Таким образом, примером комплексного решения вопросов борьбы с ветровой эрозией и тем самым повышения плодородия почвы и получения устойчивых и высоких урожаев всех возделываемых культур может служить система обработки почвы, разработанная под руководством академика А.И. Бараева, которая может применяться в своих модификациях с учетом местных природных условий в различных районах России.
Основное звено почвозащитной системы – безотвальная обработка почвы с сохранением стерни, задерживающей зимние осадки и предупреждающей эрозию.
Наличие стерни на поверхности почвы потребовало создания новых орудий для закрытия влаги или весеннего рыхления. Эти функции выполняет игольчатая борона БИГ-3, которая имеет рабочие органы подобно вращающейся ротационной мотыге. Она способна рыхлить и выравнивать на заданную глубину почву и сохранять на поверхности почвы до 70% стерни.
Почвозащитная система обработки почвы показала непригодность существующих дисковых сеялок, и они были заменены новыми сеялками ЛДС-4А, СЗС-9 и СЗС-2,1, которые хорошо работают при любом количестве стерни и соломы на поверхности почвы, заделывая на заданную глубину семена и сохраняя 25-35% стер
Также были созданы и нашли широкое применение сеялки-культиваторы СЗС-2,1 для тяжелых по механическому составу почв и СКС-6 для почв легкого механического состава. Достоинство этих сеялок заключается в том, что они за один проход выполняют четыре операции: 1) предпосевную подготовку почвы с уничтожением сорняков; 2) посев; 3) прикатывание рядков посева и 4) внесение гранулированного суперфосфата в рядки. Минимализация, то есть совмещение операций, уменьшение числа проходов трактора и машин по полю, сокращает затраты на выполнение этих приемов, содействует лучшему сохранению верхнего слоя почвы от уплотнения и распыления. В приемах защиты почвы от ветровой эрозии большую роль играют полезащитные лесные полосы.
6. Пути минимализации обработки почвы и условия ее эффективного применения
В настоящее время во многих странах мира в широких масштабах проводятся исследования, связанные с возникновением теории, а затем и методов так называемой минимализации обработки почвы. Как отмечает А. Петерсон (1964 г.), она стала распространяться в США «со скоростью степных пожаров». Широко применяют ее также в Англии, Канаде, Венгрии, Швеции и в других странах.
В нашей стране и за рубежом разработано и применяется много модификаций минимализации обработки почвы. Это вызвано в первую очередь тем, что большая часть энергетических затрат в земледелии падает на обработку почвы и земледелец заинтересован, не снижая урожая, уменьшить затраты. Поэтому Минимализация обработки почвы включает снижение энергетических затрат уменьшением числа и глубины обработки, совмещением проведения механических и химических операций одним агрегатом. Минимальную обработку надо рассматривать как агротехническую систему, где достигается меньшее число проходов по полю сложных агрегатов и тракторов за период возделывания сельскохозяйственных культур. Приемы минимализации не противоречат углублению пахотного слоя и окультуриванию его как на дерново-подзолистых, так и на других почвах, а находятся в тесной взаимосвязи, так как агротехническая и экономическая эффективность минимальной обработки наиболее полно проявляется только на окультуренных почвах.
Минимализацию обработок, как справедливо отмечает В.П. Нарциссов, нельзя рассматривать только в экономическом аспекте, хотя это и очень важно. Вместе с ростом механизации полеводства резко увеличилось число обработок тяжелыми агрегатами. Нередко это приводит к распылению почвы и ухудшению сложения подпахотных слоев, так как верхний слой поддерживается в рыхлом состоянии обрабатывающими орудиями.
Исследования специалистов США показали, что водопропускная способность в колее трактора на глубине 7,5 см. уменьшается на 60-93%, а плотность почвы увеличивается на 9-23%.
Выделяют три группы основных причин, требующих минимализации обработки почвы (Б.А. Доспехов, А.И. Пупонин).
Первая группа причин экономического порядка – необходимость увеличения урожайности, повышения производительности труда и снижения себестоимости продукции.
Вторая группа – необходимость сохранения и повышения производительности почвы: устранение излишнего уплотняющего и распыляющего действия тяжелых машин и орудий, борьба с водной и ветровой эрозией, улучшение гумусового баланса почвы и уменьшение потерь из нее питательных веществ и влаги.
Третья группа – это все возрастающая интенсификация сельскохозяйственного производства, его химизация, механизация и мелиорация.
Обобщая исследования зарубежных ученых, А.Л. Шенявский (1972) указывает, что широкое применение тяжеловесных тракторов и транспортных средств приводит к чрезмерному уплотнению почвы и подпочвы, что значительно ухудшает условия жизни растений. Теоретические исследования в этой области позволили сформулировать положение об оптимальной для растений и равновесной для почвы плотности сложения (Мичурин, 1957; Реут, 1961). На окультуренных почвах, где равновесная плотность совпадает с оптимальной для возделываемых культур, на слабозасоренных участках можно значительно сократить число обработок почвы, а на сильнозасоренных – механические обработки заменить химическими.
К почвам, у которых равновесная и оптимальная плотности совпадают или близки между собой, относятся многие черноземы с хорошими физическими и механическими показателями, более легкого механического состава и хорошо окультуренные.
На орошаемых сероземах, на тяжело-суглинистых подзолистых, на солонцах и солонцеватых почвах, где равновесная плотность достигает значительно большей величины, чем оптимальная, нельзя отказываться от обработки почвы даже рот наличии хорошо действующих гербицидов. На таких почвах при самоуплотнении равновесная плотность может быть 1,35-160 кубических сантиметров, тогда как растения дают большую продуктивность на среднеуплотненных почвах, где оптимальная плотность находится в пределах 1,15-1,25 кубических сантиметрах.
При минимализации обработки почвы ставится также задача не только сокращения применяемых приемов, но и уменьшения числа проходов тракторов, которые часто вызывают избыточное полосное уплотнение почвы.
Из всего разнообразия минимализации обработки почвы более широко распространены вспашка и предпосевная обработка; предпосевная обработка и посев с одновременным внесением гербицидов и удобрений; вспашка, предпосевная обработка, посев с внесением гербицидов и удобрений.
Для выполнения этих приемов широко используются комбинированные пахотно-посевные агрегаты, например полунавесной агрегат, который одновременно выполняет четыре операции: вносит минеральные удобрения, рыхлит пахотный слой почвы, прикатывает почву и осуществляет посев зерновых культур. Он снижает глыбистость почвы на 23-25% по сравнению с раздельным выполнением указанных операций, улучшает водный режим почвы, повышает полевую всхожесть семян. Все это обеспечивает прибавки урожайности зерновых культур на 3,8-4,5 ц. с 1 га.
Пахотные агрегаты, которые совмещают вспашку с выравниванием и прикатыванием, также отвечают принципам минимализации и широко применяются в разных районах при обработке почвы под озимые культуры после ранних зерновых культур (непаровых предшественников).
На чистых парах применение минимальных обработок положительно сказывается в период ухода за паровыми полями. Агротехническая эффективность замены механических приемов борьбы с сорняками химическими убедительно доказана опытными данными. Она объясняется тем, что при механической обработке верхняя часть почвы теряет влагу. При использовании гербицидов в пару почва становится более уплотненной, что положительно влияет на водный режим, а также перезимовку озимых культур.
Применение минимальных обработок имеет большое значение не только в паровых полях, но и при выращивании сельскохозяйственных культур. Опыт показывает, что сокращение количества и глубины механических обработок и даже отказ от некоторых из них, например от междурядных обработок некоторых пропашных культур, не снижает урожайности.
Агротехническая роль минимализации обработки почвы состоит в том, что снижается распыление ее и повышается устойчивость к ветровой эрозии, полевые работы выполняются без разрыва во времени между отдельными их видами, что позволяет эффективно бороться с ранневесенней засухой, наносящей большой вред посевам.
В экономическом плане значение сокращения числа технологических операций выражается, прежде всего, в том, что уменьшается потребность в энергетических средствах и трудовых ресурсах в наиболее напряженный период – во время весеннего сева.
Сглаживание при такой агротехнике пиков потребности в энергетических средствах позволяет более равномерно использовать тракторный парк в течение года и сократить общую потребность в тракторах при увеличении нагрузки пашни в расчете на каждый трактор. Все это способствует по новой технологии снижению денежно-материальных и трудовых затрат на возделывание сельскохозяйственных культур.
Сокращение числа технологических обработок в некоторых почвенно-климатических зонах допускается путем применения фрезы. Так, в Северо-Западной зоне при возделывании картофеля, сахарной свеклы и других культур, где весной проводится перепашка зяби, культивацию и боронирование можно заменить разовой обработкой фрезой.