Снижение урожайности сельскохозяйственных культур происходит при уменьшении

Обновлено: 05.10.2024

Растет интерес аграриев к высокой культуре земледелия, а также к решению вопросов увеличения и стабилизации объемов производства в растениеводстве с одновременным повышением рентабельности. В этом ключе в основном обсуждаются вопросы приемов и количества применения удобрений. При этом порой пренебрегают проблемой повышения плодородия почв, связанной с их переуплотнением, решение которой может увеличить урожайность и рентабельность растениеводства.

Идеальный трактор не может быть одновременно мощным и легким

В условиях интенсивного земледелия создаются условия, когда машины, призванные повысить урожайность, снижают плодородие почв. Являясь средой для выращивания сельхозкультур, почва выполняет функцию несущего основания для движителей сельхозмашин, которые оказывают на нее механическое воздействие. За последние десятилетия произошло повышение мощности и тягового класса тракторов и комбайнов. Их масса с 7-14 т возросла до 16-20 т. Исходя из стремления повысить производительность техники, ее создатели увеличивают мощность тракторов и ширину захвата орудий, что еще сильнее разрушает и уплотняет почву. Получается, что более 80% энергии в земледелии тратится на то, чтобы с помощью одних машин возместить ущерб, нанесенный другими машинами.

От переуплотнения почв снижается развитие растений, урожайность культур и плодородие интенсивно используемых земель. По данным российских специалистов, переуплотнению сегодня подвержено более 80% сельхозугодий, что является причиной потерь 30% урожая и дохода аграриев. Современные многооперационные технологии в растениеводстве с применением энергонасыщенной техники, имеющей большую эксплуатационную массу и высокое удельное давление на почву, приводят к ее уплотнению за вегетационный период до уборки на площади до 60-80% и до 98% после уборки урожая. В итоге, ежегодные потери урожая от применения на полях технических средств составляют 30 млн тонн зерна при перерасходе топлива до 3 млн тонн (Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ, 2018).

По данным белорусских ученых, урожайность зерновых в следах тракторов снижается на 10-15%, а корнеклубнеплодов — на 20-30% (Шило Н.И., Романюк Н.Н., Орда А.Н.). На уплотненных участках почвы увеличивается тяговое сопротивление рабочих органов, что ведет к увеличению расхода топлива и снижению производительности техники, а качество технологических операций по следам сельхозмашин не отвечает агротехническим требованиям. На поверхности поля остаются следы глубиной до 12 см, по которым плотность почвы существенно превышает оптимальные значения, не выдерживается заданная глубина обработки культиваторами, до 48% семян зерновых не заделываются на заданную глубину, ухудшается качество уборочных работ.

Переуплотнение почв — фактор их машинной деградации

В последнее время широко обсуждаются проблемы плодородия почв, при этом нет единого понимания, что такое плодородие и какие процессы происходят в одной из сред обитания.Для нормального развития растений требуется определенное соотношение между твердой частью почвы и содержащихся в ней водой и воздухом. Оптимальное состояние имеет почва, в которой твердые частицы составляют 50%, вода — 30% и воздух — 20% (табл. 1). Плотность почвы можно определить с помощью прибора — пенетрометра (рис. 2).

Фото:YouTube-канал Smart No-till Рис. 2. Пенетрометр — прибор, позволяющий определить плотность почвы

Фото:YouTube-канал Smart No-till Рис. 2. Пенетрометр — прибор, позволяющий определить плотность почвы

Таблица 1. Оптимальная плотность почвы для возделывания зерновых и пропашных культур (КазНИИ МЭСХ, Астафьев В.)

Машины расплющивают и прессуют пахотный слой почвы, который обычно наполовину состоит из воздушных полостей. Уплотняющее действие от колес и гусениц распространяется до 1 м в глубину и до 0,8 м в поперечном направлении, сохраняясь до следующего вегетационного сезона (табл. 2). Разрушенная структура почвы полностью не восстанавливается, в результате чего пашня с течением времени деградирует.

На практике удельное давление колесных тракторов и создаваемое ими уплотнение почвы существенно выше допустимого оптимального значения (0,6 кг/см²) . При этом величина удельного давления движителей на почву зависит не только от массы трактора, но и от нагрузки на его крюке.

Таблица 2. Воздействие движителей тракторов на почву

В прежние годы, когда для пахоты применяли гусеничные трактора, уплотненный слой был незначительным и его убирали изменением глубины вспашки. Применение на пахоте тяжелых тракторов привело к появлению массивного уплотненного горизонта ниже уровня обработки до 45-55 см глубины (рис. 3). Такие почвы уже не способны в полной мере выполнять свою функцию и быть благоприятной средой для обитания полезной биоты.

Уплотнение почвы наиболее существенно в весенний период, при ее высокой влажности, когда от многократных проходов техники происходит кумулятивный эффект. Обитающая в переуплотненной почве биота ухудшается. Известно, что черви не только постоянно перепахивают, но и ежегодно удобряют почву несколькими тоннами своих отходов на 1 га. По результатам исследования почвоведа-зоолога Стефана Шрадера , из-за уплотнения оптимальное количество мелких червей (около 6000 на 1 м²) после воздействия тяжелых машин уменьшается вдвое. В интенсивном земледелии живая биомасса почв уменьшилась с 15-30 до 2-3 т/га, а вместе с этим снизился коэффициент отдачи от минеральных удобрений.

По данным МСХ РФ, в России ежегодно теряется до 1,5 млрд тонн плодородного слоя, из-за чего плодородие почв за последние десятилетия упало почти вдвое. Известно, что за счет накопленного столетиями потенциала плодородия формируется более 50% урожая. Усугубляет положение нарушение севооборотов и недостаточное количество органических удобрений, отсутствие в севообороте многолетних трав и сидеральных культур, безграмотное использование химических удобрений и пестицидов.

Независимые ученые констатируют факт, что современный рост урожайности странным образом сочетается с прогрессирующим снижением качества продукции, фиксируемым микробиологами усилением деградации агроценозов, катастрофическим накоплением в почве патогенов.

В системе современных научных представлений применение минеральных удобрений повышает урожайность сельскохозяйственных культур и одновременно снижает плодородие почв (профессор Цховребов В ., зав. кафедрой почвоведения Ставропольского ГАУ). Когда почва переуплотнена из-за применения устаревших технологий и тяжелой техники, то уже не способна к самовосстановлению плодородия. В этом случае рекомендации по внесению минеральных удобрений для восстановления плодородия не действуют.

Способы борьбы с уплотнением почв

Способов предотвращения уплотнения почв пока разработано недостаточно. В настоящее время борьбу с уплотнением проводят по трем направлениям:

  • снижение уплотнения;
  • разуплотнение;
  • предотвращение уплотнения .

Для снижения уплотнения почвы совершенствуется ходовая система машин и агрегатов, уменьшается их масса, создаются широкозахватные и комбинированные машины. Есть мнение, что решить проблему уплотнения почвы можно, снизив среднее удельное давление колес на почву до 0,15 кг/см². Однако сделать это, не используя широкопрофильные шины (до 1 м) или сверхширокие шины (1,2 м) низкого давления, а также сдвоенные, не удается.

Для снижения уплотнения почв белорусские ученые рекомендуют использовать колесо низкого давления и повышенного снижения колебаний (демпфирования) (Шило И.Н., Чигарев Ю.В.).

Рис. 4. Гусеничный трактор при однократном проходе оказывает удельное давление на почву на 20–30% ниже, чем колесный. Фото: nsh.by

Рис. 4. Гусеничный трактор при однократном проходе оказывает удельное давление на почву на 20–30% ниже, чем колесный. Фото: nsh.by

Широкопрофильные и сдвоенные шины существенно снижают уплотнение почвы и связанные с ним потери урожая, увеличивают выработку агрегатов, на 30-40% уменьшают расход топлива, снижают буксование и износ шин в 2,5 раза.

По данным немецкой компании Grasdorf Wennekamp, при использовании на тракторах широкопрофильных шин низкого давления производительность повышается на 40%, затраты снижаются на 30%, а при использовании сдвоенных колес производительность повышается на 80%, затраты снижаются на 45% (табл. 3).

Таблица 3. Сравнительный анализ работы тракторов в зависимости от типов шин (Grasdorf Wennekamp)

Только снижением удельного давления движителей тракторов проблему уплотнения почвы не решить. На данном этапе развития науки и техники наиболее эффективным приемом разуплотнения почвы является механическое рыхление на глубину 0,6-0,7 м с помощью глубокорыхлителей и щелевателей.

Одно из перспективных направлений — использование технологической колеи при возделывании культур, когда технологические и транспортные машины перемещаются по полю по постоянной колее. В качестве радикального шага в профилактике уплотнения почв можно рассматривать технологию прямого прямого посева (No-Till), которая требует меньше проходов техники по полю, что сокращает площадь следов машин с 80 до 46%. При этом в течение переходного периода к прямому севу (3-4 года) на деградированных почвах, наряду с биологическим (корни), может потребоваться неоднократное глубокое механическое рыхление.

Мониторинг плотности почвы — одна из составляющих технологии точного земледелия

Внедрение спутниковых систем навигации (GPS) открывает возможность собрать информацию о состоянии почвы в любй точке участка и принять решение по выбору технологии механического воздйствия, направленного на создание оптимальной плотности почвы.

Все транспортные средства, оснащенные GPS, передвигаются по полю по постоянной технологической колее с взаимно согласованной шириной захвата. Одни и те же колесные колеи используются для обработки почвы, посадки и опрыскивания растений, а также уборки урожая. При использовании в земледелии постоянной технологической колеи зоны движения машин отделены от зон возделывания культур. Благодаря этому как минимум на 2/3 площади создаются условия для устойчивого улучшения структуры почвы. По другим данным, технология управляемого движения по полям (CTF) позволяет сократить площади следов от машин до 14% от площади поля и повысить экономическую эффективность использования машин. К сожалению, в нашей республике эта система пока не получила широкого распространения.

Стратегия механического рыхления уплотненной почвы

Глубокое сплошное рыхление склоновых и равнинных земель рекомендуется проводить осенью по стерневым фонам зерновых и пропашных культур вместо зяблевой вспашки. В тех случаях, когда отсутствует осушительная сеть и есть опасность переувлажнения почвы, ее глубокое рыхление под картофель, корнеплоды, кукурузу и другие культуры проводят весной. Щелевание целесообразно осенью на сенокосах и пастбищах, склоновых и переувлажненных равнинных землях перед посевом озимых культур, а также по отвальной и безотвальной зяби.

Разуплотнение почвы — финансово затратный прием. Глубина обработки почвы всегда индивидуальна для каждого конкретного поля в соответствии с результатами измерения уплотнения. Затраты зависят от цены агрегата и глубины разуплотнения. Для этого имеется условный коэффициент — 0,5 л дизельного топлива на 1 см углубления.

Влияние способа основной обработки и интенсивности уплотнения на урожайность ячменя

Российские ученые провели ряд исследований, чтобы установить оптимальные системы основной обработки и оптимальный уровень плотности почвы при возделывании ячменя в Амурской области. Результаты показали, что отвальная и безотвальная обработки почвы создают оптимальные условия для развития растений на неуплотненной почве только при 1-3-кратном прохождении техники по полю. При 4-5-кратном прохождении тракторов уплотнение уже превышает пределы оптимума. Существенное снижение урожайности ячменя наблюдалось при уплотнении почвы более 1,23 г/см (Немыкин А.А., 2009).

По мере роста кратности уплотнения количество растений ячменя в фазу всходов уменьшалось как по отвальной, так и по безотвальной обработке. С увеличением уплотняющего действия на почву в структуре агрофитоценоза увеличивалось количество и доля сорняков. При этом доля многолетних сорняков по количеству и по массе была больше при безотвальной обработке почвы, чем при отвальной.

При увеличении уплотняющего воздействия тракторов на почву ухудшалась структура урожая ячменя (масса 1000 зерен, длина колоса, количество зерен в колосе, общая кустистость), увеличивалась соломистость. Безотвальная обработка уплотненной почвы приводила к снижению урожайности зерна.

  1. Ходовые системы тракторов / В.М. Забродский, А.М. Файнлейб, Л.Н. Кутин, О.Л. Уткин-Любовцев. — М., 1986.
  2. Кушнарев А.С. Механика почв; задача и состояние почв // Механизация и электрификация сельского хозяйства. — 1987. — № 3. — С. 9-13.
  3. Немыкин А.А. Формирование урожая ячменя под влиянием уплотнения на фоне различных способов основной обработки почвы в Южной зоне Амурской области. — 2009.

ко застилает солнце, что становится темно, как в сумерки. Такие бури называют пыльными или черными, они возникают в любое время года.

При картографировании эродированных почв устанавливают содержание гумуса: для черноземов и серых лесных почв в слое 0—50 см, для дерново-подзолистых — в слое 0—30 см. Количество гумуса в эродированных почвах по сравнению с неэродиро-ванными служит объективным диагностическим показателем для определения той или иной степени смытости. Если наличие гумуса уменьшается на 10—20 %, то почвы относят к слабосмытым, на 20—50 % — к среднесмытым, более чем на 50 % — к сильно-смытым.

Эту классификацию можно использовать при определении минимальных доз внесения навоза и азота в почвы разной степени эродированности. В соответствии с дозами, применяемыми на несмытых почвах, их увеличивают на слабосмытых почвах не менее чем на 20 %, на среднесмытых — на 20—50, на сильно-смытых — более чем на 50 %. Установлена зависимость снижения урожайности культурных растений от степени эродированности почвы в Нечерноземной и Центрально-Черноземной зонах России, на Северном Кавказе. Обобщенные данные этой зависимости приведены в таблице 9.

9. Влияние эродированности почвы на снижение урожайности сельскохозяйственных культур, % от урожайности на несмытых почвах

Растет интерес аграриев к высокой культуре земледелия, а также к решению вопросов увеличения и стабилизации объемов производства в растениеводстве с одновременным повышением рентабельности. В этом ключе в основном обсуждаются вопросы приемов и количества применения удобрений. При этом порой пренебрегают проблемой повышения плодородия почв, связанной с их переуплотнением, решение которой может увеличить урожайность и рентабельность растениеводства.

Идеальный трактор не может быть одновременно мощным и легким

В условиях интенсивного земледелия создаются условия, когда машины, призванные повысить урожайность, снижают плодородие почв. Являясь средой для выращивания сельхозкультур, почва выполняет функцию несущего основания для движителей сельхозмашин, которые оказывают на нее механическое воздействие. За последние десятилетия произошло повышение мощности и тягового класса тракторов и комбайнов. Их масса с 7-14 т возросла до 16-20 т. Исходя из стремления повысить производительность техники, ее создатели увеличивают мощность тракторов и ширину захвата орудий, что еще сильнее разрушает и уплотняет почву. Получается, что более 80% энергии в земледелии тратится на то, чтобы с помощью одних машин возместить ущерб, нанесенный другими машинами.

От переуплотнения почв снижается развитие растений, урожайность культур и плодородие интенсивно используемых земель. По данным российских специалистов, переуплотнению сегодня подвержено более 80% сельхозугодий, что является причиной потерь 30% урожая и дохода аграриев. Современные многооперационные технологии в растениеводстве с применением энергонасыщенной техники, имеющей большую эксплуатационную массу и высокое удельное давление на почву, приводят к ее уплотнению за вегетационный период до уборки на площади до 60-80% и до 98% после уборки урожая. В итоге, ежегодные потери урожая от применения на полях технических средств составляют 30 млн тонн зерна при перерасходе топлива до 3 млн тонн (Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ, 2018).

По данным белорусских ученых, урожайность зерновых в следах тракторов снижается на 10-15%, а корнеклубнеплодов — на 20-30% (Шило Н.И., Романюк Н.Н., Орда А.Н.). На уплотненных участках почвы увеличивается тяговое сопротивление рабочих органов, что ведет к увеличению расхода топлива и снижению производительности техники, а качество технологических операций по следам сельхозмашин не отвечает агротехническим требованиям. На поверхности поля остаются следы глубиной до 12 см, по которым плотность почвы существенно превышает оптимальные значения, не выдерживается заданная глубина обработки культиваторами, до 48% семян зерновых не заделываются на заданную глубину, ухудшается качество уборочных работ.

Переуплотнение почв — фактор их машинной деградации

В последнее время широко обсуждаются проблемы плодородия почв, при этом нет единого понимания, что такое плодородие и какие процессы происходят в одной из сред обитания.Для нормального развития растений требуется определенное соотношение между твердой частью почвы и содержащихся в ней водой и воздухом. Оптимальное состояние имеет почва, в которой твердые частицы составляют 50%, вода — 30% и воздух — 20% (табл. 1). Плотность почвы можно определить с помощью прибора — пенетрометра (рис. 2).

Фото:YouTube-канал Smart No-till Рис. 2. Пенетрометр — прибор, позволяющий определить плотность почвы

Фото:YouTube-канал Smart No-till Рис. 2. Пенетрометр — прибор, позволяющий определить плотность почвы

Таблица 1. Оптимальная плотность почвы для возделывания зерновых и пропашных культур (КазНИИ МЭСХ, Астафьев В.)

Машины расплющивают и прессуют пахотный слой почвы, который обычно наполовину состоит из воздушных полостей. Уплотняющее действие от колес и гусениц распространяется до 1 м в глубину и до 0,8 м в поперечном направлении, сохраняясь до следующего вегетационного сезона (табл. 2). Разрушенная структура почвы полностью не восстанавливается, в результате чего пашня с течением времени деградирует.

На практике удельное давление колесных тракторов и создаваемое ими уплотнение почвы существенно выше допустимого оптимального значения (0,6 кг/см²) . При этом величина удельного давления движителей на почву зависит не только от массы трактора, но и от нагрузки на его крюке.

Таблица 2. Воздействие движителей тракторов на почву

В прежние годы, когда для пахоты применяли гусеничные трактора, уплотненный слой был незначительным и его убирали изменением глубины вспашки. Применение на пахоте тяжелых тракторов привело к появлению массивного уплотненного горизонта ниже уровня обработки до 45-55 см глубины (рис. 3). Такие почвы уже не способны в полной мере выполнять свою функцию и быть благоприятной средой для обитания полезной биоты.

Уплотнение почвы наиболее существенно в весенний период, при ее высокой влажности, когда от многократных проходов техники происходит кумулятивный эффект. Обитающая в переуплотненной почве биота ухудшается. Известно, что черви не только постоянно перепахивают, но и ежегодно удобряют почву несколькими тоннами своих отходов на 1 га. По результатам исследования почвоведа-зоолога Стефана Шрадера , из-за уплотнения оптимальное количество мелких червей (около 6000 на 1 м²) после воздействия тяжелых машин уменьшается вдвое. В интенсивном земледелии живая биомасса почв уменьшилась с 15-30 до 2-3 т/га, а вместе с этим снизился коэффициент отдачи от минеральных удобрений.

По данным МСХ РФ, в России ежегодно теряется до 1,5 млрд тонн плодородного слоя, из-за чего плодородие почв за последние десятилетия упало почти вдвое. Известно, что за счет накопленного столетиями потенциала плодородия формируется более 50% урожая. Усугубляет положение нарушение севооборотов и недостаточное количество органических удобрений, отсутствие в севообороте многолетних трав и сидеральных культур, безграмотное использование химических удобрений и пестицидов.

Независимые ученые констатируют факт, что современный рост урожайности странным образом сочетается с прогрессирующим снижением качества продукции, фиксируемым микробиологами усилением деградации агроценозов, катастрофическим накоплением в почве патогенов.

В системе современных научных представлений применение минеральных удобрений повышает урожайность сельскохозяйственных культур и одновременно снижает плодородие почв (профессор Цховребов В ., зав. кафедрой почвоведения Ставропольского ГАУ). Когда почва переуплотнена из-за применения устаревших технологий и тяжелой техники, то уже не способна к самовосстановлению плодородия. В этом случае рекомендации по внесению минеральных удобрений для восстановления плодородия не действуют.

Способы борьбы с уплотнением почв

Способов предотвращения уплотнения почв пока разработано недостаточно. В настоящее время борьбу с уплотнением проводят по трем направлениям:

  • снижение уплотнения;
  • разуплотнение;
  • предотвращение уплотнения .

Для снижения уплотнения почвы совершенствуется ходовая система машин и агрегатов, уменьшается их масса, создаются широкозахватные и комбинированные машины. Есть мнение, что решить проблему уплотнения почвы можно, снизив среднее удельное давление колес на почву до 0,15 кг/см². Однако сделать это, не используя широкопрофильные шины (до 1 м) или сверхширокие шины (1,2 м) низкого давления, а также сдвоенные, не удается.

Для снижения уплотнения почв белорусские ученые рекомендуют использовать колесо низкого давления и повышенного снижения колебаний (демпфирования) (Шило И.Н., Чигарев Ю.В.).

Рис. 4. Гусеничный трактор при однократном проходе оказывает удельное давление на почву на 20–30% ниже, чем колесный. Фото: nsh.by

Рис. 4. Гусеничный трактор при однократном проходе оказывает удельное давление на почву на 20–30% ниже, чем колесный. Фото: nsh.by

Широкопрофильные и сдвоенные шины существенно снижают уплотнение почвы и связанные с ним потери урожая, увеличивают выработку агрегатов, на 30-40% уменьшают расход топлива, снижают буксование и износ шин в 2,5 раза.

По данным немецкой компании Grasdorf Wennekamp, при использовании на тракторах широкопрофильных шин низкого давления производительность повышается на 40%, затраты снижаются на 30%, а при использовании сдвоенных колес производительность повышается на 80%, затраты снижаются на 45% (табл. 3).

Таблица 3. Сравнительный анализ работы тракторов в зависимости от типов шин (Grasdorf Wennekamp)

Только снижением удельного давления движителей тракторов проблему уплотнения почвы не решить. На данном этапе развития науки и техники наиболее эффективным приемом разуплотнения почвы является механическое рыхление на глубину 0,6-0,7 м с помощью глубокорыхлителей и щелевателей.

Одно из перспективных направлений — использование технологической колеи при возделывании культур, когда технологические и транспортные машины перемещаются по полю по постоянной колее. В качестве радикального шага в профилактике уплотнения почв можно рассматривать технологию прямого прямого посева (No-Till), которая требует меньше проходов техники по полю, что сокращает площадь следов машин с 80 до 46%. При этом в течение переходного периода к прямому севу (3-4 года) на деградированных почвах, наряду с биологическим (корни), может потребоваться неоднократное глубокое механическое рыхление.

Мониторинг плотности почвы — одна из составляющих технологии точного земледелия

Внедрение спутниковых систем навигации (GPS) открывает возможность собрать информацию о состоянии почвы в любй точке участка и принять решение по выбору технологии механического воздйствия, направленного на создание оптимальной плотности почвы.

Все транспортные средства, оснащенные GPS, передвигаются по полю по постоянной технологической колее с взаимно согласованной шириной захвата. Одни и те же колесные колеи используются для обработки почвы, посадки и опрыскивания растений, а также уборки урожая. При использовании в земледелии постоянной технологической колеи зоны движения машин отделены от зон возделывания культур. Благодаря этому как минимум на 2/3 площади создаются условия для устойчивого улучшения структуры почвы. По другим данным, технология управляемого движения по полям (CTF) позволяет сократить площади следов от машин до 14% от площади поля и повысить экономическую эффективность использования машин. К сожалению, в нашей республике эта система пока не получила широкого распространения.

Стратегия механического рыхления уплотненной почвы

Глубокое сплошное рыхление склоновых и равнинных земель рекомендуется проводить осенью по стерневым фонам зерновых и пропашных культур вместо зяблевой вспашки. В тех случаях, когда отсутствует осушительная сеть и есть опасность переувлажнения почвы, ее глубокое рыхление под картофель, корнеплоды, кукурузу и другие культуры проводят весной. Щелевание целесообразно осенью на сенокосах и пастбищах, склоновых и переувлажненных равнинных землях перед посевом озимых культур, а также по отвальной и безотвальной зяби.

Разуплотнение почвы — финансово затратный прием. Глубина обработки почвы всегда индивидуальна для каждого конкретного поля в соответствии с результатами измерения уплотнения. Затраты зависят от цены агрегата и глубины разуплотнения. Для этого имеется условный коэффициент — 0,5 л дизельного топлива на 1 см углубления.

Влияние способа основной обработки и интенсивности уплотнения на урожайность ячменя

Российские ученые провели ряд исследований, чтобы установить оптимальные системы основной обработки и оптимальный уровень плотности почвы при возделывании ячменя в Амурской области. Результаты показали, что отвальная и безотвальная обработки почвы создают оптимальные условия для развития растений на неуплотненной почве только при 1-3-кратном прохождении техники по полю. При 4-5-кратном прохождении тракторов уплотнение уже превышает пределы оптимума. Существенное снижение урожайности ячменя наблюдалось при уплотнении почвы более 1,23 г/см (Немыкин А.А., 2009).

По мере роста кратности уплотнения количество растений ячменя в фазу всходов уменьшалось как по отвальной, так и по безотвальной обработке. С увеличением уплотняющего действия на почву в структуре агрофитоценоза увеличивалось количество и доля сорняков. При этом доля многолетних сорняков по количеству и по массе была больше при безотвальной обработке почвы, чем при отвальной.

При увеличении уплотняющего воздействия тракторов на почву ухудшалась структура урожая ячменя (масса 1000 зерен, длина колоса, количество зерен в колосе, общая кустистость), увеличивалась соломистость. Безотвальная обработка уплотненной почвы приводила к снижению урожайности зерна.

  1. Ходовые системы тракторов / В.М. Забродский, А.М. Файнлейб, Л.Н. Кутин, О.Л. Уткин-Любовцев. — М., 1986.
  2. Кушнарев А.С. Механика почв; задача и состояние почв // Механизация и электрификация сельского хозяйства. — 1987. — № 3. — С. 9-13.
  3. Немыкин А.А. Формирование урожая ячменя под влиянием уплотнения на фоне различных способов основной обработки почвы в Южной зоне Амурской области. — 2009.

Урожайность сельскохозяйственных культур зависит от многих факторов: почвенно-климатических условий, сорта, состава и объёмов удобрений, средств защиты растений, распространённости вредителей и болезней, соблюдения технологии возделывания, а также от качества обработки почвы и посева. Причин разницы в урожайности несколько, и одна из них — большие потери урожая в ряде хозяйств из-за несоблюдения главных требований к качеству обработки почвы и посева. На практике чаще всего наблюдается:

  • нарушение структуры почвы;
  • неоптимальное распределение семян по глубине и площади поля;
  • некачественное формирование семенное ложе;
  • неправильный весенний уход за озимыми.

Боронование и подкормка азотом посевов озимых зерновых

Основные мероприятия по ранневесеннему уходу за посевами озимых должны быть направлены на сохранение накопленной влаги, очищение посевов от сорных растений, плесени, на повышение микробиологической активности почвы. При необходимости посевы уплотняют или пересевают (при их полной гибели).

Мероприятия по сохранению влаги являются одними из важнейших, особенно на легких почвах. Песчаные почвы имеют постоянный дефицит влаги (600-700 м 3 /га), что и ведет к недобору 7-8 ц/га зерна или 50-60 ц/га картофеля.

Весной, особенно в солнечные и ветреные дни, за сутки может теряться до 3-5 мм почвенной влаги. Поэтому для большинства районов республики прием закрытия влаги чрезвычайно важен, а в системе ухода за озимыми — просто необходим. В солнечные дни посевы быстро теряют влагу, почва растрескивается, повреждается корневая система, что неизбежно ведет к снижению урожая. Чтобы избежать этого, необходимо проводить ранневесеннее боронование посевов озимых зерновых. В результате разрыхления верхнего слоя уменьшаются потери влаги, уничтожаются розетки перезимовавших сорняков, очищаются растения от плесени, усиливается микробиологический процесс в почве. По многолетним данным исследований аграрных институтов стран СНГ, весеннее боронование посевов озимых зерновых способствовало повышению урожая на 1,9-3,0 ц/га, при этом засоренность посевов снижалась на 20-44%.

Особенно эффективно боронование посевов озимых зерновых с подкормкой азотными удобрениями. Ранневесенняя подкормка растений азотом по таломерзлой почве при наличии максимального количества влаги в почве играет огромную роль в питании растений. Удобрения растворяются и усваиваются растениями с первых же дней весеннего развития и роста. Подкормленные посевы быстро оправляются, начинают куститься, увеличивают число продуктивных стеблей, что в дальнейшем отражается на размере колоса, числе колосков и крупности зерна. Прибавка урожая озимой ржи при весенней подкормке посевов азотом, по сравнению с предпосевной или осенней подкормками, в опытах БелНИИЗ составляла 4,7-6,8 ц/га.

Для качественного и высокоэффективного выполнения боронования посевов озимых зерновых разработаны специальные бороновально-прополочные агрегаты.

Нарушение оптимального состояния почвы при ее обработке

Способ обработки почвы — один из важнейших факторов, влияющих на рост, развитие и формирование урожая сельскохозяйственных культур, а также на степень деградации почв. От него зависят агрофизические характеристики почвы, создающие определенные водно-воздушные и термические условия, которые во многом определяют судьбу произрастающих растений. Агрономической наукой установлено, что в идеале для роста растений почва обрабатываемого слоя должна содержать примерно 45% минеральных веществ, 5% органических веществ и 50% пористого пространства, заполненного равным количеством (по 25%) воды и воздуха. Нарушение этого состояния ведет к недобору урожая. Поэтому основная задача при обработке почвы — сформировать посевной слой в соответствии с агрономическими требованиями культуры. В рамках этой задачи самым актуальным для Беларуси является вопрос формирования в обрабатываемом слое требуемой воздушной составляющей.

Как показывают исследования, применяемые в настоящее время способы и техника для обработки почвы не в полной мере способствуют получению в обработанном слое почвы требуемого количества воздуха и в большинстве случаев ведут к его снижению, что в свою очередь чревато недобором урожая до 10-20%. Это происходит в основном из-за переуплотнения почвы колесами тракторов, наличия плужной подошвы и уплотнения слоев почвы после прохода культиваторных, плоскорезных и других лап. Особенно переуплотняется почва весной под действием ходовых систем техники.

Первые полевые работы проводятся при повышенной влажности почвы, когда она сильно подвержена уплотнению. В результате при движении ходовых колес почва под ними уплотняется на глубину 50-60 см и более (рис. 2). При этом на глубине 20-30 см она может иметь плотность 1,4-1,5 г/см 3 , то есть близкую к критической (1,6-1,7 г/см 3 ), при которой корневые волоски растений уже не распространяются.


Если опоздали с поднятием зяби

Таким образом, при обработке почвы весной следует соблюдать ряд важнейших условий:

  • Не начинать работы слишком рано, когда еще избыточно влажная почва и могут образовываться глыбы и глубокая колея от прохода машин.
  • Не вносить фосфорно-калийные удобрения тяжелыми агрегатами в весенний период. Более эффективно это можно сделать осенью на зябь.
  • Для увеличения опорной поверхности снижать давление в колесах трактора до значений 1,0-1,1 г/см 3 .
  • Использовать тяжелые трактора мощностью 200-350 л.с. и более, только со сдвоенными колесами. По данным полевых опытов А.И. Пупонина, использование на севе трактора К-700 со сдвоенными колесами приводило к повышению урожая ячменя на 12,9% по сравнению с тем же трактором, но без сдвоенных колёс.

Не меньший ущерб урожаю, особенно пропашных культур, наносит плужная подошва (рис. 3). Многолетние исследования БЕЛНИИПА (1981-1985 гг.) и БелНИИМиЛ (2001 г.) показали, что глубокое (до 40 см) рыхление плужной подошвы на старопахотных почвах повышает урожайность культур, особенно пропашных (свеклы, картофеля), на 6-26,3% (табл. 1). На мелиорированных почвах при рыхлении на глубину до 65 см прирост урожая еще больший — 10,0-68,9%.

* Данные БелНИИПЛ 1981-1985 гг.

** БелНИИМиЛ, 2001 г., рыхление приспособлением РПП-20 одновременно со вспашкой

Нарушения распределения семян по глубине заделки и площади поля

Немаловажную, а иногда и решающую роль в судьбе урожая играют качество подготовки семенного ложа и равномерность распределения семян по глубине заделки и площади поля. От этих факторов зависит полевая всхожесть, равномерность и дружность всходов, выживаемость и эффективность дальнейшего развития растений.

Таким образом, соблюдение оптимальной глубины заделки семян является одним из важнейших агротехнических требований к посеву. Посев с отклонением от заданной глубины ведет к резкому снижению продуктивности растений (рис. 4).


Согласно исследованиям, отклонение от оптимальной глубины сева на 10 мм снижает полевую всхожесть семян на 5-10%, а в дальнейшем урожайность –— на 10-30% в зависимости от культуры.

Вторым требованием качественного сева является равномерное распределение семян по площади

Теоретически оптимальной с точки зрения использования влаги, солнечного света, углекислоты воздуха и питательных веществ, а также ослабления отрицательного взаимодействия растений является площадь питания каждого растения, приближенная к кругу. На практике достичь этого требования при посеве зерновых культур невозможно. Наиболее приемлемым для практики, как доказано многими исследованиями, является вариант, при котором площадь питания приближается к квадрату.

Агротехнически обоснованные оптимальные площади питания в зависимости от норм высева представлены в таблице 2. Для сравнения здесь же представлена картина фактического распределения семян и площади их питания при использовании сеялок с междурядьем 125 мм. Как видно, даже в идеальном случае семена располагаются в рядке на расстоянии 16-23 мм друг от друга, а форма площади питания имеет ярко выраженную форму вытянутого прямоугольника, что, естественно, не может способствовать повышению урожайности из-за нерационального использования предоставленной растениям площади питания. С увеличением междурядий эта картина еще больше усугубляется.


Переход от обычного рядового к узкорядному посеву позволяет более равномерно распределять растения по площади. При этом сокращение расстояния между рядами на 10 мм дает прирост урожая до 1%. Еще лучший результат обеспечивает ленточный посев. Так, ленточный посев с шириной ленты 70 мм и расстоянием между сошниками 125 мм позволяет повысить урожайность до 6% по сравнению с рядовым посевом с междурядьем 125 мм. Однако сдерживающим фактором применения такого посева является современный сошник, который качественно выполняет посев только при качественно подготовленном посевном слое и отсутствии растительных остатков.

На дерново-подзолистых почвах Европейской территории общепринятой шириной междурядий посева зерновых является 125 мм. Обоснована она конструктивными и технологическими возможностями посевных машин.

На практике применяются различные способы подготовки сплошного семенного ложа. Однако исследованиями, выполненными в 80-90-е годы Институтом экспериментальной ботаники им. В.Ф. Купревича АН БССР совместно с Центральным НИИ механизации сельского хозяйства Нечерноземной зоны СССР, обоснованы параметры посевного слоя, при котором важнейшие факторы внешней среды сочетаются наиболее оптимально. На основании этих параметров установлены требования к технологическому процессу и рабочим органам формирования семенного ложа:

Посевная бороздка должна создаваться с плотным дном, поскольку оно позволяет влаге поступать по капиллярам к высеянным семенам.

Обеспечить контакт семян с влажным дном семенной бороздки, определяющий скорость их набухания и прорастания.

Влажная уплотненная почва с семенами должна быть закрыта слоем рыхлой почвы, снижающей испарение влаги.

Технологический процесс работы включает:

  • рыхление посевного слоя почвы;
  • подуплотнение его колесными или катковыми почвоуплотнителями перед каждым сошником;
  • укладку семян в бороздки, раскрытые сошником;
  • прикатывание бороздок с семенами обрезиненными каточками, ширина обода которых несколько больше ширины дна бороздки, благодаря чему семена полностью закрываются обжатой почвой (рис. 5).

Прикатанные бороздки закрываются рыхлой почвой, для чего предусмотрены пружинные боронки (загортачи за сошниками).


Рис. 5. Подготовка семенного ложа с послепосевным прикатыва- нием бороздок: а) технологический процесс; б) состав рабочих органов.

  1. невзрыхленный (капиллярный) слой почвы ниже дна обработки;
  2. взрыхленный слой почвы на глубину обработки;
  3. подуплотненный слой колесными или катковыми уплотнителями;
  4. уплотненная зона цилиндрическими катками сошников;
  5. рыхлая почва в бороздках.

Достоинства варианта:

  • хороший контакт семян с почвой и обеспеченность влагой;
  • прикатанная почва в бороздках уменьшает толщину слоя залегания семян, повышает равномерность их заделки по глубине;
  • полосовое прикатывание посевного слоя улучшает воздухообмен почвы по сравнению со сплошным прикатыванием;
  • заполненные рыхлой почвой бороздки замедляют процесс испарения влаги из уплотненного слоя почвы с семенами.

Таким образом, несоблюдение основных требований к качеству обработки почвы и посева может привести к недобору урожая культур до 10-30% и более.

Читайте также: