и соблюдения технологий и отнюдь не сводится к простому отказу от пахоты.

Родоначальником нулевой технологии земледелия в России является И. Е. Овсинский, который с 1871 года начал практические опыты по выращиванию сельскохозяйственных культур без глубокой вспашки. Книга с описанием этой технологии называлась «Новая система земледелия» и была издана трижды в 1902, 1905 и 1909 гг.

На Американском континенте (Канада, США) интерес к нулевой технологии возник в 1931--1935 г.г. после знаменитых пыльных бурь. Одновременно началось интенсивное внедрение прямого сева, первые машины были разработаны фирмой en:Massey Ferguson. В 1943 г. была издана книга Э. Фолкнера с интригующим названием «Безумие пахаря».

В Великобритании интерес к этой технологии побудил Х. П. Аллена провести крупномасштабные исследования по данному вопросу, в результате чего в 1945 г. появились первые научные публикации и отчёты, где были сделаны выводы о положительных результатах применения технологии прямого сева на территории Великобритании и рекомендованы к применению.

В Советском Союзе аналог нулевой технологии начал применяться с 1954 года после пыльных бурь в Северном Казахстане и Западной Сибири. Большой вклад в развитие этого направления внесли Т. С. Мальцев и А. И. Бараев. Однако эта технология не являлась «нулевой», так как предусматривала обработку почвы плоскорезами без оборота пласта с сохранением пожнивных остатков на поверхности почвы и получила название безотвальной обработки почвы. В соответствии с этими условиями и был разработан весь комплекс машин для ведения полевых работ. Из-за несовершенности машин и отсутствия серьёзных научных разработок и рекомендаций для основных сельскохозяйственных районов Советского Союза, применение технологии ограничилось в усечённом варианте вышеупомянутых регионов.

Резкое повышение цен на энергоносители в 1991--1995 годах побудило сельхозпроизводителей Бразилии, Аргентины и др. стран (в основном на латиноамериканском континенте) стремительно перейти на NO-TILL и добиться при этом столь значительных результатов в аграрном секторе, что позволило занять лидирующие позиции в мире в области сельскохозяйственного производства.

В мировом аграрном секторе нулевые технологии применяются на площади более 94 млн гектар, в основном на территории государств, занимающих лидирующие позиции в области производства сельскохозяйственной продукции (Канада, США, Бразилия, Аргентина, Новая Зеландия, Австралия и др.) Основными сдерживающими факторами внедрения данной технологии на территории России являются относительно низкие цены на горюче-смазочные материалы и традиционный консерватизм, а также негативное отношение многих представителей аграрной науки. Но, несмотря на это, нулевая технология всё более активно используется сельхозпроизводителями (Северный Кавказ, Поволжье, Западная Сибирь)

Отказ от пахоты. В традиционной системе земледелия почва готовится к севу механической обработкой. С помощью разных операций земля обрабатывается для того чтобы создать семенное ложе с однородным рыхлым грунтом пригодным для использования обычных сеялок. Главным в этих операциях есть пахота с помощью которой в землю перемешиваются пожатвенные остатки, а поле зачищается от сорняков. Однако, кроме значительных затрат времени, работы и ресурсов, механическое возделывание почвы приводит к эрозии, а по обыкновению и к деградации почвы. Система нулевой обработки почвы основана на отказе от пахоты. Собственное её английское название англ. no-till означает «не пахать». Ненарушенная структура грунта к севу является важным компонентом технологии нулевой обработки почвы.

Рис.7 Увеличение площадей земель, на которых ведут хозяйство по системе нулевой обработки почты, в период с 1987 по 2002 год.

Подготовка почвы. Хоть при постоянном использовании нулевой обработки почва не обрабатывается, но для перехода на эту систему часто приходится провести специальную обработку. Главным требованием к полю, которое обрабатывается по системе no-till, есть ровная поверхность почвы, потому что лишь при условии ровной поверхности могут правильно работать специальные сеялки, иначе часть семян они будут сеять слишком глубоко или наоборот слишком мелко, что отразится на урожае. Для выравнивания поверхности используют культиваторы или другую технику.

Пожатвенные остатки. В отличие от традиционного земледелия стерня не сжигается и не закапывается в землю, солома не забирается из полей. Не товарные остатки, например солома, после сбора урожая измельчаются к определенному размеру, а потом равномерно распределяются по полю. На поверхности формируется почвозащищающее покрытие, которое противостоит водной и ветровой эрозии, обеспечивает сохранение влаги, мешает росту сорняков, содействует активизации микрофлоры грунта и является базисом для воспроизведения плодородного пласта почвы и дальнейшего повышения урожайности. Для правильного хозяйствования за системой нулевой обработки почвы нужно как можно больше мульчи. Соответственно при возделывании культур принимается во внимание не только выход товарной части, но и обработка максимального количества биомассы, например, желательно выращивать высокие, а не низкорослые сорта пшеницы, вводить в севооборот культуры с большим количеством биомассы наподобие кукурузы и т. п.

Сев по технологии нулевой обработки почвы требует специальных сеялок, которые в отличии от традиционных сеялок, более широкозахватные, что значительно экономит горючее.

Севооборот является одним из ключевых элементов системы нулевой обработки почвы, причем большая роль в севообороте отводится сидератам, которые не только улучшают грунт, но и играют важную роль в борьбе с сорняками, заменяя в этом аспекте пахоту.

Удобрения и ядохимикаты в системе нулевой обработки почвы используются не менее широко, чем в традиционном современном хозяйствовании. По некоторым данным отказ от пахоты приводит к увеличению использования гербицидов и других средств защиты растений.

Преимущества:

Система нулевой обработки почвы имеет ряд преимуществ сравнительно с традиционной, что основывается на пахоте:

· экономия ресурсов -- горючего, удобрения, трудозатрат, времени, снижение амортизационных затрат;

· снижение затрат значительно превышает незначительное снижение урожайности и соответственно повышается рентабельность;

· сохранение и восстановление плодородного пласта грунта;

· снижение или же даже полное предотвращение эрозии грунтов;

· накопление влаги в грунте, что особенно актуально в условиях степи и соответственно заметное снижение зависимости урожая от погодных условий;

· увеличение урожайности культур за счёт вышеупомянутых факторов.

Недостатки:

· Система нулевой обработки непригодна на избыточно увлажнённых, заболоченных грунтах. В таких местах она может использоваться лишь при условии создания хороших дренажных систем. Соответственно на таких грунтах целесообразно или же вести сельское хозяйство традиционным образом с пахотой, или же вкладывать значительные средства в дренаж грунтов.

· Относительным недостатком системы нулевой обработки почвы есть её относительная сложность и необходимость строгого соблюдения агрокультуры. Севообороты, виды и нормы использования ядохимикатов и т. п. должны быть подобраны специально для конкретного хозяйства из учёта климата, грунтов, обычных в этой местности сорняков и вредителей, и других факторов.

· Неровные участки поверхности необходимо выравнивать, чтобы сеялки распределяли семена равномерно.

· Нулевая обработка почвы приводит к накоплению в верхних слоях патогенов и вредителей, требует активной химической защиты растений.



Заключение

обработка почва вспашка лунка

Человек обрабатывает почву более 10 тысяч лет. Это только в школьном учебнике после главы об ирригационном земледелии Древнего Египта может следовать глава о подсечном земледелии древних славян. Реальный исторический процесс не имеет "черных дыр" во времени - земледелие развивалось постепенно, и в этом развитии можно найти свои взлеты и падения, открытия и изобретения. Но главное - в нем можно найти закономерности…



Список литературы

* Пупонин А. И., Минимальная обработка почвы, М., 1978: Проблемы земледелия. Научные труды ВАСХНИЛ, М., 1978; Минимальная обработки почвы, под ред. И. П. Макарова, М., 1984.

* А.И Бараев, М.К Сулейманов Почвозащитная система земледелия. 2005 г.

* Тишлер В. Сельскохозяйственная экология. М., Колос, 1971.

Размещено на Allbest.ru