Глубокая вспашка для чего
Плюсы и минусы глубокой вспашки, глубина отвальной обработки и как проводить
Земледелие предполагает несколько способов обработки почвы. На выбор метода влияют следующие факторы: тип почвы, вид выращиваемых растительных культур, использование техники. Популярен способ неглубокой обработки почвы, когда слегка рыхлят верхний плодородный слой. При глубокой вспашке верхний пахотный слой сбрасывают в борозду, а на поверхность выворачивают нижний слой.
На что влияет глубокая вспашка
При углубленном возделывании земли применяются несколько технологий: классическая (отвальная), безотвальная, комбинированная. При отвальной обработке почвы используют специальный отвальный плуг. Углубленное перекапывание применяется для изменения местоположения генетических горизонтов грунта в вертикальном направлении.
Благодаря технике практикуют разную глубину обработки почвы. Минимальным считается оборачивание слоя толщиной 20-40 см. К глубокому относят оборачивание пахотного слоя толщиной не менее 40-70 см. При перекапывании земли принимают во внимание мощность пахотного горизонта. В процессе обработки также подрезаются и заделываются надземные части растений, добавляются удобрения минеральные и органические.
Плюсы и минусы
Любой способ возделывания земли имеет как отрицательные, так и положительные качества. Достоинства глубокой вспашки почвы:
Минусом метода является необходимость использования техники, оснащенной специальными приспособлениями (многолистовые рессоры, дисковые ножи, отвальный плуг). Также нужно иметь в виду значительные траты на горюче-смазочные материалы. При частом применении возрастает опасность эрозии земли.
Как ее проводить?
Традиционно глубокую вспашку осуществляют отвальным плугом. Причем землю обрабатывают дважды: весной (март-апрель) и осенью (октябрь-ноябрь). Для возделывания значительных площадей применяют колесные и гусеничные тракторы. Если площадь участка небольшая, можно грунт перекапать вручную, на глубину двух штыков лопаты.
При выборе глубины возделывания почвы учитывается тип грунта, вид выращиваемой растительной культуры. Обработка слоя земли толщиной 20-30 см повышает урожайность сахарной свеклы, картофеля. Фермеры отмечают повышение урожайности картофеля на 20-22 % и злаковых (озимой ржи) на 25-28 % при углубленном перекапывании песчаных земель с условием одновременного внесения органических добавок.
Глубокая вспашка – эффективный, но энергоемкий способ обработки земель. Поэтому целесообразно чередовать ее с обычным способом обработки грунта и проводить один раз в 2-3 года. Или, как вариант, комбинировать обычное перекапывание с последующим глубоким рыхлением полос земли.
Сельское хозяйство | UniversityAgro.ru
Агрономия, земледелие, сельское хозяйство
Home » Земледелие » Основная обработка почвы
Популярные статьи
Основная обработка почвы
Основная обработка почвы — глубокая сплошная обработка, проводимая под определенную культуру севооборота и изменяющая плотность сложение пахотного слоя и перемешивающая слои или горизонты почвы.
Основная обработка может состоять из общих приемов, например, вспашки или глубокого рыхления, так и специальных — двух- или трех-ярусной обработки, щелевания, кротования и т.д.
В зависимости от способа основную обработку подразделяют на:
Навигация
Вспашка
Вспашка — прием основной обработки почвы, обеспечивающий оборачивание пласта обрабатываемого слоя не менее чем на 135°, рыхление и частичное перемешивание почвы, подрезание подземной части растений, заделку удобрений и растительных остатков. Вспашка изменяет сложение пахотного слоя, придавая ему рыхлую комковатую структуру.
Усиление аэрации почвы при вспашке увеличивает активность почвенной микрофлоры, часть семян, проростков и вегетативных органов сорных растений перемещается в глубокие слои, теряя всхожесть или отмирая.
Культурная вспашка — вспашка плугами, оборудованными предплужниками, при которой одновременно обрабатывается верхняя и нижняя части пахотного слоя.
Основной корпус плуга поднимает нижележащий слой почвы, крошит и оборачивает его, засыпая сброшенный пласт. Оборачивание пласта позволяет заделывать дернину, удобрения, семена, вегетативные органов сорных растений, препятствует вымыванию коллоидных частиц и питательных веществ в условиях избыточного увлажнения.
Конструкции плугов
Для вспашки применяют плуги с различными корпусами: культурным, винтовым, полувинтовым, цилиндрическим, вырезным, с почвоуглубителем, с выдвижным долотом, дисковым и др. Степень крошения и оборачиваемости пласта зависит от конструкции плуга, формы отвала и скорости движения.
Плуги с полувинтовыми и винтовыми отвалами сильнее оборачивают пласт, но слабо крошат его. По этой причине их применяют на тяжелых и задерненных почвах, многолетних травах и целинных землях.
Цилиндрический отвал хорошо крошит почву, но оборот пласта существенно меньше, чем у полувинтовых и культурных.
Комбинированные отвалы представляют сочетание культурных и полувинтовых. Наиболее совершенной признается вспашка плугами с культурной и комбинированной формой отвала с предплужниками.
Культурные отвалы плугов обеспечивают хорошее крошение, оборот пласта и заделку растительных остатков старопахотных земель. Для более лучшего крошения и оборота устанавливают предплужники, который дополнительно выравнивает поверхность, уменьшает глыбистость и снижает засоренность полей.
В условиях орошаемого земледелия, горной местности и для более лучшего качества вспашки очень тяжелых, задернелых почв применяют специальные фронтальные оборотные плуги типа ЛФ-2А. Такой тип вспашки называют гладкой. Этот плуг снабжен двумя корпусами: право- левооборачивающими, оборачивающие пласт на 180 градусов и приваливающие его в одном направлении. В горных условиях гребни и борозды не создают под уклон. Дополнительный корпус, установленный после основного — заплужник, подрезает нижние ребра пластов и вместе с основными корпусами укладывает пласты в борозду. За счет этого создается выровненная поверхность поля без гребней и развальных борозд.
Виды корпусов плуга: а — культурный; б — полувинтовой; в — безотвальный; г — вырезной; д — корпус с выдвижным долотом; е — дисковый; ж — корпус с почвоуглубителем,
1 — лемех; 2 — отвал; 3 — стойка корпуса; 4 — перо отвала; 5 — полевая доска; 6 — пятка полевой доски; 7 — щиток; 8 — уширитель; 9, 10 — верхний и нижний лемеха; 11 — долото; 12 — диск; 13 — почвоуглубительная лапа; 14 — углосним
Дисковые плуги применяют при обработке каменистых почв. Эти плуги представляют собой ряд насаженных на общую ось сферических дисков с режущими краями.
Плуги подразделяются на:
Предплужник
Предплужник устанавливается в передней части корпуса плуга, который обеспечивает подрезание верхней части пахотного слоя на глубину 8-12 см и шириной 2/3 от ширины захвата корпуса, сбрасывая её на дно борозды.
Плуги с предплужниками используют при глубине пахотного слоя не менее 20 см. Что связано с необходимость заделки сброшенного в борозду верхнего 10-12-сантиметрового слоя нижележащим слоем. Особенно это важно при заделке дернины. По этой причине почвы с мощностью пахотного слоя менее 20 сантиметров и однородные торфяники пашут плугами без предплужников.
Предплужники не используют при заделке органических и сидеральных удобрений или при необходимости их перемешивания с почвой во время двоения пара, то есть летней перепашки.
Технологические особенности вспашки
Глубина вспашки определяется зональными особенностями, мощностью пахотного слоя и типа почвы, особенностями культуры, а также глубиной основной обработки под предшествующие культуры, засоренностью сорными растениями.
Вспашку в зависимости от глубины подразделяют на:
Дерново-подзолистые почвы обрабатывают на глубину 20-22 см, хорошо окультуренные и серые лесные — на глубину до 26-28 см, черноземные почвы под пропашные культуры пашут на глубину до 28-32 см.
Сроки вспашки зависят от почвенно-климатических условий, увлажнения почвы и возделываемой культуры. Зяблевую обработку под яровые культуры проводят после уборки предшественников, весновспашку выполняют при физической спелости. При возделывании озимых — за 2-3 недели до посева.
На каменистых почвах на корпуса плугов устанавливают углосним, срезающий угол пласта во время его движения по отвалу.
Безотвальная обработка почвы
Безотвальная обработка почвы — прием основной обработки почвы, заключающийся в рыхлении почвы без ее оборачивания. Широко применяется в условиях недостаточного увлажнения и при обработке почв, подверженных ветровой эрозии. Безотвальная обработка позволяет подрезать сорняки и рыхлить почву с оставлением до 50% стерни на поверхности поля, которая задерживает снег, снижает скорость ветра в приземном слое в 1,5-2 раза.
Глубина промерзания почв, обработанных безотвальными орудиями, меньше, что способствует более раннему её оттаиванию весной. Талые воды лучше поглощаются почвой, уменьшается их сток, а запасы воды в почве увеличиваются в 1,5-2 раза по сравнению с отвальной обработкой.
Глубокое безотвальное рыхление на 25-27 см выполняют при осенней зяблевой обработке в чистых парах, для предпосадочного рыхления под картофель, пропашные и другие культуры. Проводят его безотвальными плугами конструкции Т.С. Мальцева, безотвальными орудиями параплау, плугами со снятыми отвалами, плугами со стойками СибИМЭ, плугами-глубокорыхлителями.
В Зауралье разработанная Т.С. Мальцевым (Шадринская сельскохозяйственная опытная станция Курганской области) система безотвальной обработки почвы получила широкое применение. В ней исключена вспашка с оборотом пласта. Глубокое безотвальное рыхление проводят на глубину 35-40 см один раз в 3-5 лет, сочетая его с ежегодными мелкими обработками: лущением или дискованием на глубину 10-12 см. Верхний слой почвы в такой системе не перемещается, обогащается органическим веществом растительных остатков однолетних культур.
Безотвальная обработка ухудшает фитосанитарное состояние почвы: накапливаются семена и вегетативные органы размножения сорных растений, возбудители болезней.
Чизелевание
Чизелевание — прием основной обработки почвы с помощью чизельных орудий, обеспечивающий рыхление и частичное перемешивание. Чизелевание используют для сплошного глубокого рыхления без оборачивания пласта при уходе за парами, под культуры сплошного посева и пропашные, для углубления и окультуривания пахотного слоя, например, подзолистых и засоленных почв. Глубина рыхления составляет от 20 до 40 см.
Чизелевание позволяет разрыхлять плужную подошву и уплотненные слои, что способствует проникновению в глубокие слои воды, воздуха и корней растений. Поэтому его используют на тяжелых и засоленных почвах при проведении промывных и влагозарядковых поливов. Прием эффективен для предпосадочного глубокого рыхления при возделывании корнеплодов, картофеля, кормовых культур особенно на тяжелых и легкозаплывающих почвах.
Для чизелевания применяют чизельные плуги ПЧ-2,5, ПЧ-4,5, оборудованные приспособлениями для выравнивания гребней ПСТ-2,5 и ПСТ-4,5.
Чизелевание позволяет увеличить урожайность культур на 15-20%.
Плоскорезная обработка
Плоскорезная обработка почвы — прием безотвальной обработки почвы плоскорежущими орудиями с сохранением до 80-90% пожнивных растительных остатков на поверхности поля, обеспечивающая рыхление на глубину от 8 до 30 см с подрезанием сорных растений. Преимущественно используется в районах ветровой эрозии и в засушливых условиях, в системе зяблевой и предпосевной обработок под озимые и яровые культуры, при уходе за чистыми и кулисными парами.
Оставляемая стерня при плоскорезной обработке уменьшает в 2 раза скорость ветра в приземном слое, снижает интенсивность испарения влаги летом, способствует снегозадержанию, особенно в годы с недостаточными осенними и зимними осадками. Прибавка урожайности зерновых культур при плоскорезной обработке в таких условиях составляет от 0,2 до 0,4 т/га.
Глубина и количество плоскорезных обработок зависят от почвенных и погодных условий, засоренности поля. Для глубокой (16-30 см) плоскорезной обработки используют плоскорезы-глубокорыхлители, например, КПГ-250А, КПТ-2-150, ПГ-3-5, ПГ-3-100. Для мелкой (7-16 см) — культиваторы-плоскорезы КПШ-5, КПШ-9, КПШ-11.
Для внесения гранулированных минеральных удобрений при плоскорезной обработке используют плоскорезы-глубокорыхлители типа КПГ-2,2 со специальными устройствами-удобрителями. Мульчирующий слой на поверхности почвы и хорошее крошение создают штанговые культиваторы типа КШ-3,6. Мульчирующий слой позволяет уменьшить риск ветровой эрозии. Эти культиваторы используют при подготовке поля к посеву озимых и яровых зерновых культур, а также сплошного рыхления почвы при уходе за парами.
Плоскорезная обработка, несмотря на высокую почвозащитную функцию и меньших энергозатратах на её проведение по сравнению с отвальной обработкой, ухудшает фитосанитарное состояние почвы. Вследствие чего в севооборотах ее сочетают с отвальной обработкой, введением чистых паров в чередование культур и применением гербицидов.
Фрезерование
Фрезерование — прием основной обработки почвы с использованием фрез, обеспечивающих интенсивное рыхление и тщательное перемешивание. Один проход фрезы позволяет качественно подготовить почву для посева, поэтому фрезерованием можно заменять вспашку, культивацию и другие приемы рыхления.
Как правило, его используют на глубоко задернованных и торфянистых почвах для ускорения процессов минерализации.
Фреза представляет собой барабан с пружинными лапами и ножами разной формы. Барабан вращается в обратном движению агрегата направлении, при этом лапы врезаются в торф или дернину и отбрасывают их небольшими кусками назад, где они ударяются о защитную решетку и сильно крошатся, не образуя глыб. Обычная вспашка не позволяет добиться такой быстрой разделки почвы.
Однако фрезерование сильно распыляет почву, поэтому после одно-, двукратной обработки фрезой торфянистых и задернованных почв переходят на вспашку плугом с предплужниками. Фрезерование также используют при коренном улучшении лугов и пастбищ.
Глубина фрезерной обработки под корнеплоды, картофель и овощные культуры составляет 15-20 см, под зерновые — 8-12 см. Фрезерование является эффективный прием для междурядных обработок садов, ягодников и пропашных культур. С помощью специальных приспособлений к фрезам можно нарезать гребни.
Фрезерование совмещают с другими приемами: внесением удобрений, применением гербицидов, посевом, выравниванием и прикатыванием поверхности почвы. Для этого используют комбинированные посевные агрегаты, например, для зерновых культур КА-3,6, КА-7,2, представляющие собой комбинацию фрезы и зерновой сеялки, КФС-3,6 и др. Фрезы могут быть садовыми (ФПШ-200, ФСН-0,9А), полевыми (КФГ-3,6, КФ-5,4), болотными (ФБН-2, ФБН-1,5) и др.
Фрезерная обработка повышает полевую всхожесть семян, например, зерновых на 15-25%. Фрезерование переувлажненной почвы до посева приводит к ее заплыванию, что снижает полевую всхожесть и урожайность. Следовательно, этот прием желательно применять в засушливые годы.
При длительном применении фрезерной обработки в полевых севооборотах повышается засоренность посевов, особенно корнеотпрысковыми и корневищными сорными растениями.
Глубокая вспашка
Глубокая вспашка, согласно стандарту, представляет собой разработку почвенной толщи в горизонтальном направлении на глубину минимум 60 см с оборотом пласта специально сконструированным однолемешным плугом.
В течение 25 лет (1947-1972) на площади свыше 120 000 га с мелкими торфяными и перегнойно-глеевыми почвами, подстилаемыми песком, путем глубокой вспашки были созданы смешанно-песчаные почвы (смешанно-песчаная культура).
Ранее плуги для глубокой вспашки применялись в порядке опыта также на различных, нуждающихся в мелиорации минеральных почвах, например, на парабуроземах. Глубоко вспаханные подзолы пустошей многие годы с успехом вовлекались в культуру, были созданы хорошие пахотные угодья.
Глубокая вспашка рекомендуется там, где в результате смешивания различных генетических слоев (горизонтов) образуется пахотный слой с устойчивыми физическими свойствами.
Рис. 35. Профиль почвы после глубокой вспашки при смешанно-слойной песчаной культуре болота.
При глубокой вспашке горизонтальные слои почвы поворачиваются на 110-140º и устанавливаются в наклонном положении. Это хорошо видно на различно окрашенных слоях почвенного профиля (светлый песок и темный торф) (рис. 35).
Глубокая мелиоративная вспашка может выполняться на глубину от 60 до 220 см.
На рисунке 36 показан естественный профиль мелкого верхового болота, подстилаемого песком, и соответствующий «идеальный» профиль почвы после глубокой вспашки с основными показателями. Соотношение слоев почвы при глубокой вспашке, например, торфа и песка должно составлять с учетом плотности в естественном сложении от 2 : 1 (среднезернистый песок) до 1 : 2 (мелкозернистый песок). Глубина борозды при вспашке определяется указанными соотношениями.
Для минеральных почв соотношение слоев (горизонтов) при глубокой вспашке рассчитывается по желаемому соотношению материалов в новом пахотном слое.
Согласно опытным данным, новый пахотный слой должен содержать:
Мероприятиям по глубокой вспашке всегда должны предшествовать тщательные почвенно-мелиоративные исследования, при этом желательно сотрудничество почвоведов.
Имеются плуги для глубокого рыхления с жестким креплением рабочего органа, а также с гидравлическим устройством для регулирования заглубления рабочего органа в процессе работы. Ширина плужной борозды должна составлять около 2/3 глубины вспашки. Глубокую вспашку производят только при сухой погоде. Распахиваемые слои должны лежать выше уровня грунтовых вод.
На торфяниках средний летний уровень стояния воды в канале должен быть не менее чем на 20 см ниже глубины плужной подошвы с учетом осадки торфа.
Потребное тяговое усилие зависит от почвы и глубины вспашки. Необходимая мощность двигателя колеблется от 75 до 300 кВт и более (100-400 л. с).
После глубокой вспашки требуется планировка поверхности участка. Последующую обычную вспашку и боронование проводят поперек направления глубокой вспашки и обязательно при сухой погоде. Удобрения вносят в соответствии с результатами агрохимических анализов.
Согласно опыту, накопленному в течение десятилетий, глубокая вспашка на торфяниках рекомендуется при следующих условиях:
Глубокую вспашку на минеральных почвах, по опытным данным, можно применять:
Минеральные почвы до недавнего времени подвергались глубокой вспашке только в опытном порядке. При этом были получены для разных почв, погодных и прочих условий разные результаты.
На парабуроземах, образовавшихся на лессе и обеспечивающих урожайность порядка 50 ц/га зерновых эквивалентов, незначительное устойчивое увеличение урожайности за счет глубокой вспашки достигается не всегда. Однако глубокая вспашка может улучшить гидрологические условия почвы.
Глубокая вспашка на пойменных суглинистых почвах, залегающих на известковых песках (глубина вспашки 1,5 м) в зоне низких уровней грунтовых вод, успешно была применена на низинном болоте в Гессенс (Германия). Путем осуществления общей мелиорации (осушение + глубокая вспашка) малоценные сенокосы были превращены в высокопродуктивные пахотные земли. В опытах с глубокой вспашкой на маршевых почвах в большинстве случаев получены отрицательные результаты.
Агрофак
Значение глубины вспашки и приемы создания мощного пахотного слоя
Повышение урожайности сельскохозяйственных культур и плодородия почвы в значительной степени зависит от глубины ее обработки. Вспашка на глубину до 20 см называется мелкой, на 20 см, обычной (нормальной), глубже 20 см — глубокой и свыше 30 см — райольной.
При мелкой вспашке, если она является основной или применяется систематически, растения часто испытывают недостаток во влаге, особенно в засушливое время, угнетаются сорняками и вредителями.
Например, в опытах Шевелева (1934) от применения мелкой вспашки засоренность посевов за один год увеличилась в 13 раз. Кроме того, систематическое оборачивание почвы на незначительную глубину приводит к сильному ее распылению, так как верхняя часть пахотного слоя после уборки урожая неспособна крошиться вследствие высокой связности. Совершенно противоположное можно наблюдать на полях, где проводится глубокая вспашка плугом с предплужником. Верхняя часть пахотного слоя в этом случае сбрасывается в борозду, а на поверхность выворачивается нижний, рыхлый слой. Глубокая вспашка способствует накоплению в почве влаги, уничтожению сорняков и вредителей культурных растений и усиливает жизнедеятельность полезных микроорганизмов.
По этому вопросу К. А. Тимирязев писал: «Польза глубокой вспашки как одной из мер борьбы с засухой. не подлежит сомнению вследствие достигаемого ею двойного результата — накопления и лучшего сбережения влаги».
В опытах И. С. Лупиновича (1935), проведенных на дерново-подзолистой суглинистой почве, влажность верхнего слоя почвы от глубокой вспашки увеличивалась на 23% по сравнению с мелкой. Установлено, что влажность возрастает и в подпахотном горизонте (30—40 см), но значительно слабее, чем в пахотном. Общая порозность верхнего слоя при вспашке на глубину 18 см составила 52,5%, а на 25 см —55%. Глубокая вспашка увеличивает и содержание в почве нитратов. Так, в мае на участке с мелкой вспашкой (18 см) их обнаружено 17,8 мг на 1 кг почвы, а с глубокой (25 см) — 25,7 мг.
Особенно заметно глубина обработки влияет на развитие общей массы корневой системы льна и ее боковое распространение. Слабее корни развивались при вспашке на 18 см, где основная их масса была сосредоточена в слое 0—20 см, а ниже углублялся стержневой корень с очень малым количеством ответвлений. Значительно сильнее была развита корневая система на участке с глубокой вспашкой (25 см). Она проникала более глубоко в почву и имела больше боковых ответвлений.
Глубокая обработка способствовала уменьшению в почве вегетативных органов сорных растений и равномерному распределению полуразложившихся органических веществ (табл. 26).
Применение только мелкой вспашки в районах с частым выпадением осадков приводит к вымыванию почвенных коллоидов из верхнего слоя в нижние, в результате чего ухудшается плодородие пахотного горизонта. Предотвращает вымывание коллоидов в подпахотный слой лишь глубокая отвальная вспашка.
Реакция на глубокую вспашку у культурных растений различная. Наибольшие прибавки урожая от ее применения дают картофель, корнеплоды, люпин, кукуруза, рожь и овощные растения.
В опытах Ленинградского сельскохозяйственного института на дерново-подзолистой почве углубление пахотного слоя с 16 до 20 см повысило урожай картофеля на 15 ц, при вспашке до 25 см — на 30—50 ц, а озимой ржи — на 2,8 ц с 1 га. Известны следующие основные приемы создания мощного пахотного слоя: 1) припахивание плугом части подпахотного слоя к пахотному; 2) оборачивание всего пахотного слоя с одновременным рыхлением подпахотного на месте его залегания почвоуглубителями; 3) рыхление пахотного слоя на полную его глубину без оборачивания; 4) оборачивание и взаимное перемещение двух или трех горизонтов.
Глубина обработки и приемы углубления пахотного слоя в нечерноземной зоне зависят преимущественно от мощности пахотного горизонта и характера нижележащих генетических горизонтов, а также от внесения органических удобрений и извести (на кислых почвах). На подзолистых почвах рекомендуют углублять пахотный слой обычным плугом с постепенным припахиванием нижележащего слоя к пахотному. В один прием следует припахивать не более 2—3 см подзолистого слоя. На почвах с пахотным слоем более 20 см его углубляют на 1/5 его толщины.
Чтобы не допустить снижения урожая сельскохозяйственных культур от припахивания подзолистого горизонта к пахотному, рекомендуют вносить органические удобрения и известь для улучшения физических и биологических свойств почвы и нейтрализации избыточной кислотности. На почвах с неглубоким залеганием подзолистого горизонта при углублении пахотного слоя проявляют некоторую осторожность, учитывая, что подзолистый слой отличается неблагоприятными физическими и биологическими свойствами, почти не содержит в усвояемой форме питательных веществ для растений и имеет повышенную кислотность. В этих случаях подзолистый горизонт не выворачивают и не перемешивают с пахотным, а только рыхлят. При таком углублении пласт оборачивается на глубину гумусового слоя, а лежащий под ним горизонт рыхлится почвоуглубителями примерно на 10—15 см. В дальнейшем по мере окультуривания подзолистого горизонта можно частично припахивать его к пахотному обычным плугом.
На почвах песчаных, супесчаных и смытых (различного механического состава) подпахотный слой припахивают к гумусовому также с внесением органических удобрений. Намытые почвы, обычно располагающиеся в низинах и пониженных равнинах, не имеющих избыточного увлажнения, углубляют без применения органических удобрений или дают их в небольших дозах (8—10 т на 1 га). Не следует припахивать глеевый горизонт к гумусовому, так как он содержит закисные соли, вредные для сельскохозяйственных растений. На таких почвах хорошие результаты получают от углубления пахотного слоя плугом с почвоуглубителем и плугом с вырезными корпусами. Эти плуги применяют и при обработке торфяников и заболоченных лугов, особенно под пропашные культуры. Следует иметь в виду, что рыхление нижнего слоя на всю ширину захвата проводят только плугами с вырезными корпусами. Плуги с почвоуглубителями рыхлят его не на полную ширину оборачиваемого пласта корпусами плугов.
Углубление путем рыхления на месте нижнего слоя (без выворачивания) в значительной степени повышает аэрацию, усиливает жизнедеятельность микроорганизмов и накапливает в почве усвояемые для растений продукты питания как за счет разложения органических веществ, так и за счет окисления минеральных соединений.
Лучше всего углублять пахотный слой во время зяблевой вспашки поля плугом с предплужником под культуры, наиболее отзывчивые на углубление. Если припахивали оподзоленную почву к пахотному горизонту, то перемешивание их следует проводить весной. Для этого, рекомендуют перепахивать поле на глубину 15—16 см и вносить органические удобрения и известь.
В опытах Р. С. Карастояновой при глубокой обработке почвы плугом с почвоуглубителем и плугом с вырезным отвалом на удобренном фоне за шесть лет улучшились физические свойства почвы и увеличилась полевая влагоемкость на 2,7%. Под влиянием удобрений (при обычной вспашке) полевая влагоемкость верхнего слоя возросла на 2,73%, при глубокой обработке с почвоуглублением и вспашке плугом с вырезным отвалом на 40 см без применения удобрений она была выше на 1,3—1,5%, а с удобрениями — на 3,7—5,1% по сравнению с контролем.
Глубокая обработка с внесением удобрений увеличила в верхнем слое почвы содержание водопрочных агрегатов размером больше 0,25 мм на 12—19%. Улучшение структурного состояния почвы происходило главным образом в результате увеличения фракций от 1 до 0,25 мм в диаметре.
За ротацию севооборота от глубокой вспашки с почвоуглублением без внесения удобрений урожай сельскохозяйственных культур повысился по сравнению с обычной вспашкой на 28,2%, от вспашки на глубину 40 см плугом с вырезным отвалом (также без удобрений) — на 41,9%, а на фоне удобрений соответственно— на 48,1 и 58% (табл. 27).
При глубокой осенней вспашке в вико-овсяном пару (на фоне высокой агротехники) на опытном поле кафедры земледелия Белорусской сельскохозяйственной академии из года в год повышался урожай озимой ржи, особенно на фоне извести. За ротацию севооборота он увеличился на 42,3%. В опытах И. С. Лупиновича, проведенных на дерново-подзолистых супесях (Пуховичский район), углубление пахотного слоя на 5 см с внесением 18 т навоза на гектар повысило урожай клубней картофеля на 37,3%.
Пахать глубже 25 см под сахарную свеклу, указывают некоторые исследователи Латвии, незачем, так как углубление пахотного слоя эффективно только при малом перегнойном горизонте. На легких почвах мелкая вспашка, проведенная под овес и вико-овсяную смесь, по эффективности не уступает глубокой. На тяжелых почвах на фоне глубокой вспашки урожай этих культур значительно выше, чем при мелкой вспашке.
В Северо-Западном зональном научно-исследовательском институте сельского хозяйства из 32 стационарных опытов с углублением пахотного горизонта путем припахивания нижнего слоя к пахотному только в двух (на легких почвах) получена значительная прибавка урожая культурных растений (15% к контролю). В семи опытах она составила от 7 до 15%, в шестнадцати — менее 7%, а в следующих семи урожай был ниже посравнению со вспашкой без углубления пахотного слоя. На опытных участках вносили по 30—40 т на 1 га органических удобрений и применяли известкование почвы.
Углубление без смешивания подпахотного слоя с пахотным оказалось более эффективным. Во всех 53 опытах, проведенных в том же институте, получены положительные результаты. По сообщению П. П. Заева, средняя прибавка урожая сельскохозяйственных культур от рыхления подпахотного слоя составила 20%. Еще выше она была от применения углубления пахотного слоя под картофель и корнеплоды (до 50%).
Активным пропагандистом глубокой пахоты был В. Р. Вильямс. Он указывал, что культурная обработка полей проводится там, где применяется вспашка глубже 20—22 см. Зарубежные данные по углублению пахотного слоя противоречивы. Например, английский исследователь Рассель (1956) сообщил, что в различных местах Англии в течение восьми лет изучались следующие приемы основной обработки:
1) вспашка на 20 см;
2) то же, с рыхлением нижележащего слоя на 15—20 см;
3) вспашка на 36 см;
4) то же, с рыхлением подпочвы на 10— 15 см. По этим вариантам вспашки высевали сахарную свеклу, картофель и зерновые культуры.
Все приемы углубления почвы повышали урожай сахарной свеклы, но незначительно. По картофелю получены противоречивые показатели. Зерновые хлеба на суглинистых и глинистых почвах увеличивали урожаи лишь на половине всех проведенных опытов. На песчаных почвах от глубокой вспашки редко возрастала урожайность изучаемых культур, а в 40% опытов получены даже отрицательные результаты. Рыхление нижнего слоя без оборачивания давало прибавку урожая только в 30% опытов, а снижение — в 25%. Эффективность удобрений повышалась от глубокой их заделки только на легких почвах. На Ротамстедтской опытной станции (1944—1957) на фоне глубокой вспашки урожай картофеля и сахарной свеклы в первые шесть лет опытов повышался, а в последующие годы эти культуры на нее не реагировали. Из зерновых положительно отзывалась на углубление пшеница, но прибавка урожая зерна была невысокая (1,3 ц на 1 га).
По сообщению К. Раус, при вспашке песчаных почв на глубину 45 см с применением 45 т органических удобрений на гектар урожай клубней картофеля возрос на 22%, озимой ржи (вторая культура) — на 28%.
Смит (США) утверждает, что на суглинистых почвах, способных к заплыванию, углубление пахотного слоя до 35—45 см не имеет преимуществ по сравнению с обычной вспашкой.
В Штате Нью-Джерси (США) рыхление подпочвы при помощи почвоуглубителей под кукурузу в севообороте и в бессменных посевах снижало урожай по сравнению с обычной вспашкой. Руководитель агрономической опытной станции Нельсон (США, 1958) сообщил, что к самым нежелательным мероприятиям на ближайшее время следует отнести глубокую вспашку, которая, по его мнению, повышает производственные затраты и усиливает почвенную эрозию. Углубление пахотного слоя без оборота почвы проводится плугом конструкции Т. С. Мальцева, плантажным плугом и чизель-культиватором.
Приемы безотвальной обработки почвы в нашей стране были известны еще в XIX в. Ее в 1899 г. активно защищал и рекомендовал применять Е. И. Овсинский. По его убеждению, безотвальная вспашка необходима потому, что верхний слой почвы хорошо пронизан корнями растений и ходами червей, в результате чего он имеет достаточные водопроницаемость и воздухоемкость.
Значительный интерес к безотвальной вспашке проявлял фермер Франции Жан (1913). Он на своих полях вместо глубокой отвальной вспашки применял многократное безотвальное рыхление с последовательным углублением верхнего слоя до 20 см пружинными культиваторами. По заключению автора, такая обработка дает хорошее рыхление почвы и повышает урожай. В Германии (1919—1921) безотвальную обработку почвы защищал Ф. Ахенбах. Он утверждал, что отвальная вспашка ухудшает жизнедеятельность микроорганизмов и нарушает естественное сложение верхнего слоя почвы. По мнению исследователя, снижение биологической активности обусловливается гибелью аэробных бактерий от недостатка кислорода в нижнем слое, куда они попадают при отвальной вспашке, а микроорганизмы нижней части почвенного горизонта, вывернутые на поверхность почвы, погибают от света. Эти выводы Ф. Ахенбаха не были подтверждены учеными в Советском Союзе (Е. Н. Мишустин и П. Н. Жуковская). Наоборот, многими исследователями установлено, что в дерново-подзолистой почве при глубокой отвальной вспашке микроорганизмов бывает обычно больше, чем при мелкой.
В системе безотвальной обработки Т. С. Мальцева значительное внимание уделяется не только окультуриванию верхнего слоя почвы, но и нижележащего, так как рыхлится он на глубину 35—40 см. Такая вспашка проводится один или два раза за ротацию. В остальное время рекомендуется только неглубокое рыхление для борьбы с сорняками и подготовки почвы к посеву.
Безотвальную вспашку, рекомендованную Т. С. Мальцевым, длительное время изучали не только в Курганской области и южных районах (на черноземных и каштановых почвах), но и на различных почвенных разностях нечерноземной зоны. Было установлено, что в большинстве случаев она менее эффективна, чем отвальная вспашка, или по действию приближается к ней. Так, в опытах М. П. Арлаускас (Литовская ССР), проведенных на дерново-глеевых легкосуглинистых и дерново-карбонатных
Тяжелосуглинистых дренированных и высокоокультуренных почвах, безотвальная вспашка повышала урожай озимой пшеницы (первой культуры в севообороте) на 3,8—5% по сравнению с обычной. Увеличился урожай и картофеля, но незначительно.
Несколько снизился урожай ячменя от применения в севообороте трехкратной вспашки плугом без отвалов. Безотвальная обработка почти не влияла на урожай клевера. Хотя сумма урожаев четырех культур, выраженная в кормовых единицах, несколько выше по безотвальной вспашке, но М. П. Арлаускас делает вывод не в ее пользу (табл. 28).
Безотвальная обработка требует в 2—3 раза больше тяговых усилий по сравнению с отвальной, а поэтому применять ее экономически невыгодно. Кроме того, как указывалось выше, она способствует распространению сорняков, вредителей и возбудителей болезней сельскохозяйственных растений.
По данным Северо-Западного научно-исследовательского института сельского хозяйства, замена в течение трех лет на дерново-подзолистых почвах отвальной вспашки безотвальной привела к снижению плодородия почвы. Обусловливается оно главным образом медленным разложением органического вещества вследствие ослабления жизнедеятельности микроорганизмов и ухудшения агрофизического режима почвы. Чаще всего на полях с применением безотвальной вспашки в нижних слоях ослаблена аэрация, медленнее прогреваются почвы, а при плохой фильтрации наблюдается избыточное увлажнение. По исследованиям того же института, иногда бывает целесообразно сочетать отвальную вспашку с безотвальной. Например, Н. А. Сапожников рекомендует ее применять весной под яровые культуры, но при условии хорошей зяблевой вспашки, при обработке на второй год освоенных целинных и залежных земель с кустарниками или с мощной дерниной, а также в занятом пропашном пару после уборки парозанимающей культуры (картофель и др.).
В. П. Мосолов предложил ярусную вспашку почвы, которая заключается во взаимном перемещении подзолистого и иллювиального горизонтов, причем гумусовый остается на месте.
У подзолистых почв ниже гумусового слоя находится подзолистый, а под ним чаще всего расположен иллювиальный. Подзолистый горизонт в среднем начинается с глубины 18— 22 см, мощность его от 5 до 27 см и более. Он отличается пониженной влажностью, повышенной кислотностью, часто уплотняется, беден питательными веществами и не содержит водопрочных агрегатов. Этот горизонт препятствует прохождению корней растений в иллювиальный и их распространению в стороны. В связи с его особенностями создается неустойчивое снабжение растений элементами питания и водой, главным образом в засушливое время. В результате смены почвенных слоев возникают условия для образования мощного пахотного слоя и улучшения физических, агрохимических и биологических его свойств. Вспашку проводят трехъярусным плугом конструкции В. П. Мосолова и др.
А. Д. Мерзляков (1951) сконструировал для ярусной вспашки четырехъярусный плуг на базе кустарникового плуга. Перед вспашкой почвы этим плугом ставилась такая цель: за короткий срок создать мощный пахотный слой (35—40 см), уменьшить засоренность почвы; улучшить некоторые агрохимические свойства ее. При вспашке четырехъярусным плугом пахотный слой остается на месте, но, чтобы избавиться от семян сорняков, вредителей и зачатков болезней культурных растений, верхняя его часть толщиной 5 см сбрасывается в борозду и засыпается почвой подзолистого и иллювиального горизонтов. Оподзоленный слой опускается на место иллювиального, а последний укладывается выше подзолистого, но ниже гумусового.
На участках с применением ярусной вспашки наблюдалось более глубокое проникновение корней растений в почву и сильное их ветвление по сравнению с обычной вспашкой. Кроме того, повышалась аэрация, увеличивалось накопление в почве влаги (на 6—8%), уменьшалась кислотность и засоренность посевов. Урожай озимой ржи на фоне такой вспашки был на 3,5—4,5 ц, а яровой пшеницы на 6,6—7,4 ц с 1 га больше, чем при вспашке обычным плугом на глубину 20 см.
В настоящее время ярусная вспашка изучается не только в научно-исследовательских учреждениях, но и в производстве.