Уплотнение почвы при посеве

Обновлено: 04.10.2024

Уплотнение почвы – форма физической деградации почвы, которая приводит к усилению её эрозии и снижению урожайности. Уплотнение происходит из-за сжатия почвенных частиц, что снижает порозность. Растения на уплотненных почвах, как правило, мелкие и недоразвитые.

Чаще всего уплотняются почвы, в которых мало органики и много глины. Даже содержащие большое количество гумуса чернозёмы постепенно переуплотняются при регулярном орошении. При этом неизбежно снижение урожайности с/х культур.

Самая частая причина избыточного уплотнения почвы - это работа на полях тяжёлой техники. Почва от проходов техники уплотняется тем больше, чем больше насыщена влагой.

При переуплотнении возникает сопровождающий процесс – переувлажнение, также и наоборот - переувлажнение является причиной переуплотнения.

В уплотнении почвы выделяют процесс слитизации, которая наиболее выражена на орошаемых землях. В этом случае деградация почв настолько сильна, что почва фактически становится бесструктурной. Причём такая деградация необратима.

Длительный переизбыток воды в почве запускает процесс оглеения почвы. Такое состояние характеризуется низким содержанием кислорода и накоплением в почве токсичных для растений и почвенных организмов соединений. Плодородие почвы в результате заметно падает.

Многолетний опыт орошения чернозёмов достоверно показал, что химический состав почвы из-за орошения меняется в худшую сторону. Но еще больший урон наносят подтопления на обширных площадях, прилегающих к орошаемым землям, на которых отсутствует нормальная дренажная система.

Восстановление и предотвращение уплотнения

Очень трудно на практике восстанавливать нормальную плотность. Выделяют несколько приёмов регулирования поверхностных почвенных горизонтов и улучшения их плотности:

Хорошая почва наполовину состоит из питательного субстрата и наполовину – из воздуха. Воздушное пространство позволяет нормально циркулировать питательным веществам и воде, а также не препятствует нормальному росту корней. На слишком плотной почве растения выглядят бледными и обесцвеченными из-за недостатка питательных веществ. В дожди на таких участках застаивается вода, что еще больше ухудшает ситуацию.

Уплотнение почвы приводит к сдавливанию пор, которые наоборот должны проводить воду и воздух. Это препятствует росту корней и вызывает недостаток кислорода. Результатом уплотненности почвы может стать серьезное снижение урожайности.

Уплотнение грунта по определению означает, что плотность почвы увеличивается, когда она сжимается. Иными словами почва сжимается и каждый литр почвы весит больше, когда поры сжаты. Это легче понять и оценить значение, наблюдая за следом колеса трактора на рыхлой почве во влажных условиях.

Угнетение корней

Уплотнение почвы влияет на рост корней, ограничивая его, и оказывает механическое сопротивление развитию корней двумя способами:

Уплотнение уменьшает количество и размер крупных пор. В результате число пор с диаметром большим диаметра корней – в zоторых корни растут свободно, без механического сопротивления – уменьшается.
Уплотнение увеличивает механическую прочность почвы, путем сдавливания её частиц.

Ограничение впитываемости

Уплотнение почвы ограничивает движение воды вниз. Это приводит к насыщению верхних слоёв, которое в свою очередь может вызвать недостаток кислорода корней, как показано на рисунке. Кроме того, интенсивность аэрации почвы влияет на доступность питательных веществ, таких как азот и марганец. В анаэробных условиях, денитрификация может привести к серьезной потере азота путем выхода оксида азота и газообразного азота в атмосферу. Уплотнение почвы тем самым уменьшает доступность азота в почве.

Необходимый воздух: приблизительные значения для воздушной пористости: более 25% воздушных пор означает хорошую аэрацию, 10-25% может привести к некоторым ограничениям в определенных условиях, менее 10% воздушных пор – показатель дефицита кислорода.

Меры предотвращения

Во избежание уплотнения почвы, необходимо применять меры, способствующие улучшению структуры почвы в будущем. Они включают в себя дренаж, известкование, укрытие почвы растительным покровом и поддержка поступления органического вещества извне. Эти методы, которые высушивают почву, уменьшают ее уплотненность.

Севооборот и обработка почвы также критично влияют на ее уплотненность. Наиболее опасной является обработка влажной почвы. Сухая земля может переносить большие нагрузки, в то время как увлажненная под таким же давлением уже уплотняется. Благодаря большей площади соприкосновения, достигающейся шириной колес или спаренными колесами, уменьшается их давление. Количество проходов, как показано на рисунке ниже, также важно как сохранение наименьшего общего веса техники.

Испытания в хозяйстве Оннестад, Швеция, 2000 г. показали, как уплотнение почвы перед весенним севом влияет на доходность различных культур (ячмень, пшеница, овес, сахарная свекла, горох). Опыт включал в себя разное количество числа проходов с тяжелым грузом на поле перед посевом

Посев без уплотнения
Посев с 1 проходом пустой техники
Посев с одним проходом наполненной цистерны
Посев с 3 проходами такой же цистерной

Результаты показывают, что урожайность яровой пшеницы, ячменя и овса повысилась после небольшого уплотнения, т.е. посева с одним проходом. Однако для сахарной свеклы и гороха после этого урожайность уменьшилась. Когда уплотнение почвы за счет количества проходов увеличивалось – урожайность культур падала. Наиболее негативно воспринял это горох, который очень чувствителен к недостатку кислорода.

Обработка почвы является самым энергоемким и дорогостоящим технологическим приемом земледелия. В настоящее время на нее приходится до 40% энергетических и 25% трудовых затрат от общего объема полевых работ. Для оценки, если пересчитать все приемы почвообработки на вспашку, то ежегодно на каждом гектаре перемещается 6 000 т почвы.

Например, при выращивании картофеля и сахарной свеклы расход топлива на почвообрабатывающие операции составляет 18% от общего расхода, при выращивании озимой пшеницы, кукурузы и подсолнечника — 41 и 43%.

Наиболее энергоемким приемом обработки почвы является вспашка, на которую приходится свыше 50% общего расхода топлива. При этом расход топлива и энергоемкость технологического процесса возрастают при использовании колесных тракторов. Согласно данным зональных МИС применение для вспашки колесных тракторов типа К-700 увеличивает расход топлива на 22% по сравнению тракторами типа ДТ-75, а полные энергозатраты — на 35%, соответственно 604 и 812 МДж/га.

Культура	Общий расход	На пахоту	На другие почвообрабатывающие приемы	Всего на почвообработку
Озимая пшеница	64	15	11,4	26,5 (41)
Кукуруза	92	19	18,8	37,8 (41)
Подсолнечник	88	19	18,9	37,9 (43)
Сахарная свекла	210	23	14,8	37,8 (18)
Картофель	260	32,1	16,6	48,7 (18)

Меры по снижению энергозатрат

В системе агротехнических мер по снижению энергозатрат имеют значение:

повышение плодородия почв,
увеличению содержания гумуса,
создание глубокого окультуренного пахотного слоя,
улучшению всех свойств почв,
насыщение севооборотов культурами с глубоко проникающей корневой системой,
внесения повышенных доз органических и минеральных удобрений,
применения травосеяния и сидерации,
применение химической мелиорации,
интегрированной системы защиты растений,
проведения всех полевых работ в оптимальные агротехнические сроки.

То есть создание окультуренного пахотного слоя способствует снижению энергозатрат на её обработку и уменьшает негативное воздействие уплотнения почвы. Например, расход топлива при вспашке уплотненной почвы в оптимальные сроки составляет 12-14 кг/га, тогда, как при вспашке уплотненной почвы, сильно засоренной пыреем ползучим (Elytrigia repens) — около 20-25 кг/га. На хорошо окультуренных почвах возможно применение технологий минимальной обработки почвы.

Решением задач в направлении энергосбережения и экологизации являются следующие организационно-технологических меры:

разработка и применение экономичных и экологичных приемов и технологий обработки почвы с максимально эффективными материально-энергетическими и трудовыми показателями при минимальном негативном воздействии на плодородие почвы. Приемы должны учитывать почвенно-климатических условия, биологические и технологические особенности культур, наличие сопутствующих технических ресурсов на предприятии и особенности агроландшафта;
применение высокопроизводительных широкозахватных и комбинированных машин и агрегатов с максимальным совмещением технологических операций;
широкое внедрение приемов минимальной обработки почвы;
применение тракторов с меньшим удельным давлением ходовых систем;
правильный подбор рабочих органов почвообрабатывающих машин и орудий;
использование в качестве машины-носителя специальной симметричной рамы с комплектом быстросменных рабочих органов для составления агрегатов, выполняющих за один проход несколько технологических операций;
ликвидация остаточных деформаций в подпахотных слоях путем глубокого чизелевания, щелевания и иных приемов;
применение шин в ходовых системах техники увеличенного размера, арочных и широкопрофильных шин, спаренных колес, полугусеничных и пневмогусеничных ходов;
рациональное агрегатирование тракторов и почвообрабатывающих машин и орудий;
регулирование и оптимизация технологических параметров и скоростных режимов работы почвообрабатывающих агрегатов;
выполнение приемов обработки почвы на основе научно-обоснованной маршрутизации движения. Уменьшение числа проходов техники по полю, особенно тяжелой колесной, заправка агрегатов топливом, удобрениями, гербицидами, семенами на краю полей.

Исследования и практика показывают, что в севооборотах рационально применять различные приемы, сочетающие поверхностную, мелкую и глубокую; отвальную и безотвальную обработки почв с учетом почвенно-климатических условий, фитосанитарного состояния почвы, культур севооборота и агроландшафтных особенностей.

Перспективными задачами развития земледелия в области экономии энергоресурсов и снижения негативного воздействия тяжелой техники на почву являются:

разработка почвоохранных ходовых систем, например, новых типов гусеничных и пневмогусеничных движителей, эластичных — сверхнизкого давления шин, рабочих органов почвообрабатывающих машин и орудий, бестракторных систем машин (мостовое или канатное земледелие), комбинированных машин и орудий, широкозахватных агрегатов с меньшей металлоемкостью и приемлемым давлением на почву;
создание нового поколения почвозащитного комплекса машин в соответствии с современными требованиями и направлениями развития агроландшафтного земледелия.

Переуплотнение почвы

Вред, причиняемый чрезмерным уплотнением почвы

Применение тяжелых почвообрабатывающих машин и транспортных средств при существующей многооперационной технологии ухода за почвами и культурами приводит к чрезмерному уплотнению почвы под воздействием ходовых систем.

Уплотнение почвы приводит к:

уменьшению водопроницаемости и переувлажненности верхнего слоя, что усиливает водную эрозию;
образованию поверхностной корки при иссушении уплотненной почвы;
ухудшению газообмена;
некачественной заделку семян и снижению полевой всхожести, например, всхожесть ячменя снижается на 27-30%, озимой пшеницы — на 23,4%;
сокращению численности полезных микроорганизмов;
замедлению микробиологических и окислительно-восстановительных процессов, уменьшая тем самым доступность растениям питательных веществ;
снижению на 24-30% эффективности удобрений.

Потери урожайности зерна с каждого гектара из-за уплотнения составляет 0,82-1,24 т, а перерасход дизельного топлива — 2,5-3,5 кг. Наиболее ощутимые потери отмечаются в увлажненных районах.

Однократный проход трактора уплотняет почву на глубину до 45 см, при многократных, особенно трактора К-700 — до 50-60 см. Последствие уплотнения устойчиво проявляется в течение нескольких лет, особенно в подпахотных слоях.

При выращивании культур машинно-тракторные агрегаты совершают 5-15 проходов по полю, уплотняя пахотный и подпахотный слои почвы. Только в период предпосевной обработки и посева ходовые системы техники покрывают до 80% площади поля, а посадки картофеля, сахарной свеклы и других пропашных культур только в течение весеннего периода подвергаются 3-5 кратному воздействию агрегатов. Суммарная площадь их следов при выполнении всего комплекса полевых работ достигает 100-200% площади поля.

Согласно данным кафедры земледелия МСХА, при посеве с использованием тракторов ДТ-75 прямой и косвенной деформации подвергается 21,6% площади поля, тракторами Т-150К — 29,4%, тракторами К-700 в агрегации с тремя сеялками — 39%. Плотность сложения дерново-подзолистой почвы по следу колесных тракторов повышается на 0,1-0,3 г/см 3 , достигая при этом 1,35-1,55 г/см 3 , что существенно выше оптимальной плотности почвы для полевых культур. Урожайность культур в зернопропашном севообороте викоовсяная смесь — озимая пшеница — ячмень — картофель снизилась в среднем за 10 лет на 6-22% от уплотняющего воздействия тракторов. Наибольшее снижение наблюдалось от колесных тракторов Т-150К, К-700.

Марка трактора	Масса трактора, кг	Удельное давление на почву, кг/см 2
среднее	масксимальное
МТЗ-52	2700	1,71	5,0
ДТ-75	6100	0,48	2,4
Т-150К	8020	1,64	4,4
К-700	12000	1,70	4,8

Согласно данным многолетних опытов Северо-Кавказского филиала ВНИИ механизации сельского хозяйства, на черноземах удельное сопротивление почвы при вспашке на 20-22 см по следам легких колесных и гусеничных тракторов больше на 12-15%, чем вне следов, а по следам тракторов Т-150К и К-701 — на 44%. При этом ухудшалось качество крошения пласта почвы: вне следов степень крошения пласта составляла 87%, а по следам тракторов Т-150К — 83%, К-701 — 56%. Уплотняющее воздействием этих тракторов распространяется на глубину 40-60 см, максимально — до 1 м.

Допустимое удельное давление для большинства почв составляет 0,4-0,5 кг/см 2 , максимальное — 1,0—1,5 кг/см 2 . Однако, энергонасыщенные колесные тракторы имеют показатель до 3-4 кг/см 2 и более. По уровню уплотняющего воздействия на почву отечественные тракторы можно расположить в следующем порядке: ДТ-75 2 , в период предпосевной обработки — 0,5-0,6 кг/см 2 , основной обработки — не выше 1-1,5 кг/см 2 .

Потеря урожая полевых культур в звене зернопропашного севооборота вико-овсяная смесь — озимая пшеница — ячмень — картофель в среднем за две ротации составила 6-22% в зависимости от уплотняющего действия тракторов. Наибольшее снижение отмечено при использовании тракторов Т-150К и К-700.

По расчетам Почвенного института им. В.В. Докучаева, суммарные потери урожая зерновых культур от переуплотнения почв по стране достигают 13-15 млн т, сахарной свеклы — более 2 млн т, зерна кукурузы — около 0,5 млн т.

Трактор	Викоовсяная смень на сено	Озимая пшеница	Ячмень	Картофель	В среднем, %
Без уплотнения, контроль	55,3	42,2	37,0	282	100
МТЗ-80	52,4	40,6	32,6	271	94
ДТ-75 (Т-150)	48,4	40,2	33,1	263	91
Т-150К	47,8	37,5	31,4	250	87
К-700	46,4	34,0	31,4	235	78

Обработка уплотненных почв связана с увеличением энергозатрат. Согласно расчетам, расход топлива при обработке уплотненных почв резко возрастает, например, при вспашке более, чем на 1 млн. т в год.

Основной причиной снижения урожаев культур при уплотнении почвы является ухудшение условий для образования мощной корневой системы и активной ее деятельности. По данным сельскохозяйственной опытной станции штата Миннесота (США), увеличение плотности суглинистой почвы с 1,16 до 1,38 г/см 2 приводит к уменьшению длины корней гороха в 6,2 раза, а массы — в 1,9 раз. Уплотнение почвы обуславливает формирование поверхностной корневой системы, что сказывается на минеральном питании растений, которое ухудшается на 36-42%, даже при достаточном обеспечении влагой.

Меры по снижению уплотнения почвы

Основой системы мероприятий по ограничению уровня воздействия тяжелой техники на почву являются предупредительные меры, направленные на сокращение числа проходов техники и разуплотнение почвы при ее обработке, внесение повышенных доз органических удобрений и обогащение органическим веществом, известкование или гипсование, улучшение структуры.

Для предупреждения переуплотнения почву обрабатывают при достижении физической спелости. На всех типах почв обработку выполняют при влажности не более 60-70% ПВ.

Для снижения переуплотнения почвы при проведении ранневесенних работ, например, бороновании зяби, посеве и предпосевной культивации, необходимо использовать гусеничные тракторы или тракторы со сдвоенными шинами, пневмогусеницами и, по-возможности, избегать применение колесных тракторов типа Т-150К, К-701.

Особенно большой ущерб ходовые части тракторов наносят посевам озимых зерновых и травам при ранневесенних подкормках азотными удобрениями. Тяжелые разбрасыватели удобрений уплотняют почву, поэтому для проведения подкормок целесообразно применять авиацию или тракторы с пневмогусеницами.

При использовании колесных тракторов их агрегатируют таким образом, чтобы колея трактора совпадала с колеей прицепного орудия. След трактора и прицепного орудия на предпосевных работах дополнительно рыхлят, а глубину по следу увеличивают на 3-4 см. Заправки агрегатов семенным материалом, удобрениями, гербицидами или топливом выполняют вне поля или на специально отведенных дорогах.

Оптимизация маршрутов движения сельскохозяйственной техники по полю является важной предупредительной мерой предотвращения чрезмерного переуплотнения почвы. Для этого устанавливают постоянные маршруты (колеи) передвижения агрегатов во время посева, ухода за растениями. Движение техники по постоянным маршрутам при использовании одних и тех же марок позволяет снизить площадь уплотнения почвы в 1,7-2,7 раза по сравнению с неконтролируемым движением.

При уходе за пропашными культурами повторное движение техники должно осуществляться по одной и той же колее, по которой выполняли посадку. Несоблюдение этого правила приводит к повреждению растений рабочими органами культиватора, так как ширина стыковых междурядий не всегда выдерживается при посеве.

Минимизация обработки почвы предусматривает уменьшение количества проходов техники по полю, что достигается совмещением нескольких технологических операций и приемов и выполнением их в одном рабочем процессе. Такой подход позволяет в 2-3 раза уменьшить число проходов по полю.

Снижение уплотнения почвы достигается заменой или уменьшением числа глубоких обработок поверхностными и мелкими за счет использования широкозахватных высокопроизводительных агрегатов на слабозасоренных полях. Так, в условиях степной зоны зяблевую вспашку под ранние яровые зерновые заменяют плоскорезной обработкой с использованием широкозахватных агрегатов, например, КПШ-9, КПШ-5, КПШ-11.

Разуплотнение почвы механическими обработками достигается разноглубинной обработкой почвы в севообороте; сочетанием отвальной и безотвальной обработок; плоскорезной, дисковой, чизельной и др. Такие системы позволяют уменьшить нагрузку на почву и площадь уплотнения на 30-40%.

Эффективным приемом разуплотнения почвы подпахотных горизонтов является периодическое, проводимое один раз в 3-4 года, чизелевание на глубину 30-40 см. Глубокое чизелевание разрушает плужную подошву, разрыхляет уплотненный подпахотный слой, улучшает водо- и воздухопроницаемость. Для этого используют чизельные глубокорыхлители ПЧ-2,5, ПЧ-4,5, плуги-рыхлители ПРПВ-5-50, плоскорезы-глубокорыхлители, орудия для безотвальной обработки типа параплау, плуги с вырезными корпусами.

Наибольшая эффективность глубокого рыхления подпахотных слоев достигается при возделывании пропашных культур: кукурузы, картофеля, сахарной свеклы и других, а также озимых культур. Урожайность пропашных при этом возрастает на 15-20%.

Приемы глубокого рыхления выполняют и в системе контурно-мелиоративного земледелия. На почвах, подверженных риску водной эрозии, глубокое рыхление поперек склона способствует переводу стока воды по поверхности во внутрипочвенный, увеличивая запасы воды и снижая смыв почвы.

Правильное совмещение при уплотненных посадках на грядке нескольких огородных культур так, чтобы для каждой из них была определенная польза, является настоящим искусством. Поэтому при правильном подборе растений огород будет цвести и плодоносить, словно живой организм.

Что такое – уплотненные посадки?

Уплотненные посадки призваны создавать на одной грядки дружное сообщество овощей, которые будут поддерживать и защищать друг друга от неблагоприятных климатических условий, препятствовать вредителям и сорнякам.

Для такой посадке нужно к основной культуре высаживать уплотняющую культуру (как правило, между рядами основной или в несколько ярусов)

Преимущества уплотненных посадок овощей

Экономия места на земельном участке.
Увеличение продолжительности использования земли в течение сезона, более эффективное ее использование.
В некоторых случаях растения помогают друг другу расти.

Недостаток, пожалуй, один — сложнее обрабатывать почву в междурядьях, рыхлить.

Хорошие совмещения культур для уплотненных посадок

Чаще всего уплотняют другими культурами морковь, петрушку, огурцы, лук и пастернак. При выборе уплотнителя надо учитывать необходимость выращивать то или иное растение, особенности сорта и условия его выращивания.

Позднюю капусту обычно уплотняют луком, томатами, фасолью, цветной капустой.

В качестве уплотнителей для огурца могут применяться томаты, капуста, или плоды с высокими стеблями.

Уплотненные посадки разного срока созревания

Нередко используют еще один вид уплотнения, заключающийся в совместном посеве или посадке нескольких сортов одной и той же культуры. Как правило, чаще всего совмещают поздние и скороспелые сорта.

Кукурузу можно уплотнять кабачками, фасолью, тыквой. В этом случае стебли кукурузы служат чем-то вроде опоры для таких уплотнителей, а благодаря фасоли в почве начинается накапливание азота.

Картофель можно уплотнять поздней капустой. Если картофель планируется выкапывать молодым, то можно уплотнять и средней капустой.

Чеснок – болгарским, горьким перцем, невысокими сортами баклажан. При этом расстояние между рядами чеснока должно быть чуть больше обычного. Чеснок убирается летом, а перцы и баклажаны продолжают плодоносить до холодов. Теми же овощными культурами можно уплотнять лук.

Стоит обратить внимание на шпинат. Это хороший уплотнитель для многих огородных культур. Шпинатом уплотняют капусту белокочанную, патиссоны, кабачки, морковь, свеклу, томаты, баклажаны, перец, картофель, чеснок. Сеют даже шпинат по шпинату в разные сроки посадки. Один убирают, другой еще растет.

С листовым салатом можно проделывать то же, что и со шпинатом.

Укропом, высаженным на зелень, уплотняют морковь и картофель.

Редисом уплотняют капусту белокочанную.

Огурцами уплотняют морковь, свеклу, пастернак, чеснок.

Тыквой столовой уплотняется ранняя капуста и ранний картофель. Тоже можно сказать и о арбузах.

Как видим, вариантов и схем совмещенных посадок много, на любой вкус. Реально можно выбрать и что-то для себя.

Особенности и тонкости уплотненных посевов

Что касается густоты стояния растений уплотняемой культуры, которая считается в данном случае основной, то она почти такая же, как и в случае без уплотнения. Однако при этом норма высева уплотнителя должна быть выбрана такой, чтобы во время формирования урожая он не угнетал бы основную культуру. Кроме того зачастую совмещаемые культуры сеют в одних рядах. Именно так выращивают лук на перо, картофель, капусту и т.п. Правда иногда норму высева увеличивают, что связано с предполагаемым прореживанием для получения пучковой продукции моркови, свеклы и т.д.

Читайте также: